钛合金的阻燃机理
应用物理
2018-08-10 v1 材料科学
摘要
高压和摩擦产生的“钛火”是航空发动机的主要失效场景。为缓解此问题，已开发出 Ti-V-Cr 和 Ti-Cu-Al 系列阻燃钛合金。然而，哪种阻燃合金以合理成本展现更优性能尚需评估。本工作揭示了这些合金的燃烧机理，并探讨了 Cr 和 V 的阻燃性是否可由 Cu 替代，对此尚缺乏深入探索。考虑了两种代表性阻燃合金，包括 Ti14（Ti-13Cu-1Al-0.2Si）和 Ti40（Ti-25V-15Cr-0.2Si）合金。与商用非阻燃钛合金即 TC4（Ti-6Al-4V）合金相比，发现 Ti14 和 Ti40 合金在燃烧过程中均形成“保护性”屏障。具体而言，对于 Ti14 合金，在燃烧产物区与热影响区之间的界面处形成清晰的富 Cu 层，其通过生成 Cu-O 化合物消耗氧并阻碍与 Ti 基体的反应。本工作建立了对钛合金阻燃机理的基础性理解。重要的是，发现 Cu 可赋予钛合金与 V 或 Cr 相似的阻燃能力，这为设计阻燃钛合金开辟了高性价比途径。
引用
@article{arxiv.1808.02976,
title = {Underlying burning resistant mechanisms for titanium alloy},
author = {Yongnan Chen and Wenqing Yang and Arixin Bo and Haifei Zhan and Fengying Zhang and Yongqing Zhao and Qinyang Zhao and Mingpan Wan and Yuantong Gu},
journal= {arXiv preprint arXiv:1808.02976},
year = {2018}
}
备注
6 figures