高温涂层的发展趋势

随着航空工业的发展,涡轮发动机的推重比越来越高,涡轮前进口温度也越来越高。根据目前国内外材料的研究历程及进民状况，在短时期内通过提高材料的使用温变来实现提升涡轮叶片耐高温能力具有相当大的难度,比较快速可行的方法是在涡轮叶片基体上沉积高温涂层以提高其使用温度。国内外对热摩涂层的技术研究保持若强劲的活力未来高温涂层技术的发展将着重研究以下几个方面:

(1)研究适用于下一代超声速发动机的新的高温涂层材料体系,寻找能替代ZrO2的具有更好相稳定性更低烧结速率和导热系数的陶瓷材料是其中的关键。

(2)对现有涂层体系的材料及制备工艺的优化研究和机理研究,包括对MCrAIY粘结层的成分、YSZ陶瓷新的稳定氧化物的选择及涂层微观结构的改进和优化以及对梯度涂层技术的进-步研究,从而提高涂层的工作温度、使用寿命和隔热性能。

(3)高温涂层隔热效果研究,通过实验模拟测试涂层的隔热情况即温度梯度,并结合传热学理论,根据涂层材料的导热系数预期的隔热效果及热端部件的工作环境,为合理设计涂层厚度提供依据,也为涂层的改进提供方向。

(4) 高温涂层寿命预测莫型的进一步研究 若将高温涂层应用于涡轮发动机高危险部位必须建立发动机寿命预测系统以保证安全。因此，进-步研究高温涂层利落失效机理及服役条件下的力学行为等,建立较为完善的寿命预测模型，从而较为准确地评估涂层服役寿命，为高温涂层的实际应用提供可靠的保障。  

(5)发展新的涂层性能检测技术，尤其是无损检测技术,准确表征涂层与基体的结合力、涂层开裂程度相变程度等性能，更好地实实现对涂层质量的控制。