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熱障涂層
所屬分類(lèi)：
所屬分類(lèi)： 熱噴涂涂層
概要：傳統的熱障涂層材料一般使用的是氧化鋯基陶瓷。氧化鋯基陶瓷的好處在于：它的熔點(diǎn)和強度比基體材料要更高，熱導率也更低，而低的熱導率會(huì )使燃氣和基體之間產(chǎn)生一個(gè)溫度梯度，這個(gè)溫度梯度值越大，材料所能承受的溫度極限就越高。相比而言，氧化鋯基陶瓷是非常優(yōu)良的高溫材料。目前長(cháng)青金屬熱障涂層的主要制備技術(shù)是等離子噴涂技術(shù)和電子束物理氣相沉積。
詳情描述
傳統的熱障涂層材料一般使用的是氧化鋯基陶瓷。氧化鋯基陶瓷的好處在于：它的熔點(diǎn)和強度比基體材料要更高，熱導率也更低，而低的熱導率會(huì )使燃氣和基體之間產(chǎn)生一個(gè)溫度梯度，這個(gè)溫度梯度值越大，材料所能承受的溫度極限就越高。相比而言，氧化鋯基陶瓷是非常優(yōu)良的高溫材料。目前長(cháng)青金屬熱障涂層的主要制備技術(shù)是等離子噴涂技術(shù)和電子束物理氣相沉積。
據報道，我國在熱障涂層研制方面已經(jīng)取得跨越式、領(lǐng)跑式的成就，研制出新型稀土鉭酸鹽高溫鐵彈相變陶瓷材料的最高使用溫度可以達到1600℃，甚至1800℃，是非常穩定的一種陶瓷，與氧化鋯基材料相比明顯優(yōu)勢。
熱障涂層不僅可以達到提高抗腐蝕能力，進(jìn)一步提高發(fā)動(dòng)機工作溫度，而且可以減少燃油消耗(據估計近20%)、延長(cháng)熱端部件的使用壽命；并且熱障涂層技術(shù)的研究發(fā)展成本要低得多，工藝也現實(shí)可行。因此，熱障涂層技術(shù)成為未來(lái)發(fā)動(dòng)機熱端部件高溫防護涂層技術(shù)的發(fā)展方向。另外，熱障涂層在輪船、汽車(chē)、能源等領(lǐng)域的熱端部件上也有著(zhù)廣泛的應用與研究。
目前長(cháng)青金屬熱障涂層能夠在工作環(huán)境下降低高溫發(fā)動(dòng)機熱端部件溫度170K左右。隨著(zhù)熱障涂層在高溫發(fā)動(dòng)機熱端部件上的應用，人們認識到熱障涂層的應用不僅可以達到提高基體抗高溫腐蝕能力，進(jìn)一步提高發(fā)動(dòng)機工作溫度的目的,而且可以減少燃油消耗、提高效率、延長(cháng)熱端部件的使用壽命。與開(kāi)發(fā)新型高溫合金材料相比，熱障涂層的研究成本相對較低，工藝也現實(shí)可行。
隨著(zhù)航空、航天及民用技術(shù)的發(fā)展，熱端部件的使用溫度要求越來(lái)越高，已達到高溫合金和單晶材料的極限狀況。以燃料輪機的受熱部件如噴嘴、葉片、燃燒室為例，它們處于高溫氧化和高溫氣流沖蝕等惡劣環(huán)境中，承受溫度高達1100℃，已超過(guò)了高溫鎳合金使用的極限溫度（1075℃）。長(cháng)青金屬將金屬的高強度、高韌性與陶瓷的耐高溫的優(yōu)點(diǎn)結合起來(lái)所制備出的熱障涂層能解決上述問(wèn)題，它能起到隔熱、抗氧化、防腐蝕的作用，已在汽輪機、柴油發(fā)電機、噴氣式發(fā)動(dòng)機等熱端材料上取得一定應用，并延長(cháng)了熱端部件的使用壽命。
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