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航空发动机用TC11钛合金抗点燃性能及机理研究被引量：13: 2014年; 采用摩擦点燃方法研究摩擦接触压力P和预混气流氧浓度c0对TC11钛合金抗点燃性能的影响,建立定量描述TC11钛合金抗点燃性能的P-c0关系,并结合原位观察、SEM和EDS等手段给出TC11钛合金点燃与抗点燃的微观机理。结果表明,TC11钛合金的P-c0关系曲线符合抛物线规律,P从0.05MPa增至0.25MPa时,点燃对应的c0降低约32.5%;TC11钛合金点燃的c0至少比TC4钛合金高20%,即TC11钛合金的抗点燃性能显著高于TC4钛合金;摩擦过程产生强烈的火花,着火首先发生在具有原生金属表面的微凸体上;点燃过程形成燃烧区、熔凝区、热影响区和过渡区四个具有不同特征的区域;富Al和Mo的钛基固溶体相降低热影响区Ti向熔凝区的扩散速率,限制燃烧区Ti与O的优先反应,并与熔凝区O的大量固溶共同阻止O向热影响区的继续扩散,从而提高微凸体的抗点燃性能。; 弭光宝曹春晓黄旭曹京霞王宝; 关键词：航空发动机 TC11钛合金阻燃性能

摩擦点火Ti-V-Cr阻燃钛合金燃烧产物的组织特征被引量：17: 2016年; 采用摩擦氧浓度实验方法,结合原位观察、扫描电镜、能谱仪和X一射线衍射分析,系统研究Ti-V-Cr阻燃钛合金燃烧产物的微观组织形貌、燃烧反应过程的合金元素分布规律及微观机理.结果表明:Ti-V-Cr阻燃钛合金燃烧过程发出闪亮耀眼的白光,具有典型金属燃烧的火焰特征.燃烧产物主要有TiO_2,V_2O_5和Cr_2O_3三种氧化物,该混合氧化物以分散颗粒和致密连续体存在.分散颗粒为规则的球形;致密连续燃烧产物的微观组织具有分区特征,从合金基体至燃烧表面依次为过渡区、热影响区、熔凝区和燃烧区.其中,过渡区存在一些微小的颗粒状凸起,且有一定方向性;热影响区中形成大量V基固溶体相和少量的Ti基固溶体相,V基固溶体相上存在Ti的含量远高于基体的针状析出物;熔凝区中,大量的Ti基固溶体中存在少量的V基固溶体;燃烧区主要为Ti,V和Cr的氧化物混合物.热影响区的V基固溶体相降低了Ti元素向熔凝区的迁移速率,减慢了燃烧区Ti与O的优先反应;燃烧区形成的TiO_2,V_2O_5和Cr_2O_3混合氧化物和熔凝区O在Ti中大量固溶共同终止了O向合金基体的继续扩散,从而使Ti-V-Cr阻燃钛合金表现出优异的阻燃功能性.; 弭光宝黄旭曹京霞王宝曹春晓; 关键词：阻燃钛合金燃烧产物

含氧环境中航空发动机用Ti40阻燃钛合金的摩擦点燃(英文)被引量：5: 2013年; 采用摩擦点燃的方法,研究摩擦压力p和氧浓度xO对Ti40阻燃钛合金的抗点燃性能的影响,建立了定量描述Ti40钛合金抗点燃性能的p—xO关系曲线,并结合SEM、XRD和EDS等测试手段分析Ti40钛合金的抗点燃机理。结果表明:Ti40钛合金的p—xO关系曲线符合抛物线规律,p在0.1～0.25 MPa变化时,xO的变化范围约为25%。当xO≥70%时,Ti40钛合金在室温条件下即会被点燃,并迅速发展为持续的稳定燃烧,且时间长于10 s。Ti40钛合金的抗点燃性能优于TC4钛合金的,Ti40合金被点燃时所对应的xO至少比TC4高40%。当xO较低时,Ti40钛合金的抗点燃性能对p较为敏感,而随着xO的增大,抗点燃性能对xO更加敏感。摩擦表面形成的具有强相互作用的V2O5、TiO2和Cr2O3氧化物融合物是Ti40钛合金的抗点燃性能提高的根本原因。; 弭光宝弭光宝黄旭曹京霞曹春晓

钛颗粒着火过程氧化膜破裂行为的理论研究被引量：8: 2012年; 在着火热自燃理论基础上,通过分析钛颗粒表面氧化膜与基体之间的应力状态,结合实验事实,提出氧化膜最外层首先发生破裂但不形成贯穿裂纹的观点,基于该观点建立模型理论研究外层氧化膜的破裂行为对钛颗粒着火过程的影响,并对钛的着火过程进行物理模拟实验研究。结果表明:在673～1373K范围,当环境温度较低时,钛颗粒发生恒温氧化,氧化膜破裂导致氧化动力学曲线由抛物线向直线转化,当处于高温时,氧化膜的破裂使着火温度降低45K,不会对钛颗粒的着火过程产生强烈影响;当钛颗粒尺寸增大时,钛颗粒的着火温度未出现明显升高,与铝颗粒着火过程氧化膜的完全破裂机制不同;氧化膜内应力的变化使由外而内的裂纹扩展到一定程度后停止,即外层氧化膜不完全破裂,从而加速氧在内层氧化膜内扩散,增大了钛颗粒发生着火的敏感性;非等温氧化实验间接验证了外层氧化膜非贯穿破裂对钛着火过程影响的理论研究。; 弭光宝黄旭曹京霞曹春晓; 关键词：钛颗粒着火模型

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中国航空科学基金(20123021004)