耐海洋环境腐蚀燃机热障涂层材料研究进展*
2021-09-13崔秀芳房永超
航空制造技术 2021年13期
关键词:改性
陈 卓,金 国,崔秀芳,房永超,闫 超,王 香
(哈尔滨工程大学,哈尔滨 150001)
进入21 世纪以来,伴随着海外全球化市场的全面拓展与海军现代化进程的持续推进,我国在新型军民用高性能船舶方面出现了较大的缺口,亟需在船舶性能与数量方面开展针对性补强,对我国船舶工业的研发与制造技术以及产能调控提出了极高的要求。其中,以船用燃机为代表的大功率船用动力源作为船舶基本主构成单元,其稳定服役与否直接影响到船舶的服役性能[1]。而燃烧室、透平叶片等热端部件作为船用燃机的核心部件,工作时需长时直面高温、高速燃气以及多元腐蚀介质的耦合冲击,相应服役工况已达到或部分超过部件自身材料的相关服役性能极限,需要在其表面制备由隔热陶瓷面层与适配性金属基黏结层构成的热障防护涂层以保证其在严苛工况下的长时服役稳定性[2]。
现阶段,20世纪80年代投入使用的由Y2O3稳定ZrO2陶瓷面层与MCrAlY(M=Ni、Co 等)黏结层组成的YSZ 热障防护涂层体系凭借其综合服役性能优异、工艺适配性强等优点,是目前应用最为广泛的高温热障防护涂层[3]。但是,随着新型船用动力技术的日益发展,船用燃气轮机的燃气入口温度日益提高。如英国Rolls-Royce 公司明星产品,广泛装备于美国、英国、韩国等国海军主力舰艇的MT-30 型船用燃机,其服役过程中透平前端环境温度高达1773~2473K,虽通过耦合气膜冷却防护技术实现约673K 的降温效果,叶片表面温度仍直逼YSZ 涂层1473K的极限服役温度[4]。……
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