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            開云體育app應用最廣泛的高溫保護涂層

            2022-12-13

            12月13日,開云體育app它已廣泛應用于航空航天、能源、石化等領域,其中最著名的是各種燃氣渦輪發動機,如飛機、船舶和地面發電。

            經過開云體育app研究人員的不斷探索,高溫防護涂料的發展已經從傳統意義上的擴散涂料、覆蓋涂料發展到后面的陶瓷熱障涂料。

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            擴散涂層。

            改變基體外層的涂層通過接觸基體并與其內部的確定元素發生反應,稱為擴散涂層,這是目前應用最廣泛的高溫保護涂層技術。

            ■鋁化物涂層。

            鋁化物涂料是工業上應用最早、平臺,官方網站,官網,應用最廣泛的高溫防護涂料。它主要通過熱擴散獲得,用于高溫合金和難熔合金的高溫保護。

            鎳基、鈷基和鐵基高溫合金的表面可以形成金屬間化合物滲透層,主要是鎳基、鈷基和鐵基高溫合金。鋁化合物涂層可在高溫下形成保護性Al2O3膜,因此具有優異的耐高溫氧化、硫化和耐熱腐蝕性。

            硅化物涂層。

            但由于鋁化物涂層存在脆性大、易開裂剝落、涂層與基體相互擴散、涂層壽命短等缺點。因此,改性鋁化物涂層,即硅化物涂層已經發展起來。

            硅化物涂層可以彌補多重共滲涂層的不足,如Al-Pt、Al-Pd、Al-Cr、Al-Si、Al-Mn、鋁稀土共滲涂層等。,而以NbSi2、MoSi2和WSI2為主的硅化物涂層可以在鈮基、鉬基和鎢基合金表面形成。

            硅化物涂層在高溫下可形成保護性SiO2膜,其使用溫度高于鋁化物,可用于1200~1600℃的高溫保護。

            覆蓋涂層。

            含有保護性金屬元素的涂層沉積在基體表面的涂層為涂層。一層保護膜是通過各種物理或化學沉積方法直接在合金表面制備的。

            覆蓋型合金涂層。

            為克服與基體相互制約、擴散反應限制涂層組織的缺點,提高涂層的綜合性能,開發了覆蓋型合金涂層。

            覆蓋型合金涂層的典型代表是MCrAIY涂層,它可以調節涂層成分,在更高的溫度下起到抗氧化作用。

            這種涂層主要由β相和Y相組成,與合金的擴散要弱得多??梢愿鶕枰O計、調整成分和結構,也可以添加更多的合金元素,如MCrAIYSi、MCrAIYHF等。

            MCraly涂層的組成和結構與基體合金無關。這種涂層可以通過先進的技術進行涂層,如多弧電鍍、磁控濺射、電子束物理氣相沉積和等離子體噴涂。它可以進一步提高渦輪葉片的耐高溫熱腐蝕性,并在惡劣的腐蝕環境中工作40000小時以上。

            表面結構改良涂層。

            與其名稱一樣,這種涂層在不改變合金表面成分和組織結構的情況下,可以大大提高合金的耐高溫腐蝕性,這相當于在合金表面形成一層性能優異的耐高溫保護膜。

            例如,利用激光表面重熔、高能脈沖表面處理、陰極等離子電解處理、表面噴丸等技術,使合金表面形成微晶層或納米晶體層,并利用磁控濺射沉積相同成分的微晶或納米晶體合金涂層在合金表面,可以加速氧化元素沿晶體邊界向外短路擴散,促進合金形成選擇性保護膜。

            研究發現,微晶濺射層氧化后,形成一層沒有內部氧化的連續致密膜,其抗氧化性能優于熱擴散滲鋁層。此外,Ni基高溫合金K38G磁控濺射納米晶體涂層也表現出優異的抗氧化性能。

            陶瓷涂層。

            陶瓷涂層可分為兩類,一類是耐高溫腐蝕涂層,另一類是熱屏障涂層。

            ■耐高溫腐蝕涂層。

            耐高溫腐蝕涂層種類繁多,用途各異。近年來,多相復合結構陶瓷涂層的發展使陶瓷涂層的工業化應用成為可能。

            Sio2和AI2O3應用最廣泛,具有良好的抗氧化性,可以隔離氣體介質,降低合金的氧化速度,常用于短期保護場合。

            熱障涂層。

            經過幾十年的發展,陶瓷層狀復合涂層的典型代表是熱障涂層。

            熱屏障涂層一般由金屬連接層和陶瓷層組成,可有效冷卻100~300攝氏度。該技術具有設備簡單、成分控制方便、成本低等優點,廣泛應用于渦輪葉片。

            目前,開云體育appF414、RB211-535等系列、俄羅斯AJI-3D、歐洲聯合制造的EJ200等各種軍用民用航空發動機渦輪轉子葉片和導向器都得到了應用。

            自20世紀50年代以來,開云體育app研究人員追求沒有最高只有更高的溫度,我們的研究領域的高溫保護涂層取得了巨大的成就,使高溫結構材料免受高溫腐蝕,為人類文明的進步提供取之不盡的動力!


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