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表面技术第51卷第6期
·170·SURFACETECHNOLOGY2022年6月
热障涂层在飞机APU中的应用、失效
形式与维护方法
1,231,333
王璐璐，刘延宽，王志平，许婧，费宇杰
（1.沈阳工业大学，沈阳110870；2.中国南方航空公司，沈阳110169；
3.中国民航大学天津市民用航空器适航与维修重点实验室，天津300300）
摘要：飞机辅助动力装置（AuxiliaryPowerUnit，APU）是当前主流民用飞机上必不可少的部件，而热障涂
层在APU中的应用能够减少发动机油耗、提升效率、延长热端部件的使用寿命。首先概述了飞机辅助动力
装置的结构和工作原理，以及热障涂层的材料及结构体系。其次归纳了飞机APU常见热端部件中热障涂层
的制备技术及应用特点，主要对大气等离子（AirPlasmaSpraying，APS）和电子束物理气相沉积
（Electron–BeamPhysicalVaporDeposition，EB–PVD）等2种热障涂层进行了论述。在此基础上，重点综述
了热障涂层在民用飞机APU中的典型失效形式，包括高温氧化失效、烧结失效、CMAS腐蚀、颗粒物冲击
等，同时结合热障涂层热生长氧化物（ThermallyGrownOxide，TGO）生长、应变能释放、蠕变与疲劳、颗
粒物沉积、外来物损伤等行为，对以上失效形式的失效机理进行了重点论述；分别从微观结构观察、断裂
力学参数计算、有限元建模等方面详细阐述了飞机APU热障涂层的失效分析手段与方法。最后结合航空公
司的实际运营情况对提升APU使用寿命和系统可靠性给出了基于热障涂层的维护建议和预防措施。
关键词：辅助动力装置；热端部件；热障涂层；失效分析；维护方法
中图分类号：TG148；V257文献标识码：A文章编号：1001-3660(2022)06-0170-10
DOI：10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2022.06.014
Application,FailureModesandMaintenanceMethodsof
ThermalBarrierCoatingsinAircraftAPU
WANGLu-lu1,2,LIUYan-kuan3,WANGZhi-ping1,3,XUJing3,FEIYu-jie3
(1.ShenyangUniversityofTechnology,Shenyang110870,China;2.ChinaSouthernAirlines,Shenyang110169,China;3.Tianjin
KeyLaboratoryofCivilAircraftAirworthinessandMaintenance,CivilAviationUniversityofChina,Tianjin300300,China)
ABSTRACT:Theaircraftauxiliarypowerunit(APU)isanindispensablecomponentonthemaintypesofmoderncivilaircraft,
whiletheapplicationofthermalbarriercoatings(TBC
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