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包覆涂层是高温防护涂层之一 航空发动机是其重要下游

发布时间:2022-08-16 来源:bobapp苹果版 作者:bob投注下载


  包覆涂层,是利用物理或化学方法将涂层材料直接沉积在合金基体表面形成的涂层,涂层材料通常采用耐高温、抗氧化、抗腐蚀的金属或合金,沉积后会与合金基体紧密结合,主要功能是起到保护作用。包覆涂层主要应用在航空航天产业中,可提高涡轮叶片、燃烧室等航空发动机热端部件的耐高温腐蚀、抗高温氧化等性能,从而延长航空发动机的使用寿命。

  航空发动机热端部件一般采用高温合金,由于长期工作在高温水蒸气环境中,高温合金需要同时具备高温力学稳定性以及抗高温腐蚀性能,而这两种性能难以同时达到最优化。飞机制造技术正在不断进步,航空发动机推重比不断增加,热端部件工作环境温度不断提升,高温合金性能越来越无法满足要求。在此背景下,高温防护涂层不可或缺,作为高温防护涂层的一种,包覆涂层拥有广阔发展空间。

  根据新思界产业研究中心发布的《2022-2026年包覆涂层行业深度市场调研及投资策略建议报告》显示,包覆涂层在沉积时会与基体材料发生相互作用,从而提高涂层与基体的结合力,基材不参与涂层形成,涂层与基体之间不相互制约,因此包覆涂层在材料选择方面更具多样性,并可以通过沉积技术来优化涂层的耐高温、抗腐蚀等性能,延长其使用寿命。常见的包覆涂层主要包括金属涂层、陶瓷涂层两大类,目前MCrAlY包覆涂层最具代表性。

  MCrAlY包覆涂层可采用的金属元素包括但不限于铁、铝、镍、铬、钴、锆、铪、钽、铼、铌等,不同的金属元素组合可形成不同效果,例如镍-铬-铝抗氧化性优,钴-铬-铝抗腐蚀性优,因此可通过调整成分来制备不同性能的MCrAlY包覆涂层,以满足不同工作环境以及不同合金材料的热端部件需求。

  包覆涂层制备工艺主要有电子束物理气相沉积(EB-PVD)、等离子体喷涂(APS)、真空镀膜、溅射镀膜、离子镀膜、超音速火焰喷涂等。其中,电子束物理气相沉积与等离子体喷涂是包覆涂层主流制备方法,相较来说,电子束物理气相沉积制备的包覆涂层综合性能更优,但成本也更高。

  新思界行业分析人士表示,美国在MCrAlY包覆涂层方面技术先进,在军用飞机发动机涡轮叶片上采用较多的是钴-铬-铝抗腐蚀性优的包覆涂层。随着技术不断进步,热障涂层、环境障涂层等先后被研发问世,特别是随着飞机大推重比、轻量化发展,碳化硅陶瓷基复合材料应用比例不断攀升,环境障涂层市场空间更大。由此来看,包覆涂层还需不断提升核心竞争力。

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