以开裂与剥落为主的失效问题，一直是制约涂层在高温环境下应用的关键性难题。涂层的开裂与剥落不仅取决于涂层和基体材料在热、物理性能方面的本征失配，也与涂层中群体表面裂纹的几何特征参数密切相关。本申请项目基于前期实验结果，提出采用分割涂层延寿的新思路。通过建立裂纹体数学模型及非线性有限元格式，深入研究热载荷作用下筒壁分割涂层的瞬态热-力响应，确定分割裂纹的热应力强度因子和涂层/基体的界面应力。重点探讨它们与热载荷强度、热作用时间、涂层/基体系统的几何参数、材料参数以及分割裂纹的特征参数(裂纹间距、裂纹长度)等影响因素的依赖关系，揭示分割涂层促进相关构件延寿的力学机理。研究方法上注重量纲分析的应用，建立相关无量纲参数之间的普遍规律。研究结果有利于加深对涂层的热致开裂与剥落机理的认识，并为相关涂层的强韧化设计及相应工艺方法的推广应用提供理论依据与技术支持。 2100433B

附壁风筒的结构，根据使用地点生产技术条件的差异（巷道断面大小，供风量大小，除尘器配套方式等），设计为以下两种：

1.沿巷道螺旋式出风的附壁风筒。狭缝段长2000mm、直径600mm的铁风筒，在风筒断面上，有三分之一的圆周做成半径增大的螺旋线状，形成狭缝状风流喷出口，其有效面积等于压入式风筒的断面积。附壁风筒轴向出风端设计一个蝶阀，并通过连杆与狭缝出口的出风阀门连动，可以利用手动或气动实现轴向经导风筒供风和径向螺旋出风的风流转换。

2.沿风筒径向出风的附壁风筒，长2000mm、直径600mm的胶皮风筒。这种风筒只能使压人风量的左右沿轴向喷出，而80%的风量则通过风筒壁上开的小孔径向出风。

高硬度与韧性难以兼得是高硬度、超高硬度涂层长期面临的瓶颈问题。现有研究表明构造纳米晶/非晶复合硬质涂层可成为解决这一问题的有效途径。但此类涂层致韧机理尚不明确，且相关研究大多集中在纳米晶、纳米晶与非晶晶界中，导致涂层中非晶的选择、设计和控制具有一定的盲目性。基于此，本项目从非晶的新角度出发，以复合不同类型、不同尺寸非晶的TiN系硬质涂层为研究对象，以涂层中非晶的形变机制为切入点，以原位微区观察和实时原位微区观察为主要研究手段，明晰非晶种类和尺寸等因素对涂层韧性的影响，结合分子动力学计算，探索非晶在纳米复合硬质涂层中的致韧机理，并在此基础上提出纳米复合硬质涂层性能（硬度和韧性）优化综合策略。这不仅对推进我国高硬高韧涂层的发展具有重大现实意义，且将促进材料学和理论数值模拟的相互交叉渗透发展，丰富相关研究邻域的基础理论，具有重大学术价值。