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摘要
涡轮转子是燃气涡轮发动机的核心部件。针对SiC/SiC涡轮叶盘设计、制备与考核验证开展研究，采用蛛网仿形SiC纤维预制体作为涡轮叶盘的增强体，预制体表面分别沉积BN界面相与SiC基体，通“在线加工”方式对SiC/SiC涡轮叶盘分别进行粗加工和精加工，采用大气等离子喷涂方法制备环境障碍涂层，形成满足设计要求的涡轮叶盘。采用CT对SiC/SiC涡轮叶盘进行无损检测，表征叶盘内部缺陷分布。针对制备的SiC/SiC涡轮叶盘开展性能评价、超转试验、台架试验等考核验证，研究表明：SiC/SiC涡轮叶盘最大破坏强度达到300 MPa；在室温超转试验中，当转速达到n = 104166 r/min时，叶片发生断裂，当转速达到n = 108072 r/min时，轮体发生破裂；在发动机台架试验中，累积完成了N = 994次最高转速n_(max) = 60000 r/min的循环载荷以及N = 100次最高转速n_(max) = 70000 r/min的循环载荷试车考核。2022年1月1日，SiC/SiC涡轮叶盘在株洲成功完成了首次飞行试验验证，这也是国内陶瓷基复合材料转子首次配装平台的空中飞行试验，验证了SiC/SiC涡轮转子在航空发动机上应用的可行性。
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