熱障涂層合成
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熱障涂層合成后作用如下:


  熱障涂層是采用耐高溫、低導熱的陶瓷材料以涂層的方式與金屬相復合、以降低高溫環境下金屬表面溫度的一種熱防護技術。在先進航空發動機中,熱障涂層可以顯著降低葉片合金的表面溫度,大幅度延長葉片的工作壽命,提高發動機的推力和效率。自上世紀70年代以來,美英等西方國家都競相發展熱障涂層,并大量應用在葉片、燃燒室、隔熱屏、噴嘴、火焰筒和尾噴管等航空發動機熱端部件上。從開始研究到實際應用的幾十年間,熱障涂層的制備工藝不斷得到改進,出現了很多熱障涂層制備技術,如磁控濺射、高速火焰噴涂、化學氣相沉積、等離子噴涂、電子束物理氣相沉積等。其中,后兩種工藝是熱障涂層實際工程應用中最廣泛采用的制備技術。目前,國際上有三種主流熱障涂層材料結構體系,即繼美國的雙層結構、歐洲的梯度結構和中國的梯度粘結層結構。雙層結構由陶瓷隔熱層和金屬粘結層組成,由于陶瓷層與金屬層性能差異以及金屬層氧化等原因,導致熱障涂層易沿陶瓷/金屬界面開裂和失效。陶瓷/金屬界面結構設計一直是長壽命熱障涂層研究的熱點和難點。梯度粘結層結構針對雙層結構存在明顯界面的問題,在金屬層和陶瓷層中間加入氧化粘結層,實現由金屬層和陶瓷層之間成分連續變化、結構的梯度過渡,從而提升抗熱震、氧化以及隔熱等性能,延長熱循環壽命??梢哉f在這個領域,中國已經趕上了國際最先進的步伐。

      高溫/超高溫涂層材料技術與裝備。在先進航空發動機中,熱障涂層可以顯著降低葉片合金的表面溫度,大幅度延長葉片的工作壽命,提高發動機的推力和效率,因此熱障涂層與葉片冷卻設計技術、單晶高溫合金材料技術并列,被稱之為先進航空發動機葉片的三大關鍵科學技術之一。從1996年起,中國開展了新型梯度粘結層熱障涂層(GBTBC)的研究,研究成果對推動TBC在航空、艦船和地面燃氣輪機葉片上的應用起到了重要作用,GBTBC在我國多個型號燃氣渦輪發動機上獲得了應用。近年來,中國研制的鈰酸鑭(LC)熱障涂層是1300℃級別熱障涂層材料技術發展中的重要突破,并在國際上率先實現了在先進航空發動機關鍵熱端部件上的試用,在新型熱障涂層研究方面達到國際領先水平。上述研究成果在我國航空發動機主要生產單位全面推廣應用,支撐生產的葉片占我國目前涂有熱障涂層的航空發動機葉片總數的95%以上。該技術與裝備獲2016年國家技術發明一等獎。