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简单/改性铝化物涂层的研究现状

2021-10-16蒋成洋丰敏陈明辉耿树江王福会

表面技术 2021年9期

蒋成洋,丰敏,陈明辉,耿树江,王福会

(东北大学 沈阳材料科学国家研究中心,沈阳 110819)

航空发动机系统设计复杂、研制难度和成本极高,因而被称为现代工业皇冠上的明珠,现已成为衡量一个国家科技和工业水平的指标。航空发动机所用的高温结构材料种类繁多,因服役的环境以及所起的作用不同,各个部位所用材料也不同:镍基单晶高温合金因为有大量的γ’增强相,具有优良的高温力学和蠕变性能,主要用于先进航空发动机的涡轮叶片[1-2];钛基/钛铝基合金具有密度低、比强度高等优点,是一类新型的高温轻量化航空材料,常用于航空发动机的压气机叶片,大幅降低发动机质量,从而提高了发动机性能[3-4];钢虽然耐高温性能较差,但是具有较好的韧性和抗拉强度,且成本较低,常用于航天发动机中承温较低的部件,如壳体和传动齿轮等使用的就是超高强度钢[5]。但是,随着先进航空发动机的推重比越来越高,其进气口温度也越来越高,各部位的结构材料在高温下虽然能保证较优异的力学性能,但是因为抗高温腐蚀元素(Al、Cr 和Si)含量都较低,服役时难以形成具有保护性能的氧化膜(Al2O3、Cr2O3和SiO2),所以抗高温氧化和腐蚀性能较差[6-7],服役前需施加高温防护涂层进行保护。

目前高温防护涂层主要包括:简单/改性铝化物涂层、MCrAlY 涂层和热障涂层[8-9]。在工业上应用最广泛的是铝化物涂层,因为其制备工艺简单、成本低廉。主要的渗铝方法有:固体粉末渗铝、热浸料浆法、化学气相沉积等多种。……

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