眾所周知桩眼，航空發(fā)動(dòng)機(jī)作為飛機(jī)的心臟其具有極為重要的作用藏苫。航空發(fā)動(dòng)機(jī)的主要作用便是為飛機(jī)提供足夠的推力，從而促使其可以擺脫一定的重力約束蛉增，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)在空中的飛行唤抚。但由于飛機(jī)在飛行過(guò)程中，航空發(fā)動(dòng)機(jī)中的渦輪葉片將會(huì)進(jìn)行高速運(yùn)轉(zhuǎn)践寄。因此说庶，許多飛機(jī)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)均會(huì)出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度過(guò)高的現(xiàn)象。這一現(xiàn)象的出現(xiàn)不僅僅會(huì)嚴(yán)重影響到發(fā)動(dòng)機(jī)的性能輸出槐伍，同時(shí)更會(huì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的硬件組成造成極為嚴(yán)重的損害择绘。因此，為有效避免此類(lèi)問(wèn)題的出現(xiàn)凌红，工程師研發(fā)出了相應(yīng)的熱障涂層材料。通過(guò)將熱障涂層材料均勻地涂抹在航空發(fā)動(dòng)機(jī)的表面突妇，不僅僅可以有效提升發(fā)動(dòng)機(jī)的散熱效率硬纤，同時(shí)更可以提升發(fā)動(dòng)機(jī)硬件的耐熱效率，使其可以在溫度較高的環(huán)境中釋放更多的性能赃磨。下面本文將就航空發(fā)動(dòng)機(jī)熱障涂層材料體系進(jìn)行簡(jiǎn)要論述筝家。

熱障涂層是一種常用的設(shè)備隔熱技術(shù)，通過(guò)對(duì)設(shè)備表面涂抹熱障涂層可以有效降低設(shè)備的運(yùn)行溫度邻辉，同時(shí)使其具有更強(qiáng)的耐熱性溪王。而在熱障涂層中最常使用的便是陶瓷涂層，這不僅僅是由于陶瓷具有較好的隔熱性能值骇，同時(shí)也是由陶瓷涂層的成本更低所決定的莹菱。通過(guò)在設(shè)備表面添加陶瓷涂層既可以使其得以在高溫環(huán)境中運(yùn)行移国，甚至還可以使其熱效率達(dá)到60%以上。此外道伟，隨著熱障涂層技術(shù)應(yīng)用的逐步廣泛迹缀，人們也發(fā)現(xiàn)熱障涂層技術(shù)既可以有效提升設(shè)備的耐熱性，同時(shí)也可以有效提升其硬件設(shè)施的耐腐蝕性蜜徽。因此祝懂，通過(guò)利用熱障涂層技術(shù)不僅僅可以有效提升各類(lèi)設(shè)備的工作效率，同時(shí)更可以提升其使用年限拘鞋。

1 航空發(fā)動(dòng)機(jī)熱障涂層材料的作用

在上文中提到熱障涂層材料的主要作用是提升航空發(fā)動(dòng)機(jī)的耐熱性及散熱性等窜旺，從而促使航空發(fā)動(dòng)機(jī)得以在高溫環(huán)境下保持較高的性能。然而除此之外驶闰，航空發(fā)動(dòng)機(jī)熱障涂層材料的應(yīng)用也可以有效提升氣冷葉片的工作效率杏紫。氣冷葉片是航空發(fā)動(dòng)機(jī)散熱系統(tǒng)中極為重要的組成設(shè)備之一，其可以通過(guò)高速旋轉(zhuǎn)容书，從而促進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的空氣流通恃藐，進(jìn)而將航空發(fā)動(dòng)機(jī)中的高溫氣體排出。而熱障涂層材料在氣冷葉片中的應(yīng)用不僅僅可以有效避免高溫氣體出現(xiàn)回流的現(xiàn)象藤棕，同時(shí)更可以提升氣冷葉片的耐熱性及耐腐蝕性等自拖，進(jìn)而有效提升其使用壽命。第二朴树，熱障涂層材料在航空發(fā)動(dòng)機(jī)中的應(yīng)用也可以有效提升發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪進(jìn)口溫度宏查。眾所周知，發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪進(jìn)口溫度關(guān)系到發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率榨惭，因此通過(guò)提升航空發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪進(jìn)口溫度既可以提升發(fā)動(dòng)機(jī)的工作效率骡拐，促使其發(fā)揮更好的性能，同時(shí)其也可以有效降低對(duì)航空燃油的損耗忿项。第三蓉冈，熱障涂層材料在航空發(fā)動(dòng)機(jī)中的應(yīng)用也可以延長(zhǎng)其中各類(lèi)零部件的使用壽命。由于熱障涂層材料不僅僅具有較強(qiáng)的耐熱性轩触，同時(shí)還具有一定的耐腐蝕性以及抗氧化性等寞酿。因此，通過(guò)對(duì)其進(jìn)行應(yīng)用也可以避免發(fā)動(dòng)機(jī)中的零部件出現(xiàn)氧化以及腐蝕等現(xiàn)象脱柱，從而提升發(fā)動(dòng)機(jī)的使用年限伐弹。第四，通過(guò)在航空發(fā)動(dòng)機(jī)中應(yīng)用熱障涂層材料也可以降低壓氣機(jī)的冷卻氣流量榨为，從而降低飛機(jī)在飛行過(guò)程中的耗油量惨好。最后，航空發(fā)動(dòng)機(jī)中熱障涂層材料的應(yīng)用也可以對(duì)現(xiàn)有冷卻通道的設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化與簡(jiǎn)化随闺。由于熱障涂層材料的應(yīng)用可以降低冷卻氣流的流量日川，因此在應(yīng)用熱障涂層材料后便可以適當(dāng)降低葉片的加工成本蔓腐，從而對(duì)現(xiàn)有的冷卻通道進(jìn)行簡(jiǎn)化。

2 熱障涂層的結(jié)構(gòu)

通常航空發(fā)動(dòng)機(jī)中所常用的熱障涂層結(jié)構(gòu)大致有以下三種逗鸣，其分別是雙層結(jié)構(gòu)合住、多層結(jié)構(gòu)以及梯度系統(tǒng)。在以上三種熱障涂層結(jié)構(gòu)中最為常見(jiàn)的便是雙層結(jié)構(gòu)特与，雙層結(jié)構(gòu)主要由陶瓷涂層以及粘結(jié)層所構(gòu)成释何。其中陶瓷層可以有效提升航空發(fā)動(dòng)機(jī)外層的隔熱性，從而使其得以在高溫環(huán)境下發(fā)揮出優(yōu)異的性能注括。而粘結(jié)層則可以為航空發(fā)動(dòng)機(jī)的硬件設(shè)備提供更強(qiáng)的耐腐蝕性以及抗氧化性等坯肿，從而有效降低航空發(fā)動(dòng)機(jī)生銹以及損壞的可能性。同時(shí)蝴车，與其余兩種熱障涂層結(jié)構(gòu)相比蔗承，雙層結(jié)構(gòu)還具有耐熱性更強(qiáng)以及施工成本降低等諸多優(yōu)點(diǎn)。多層結(jié)構(gòu)與雙層結(jié)構(gòu)相比其在熱障涂層結(jié)構(gòu)中具有多層陶瓷層蛹协，并且在每?jī)蓪犹沾蓪又g還具有一些封阻層等主瘸。這樣的設(shè)計(jì)雖然導(dǎo)致了施工成本及施工難度的增加，但是其也可以為航空發(fā)動(dòng)機(jī)提供更好的隔熱性以及耐腐蝕性等兆焦，從而更好地保護(hù)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行糊怖。

3 航空發(fā)動(dòng)機(jī)熱障涂層體系

3.1 陶瓷表層材料

陶瓷表層材料是航空發(fā)動(dòng)機(jī)熱障涂層體系中極為重要的一部分，其不僅僅被廣泛應(yīng)用于雙層結(jié)構(gòu)中生碗，同時(shí)在多層結(jié)構(gòu)以及梯度系統(tǒng)中也具有極為廣泛的應(yīng)用捻艳。通過(guò)對(duì)陶瓷表層材料進(jìn)行應(yīng)用不僅僅可以對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的表層進(jìn)行一定的保護(hù)，同時(shí)更可以提升其隔熱性庆猫。而為了更好地加強(qiáng)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的抗熱性认轨，工程師在選用陶瓷表層材料的過(guò)程中不僅僅需要考慮到其陶瓷材料的熔點(diǎn)以及熱反射率，同時(shí)更需要考慮到陶瓷材料的抗熱性月培、抗氧化性等嘁字。這是由于若是陶瓷表層材料無(wú)法具備較高的熔點(diǎn)以及熱反射率等，那么其在高溫環(huán)境中極有可能會(huì)出現(xiàn)龜裂以及融化等現(xiàn)象杉畜。這一現(xiàn)象不僅僅會(huì)導(dǎo)致航空發(fā)動(dòng)機(jī)直接暴露在高溫環(huán)境中拳锚，同時(shí)還會(huì)對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)造成一定的影響。而陶瓷表層材料的抗腐蝕性以及抗氧化性等也會(huì)對(duì)熱障涂層體系的使用年限以及航空發(fā)動(dòng)機(jī)的使用年限等造成極為嚴(yán)重的影響[4]寻行。

3.2 粘結(jié)層材料

粘結(jié)層材料同樣也是熱障涂層體系中較為重要的一部分，其通常被用于雙層以及多層熱障涂層體系中匾荆。在上文中提到粘結(jié)層材料的主要作用是為航空發(fā)動(dòng)機(jī)提供較高的抗氧化性以及抗腐蝕性等拌蜘，從而延長(zhǎng)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命。此外牙丽，粘結(jié)層材料的使用也可以有效避免陶瓷層材料與航空發(fā)動(dòng)機(jī)表層金屬出現(xiàn)不適配的現(xiàn)象简卧。正是由于粘結(jié)層材料具有以上幾種作用兔魂，因此工程師在選用粘結(jié)層材料時(shí)不僅僅需要考慮到其在常溫環(huán)境下的抗氧化性以及耐腐蝕性等，同時(shí)更需要考慮到粘結(jié)層材料在高溫環(huán)境以及多種溫度環(huán)境中的抗腐蝕性等迈叫。并且锌拱，由于粘結(jié)層還擔(dān)負(fù)著連接陶瓷層以及金屬基體的重要作用，因此其相關(guān)材料所具有的抗熱性以及穩(wěn)固性等也十分重要暂韭。

4 熱障涂層失效模式研究

雖然熱障涂層材料在航空發(fā)動(dòng)機(jī)中的應(yīng)用可以有效提升航空發(fā)動(dòng)機(jī)表層金屬的隔熱性以及抗腐蝕性姿抒、抗氧化性等，從而進(jìn)一步延長(zhǎng)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的使用年限盒伸。但熱障涂層材料在某些特定的環(huán)境中也會(huì)出現(xiàn)失效的現(xiàn)象茂蓬。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，常用的雙層熱障涂層在1100℃以及30min加熱環(huán)境橘沾、5min的空氣冷卻中將會(huì)出現(xiàn)一定程度的龜裂現(xiàn)象吴钧。并且，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)仲它，熱障涂層中所出現(xiàn)的破損點(diǎn)也在逐步增加宙娃。導(dǎo)致這一現(xiàn)象的主要原因便是由于在高溫環(huán)境中陶瓷涂層以及粘結(jié)涂層中間出現(xiàn)了一定的組織應(yīng)力與結(jié)構(gòu)應(yīng)力，其導(dǎo)致熱障涂層出現(xiàn)了大量的皺紋兜飒，進(jìn)而使得其表層出現(xiàn)了大量的裂縫幻林。同時(shí)，粘結(jié)層由于受到高溫影響所產(chǎn)生的快速養(yǎng)護(hù)也會(huì)導(dǎo)致熱障涂層產(chǎn)生龜裂以及破損等宴卖，從而導(dǎo)致熱障涂層的失效[5]滋将。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，飛機(jī)中航空發(fā)動(dòng)機(jī)的長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行不僅僅會(huì)導(dǎo)致其性能釋放受到一定的阻礙症昏，同時(shí)更會(huì)降低航空發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命随闽。而為了解決這一問(wèn)題，工程師首要解決的是航空發(fā)動(dòng)機(jī)溫度過(guò)高這一問(wèn)題肝谭。在面對(duì)這一問(wèn)題時(shí)掘宪，工程師不僅僅需要加強(qiáng)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的散熱，同時(shí)更需要提升發(fā)動(dòng)機(jī)的耐熱性攘烛，而這需要使用熱障涂層技術(shù)魏滚。當(dāng)前最為常見(jiàn)的熱障涂層技術(shù)便是陶瓷層熱障涂層技術(shù)，其不僅僅可以有效加強(qiáng)發(fā)動(dòng)機(jī)的隔熱性坟漱，同時(shí)更具有較低的成本鼠次。然而，陶瓷涂層在使用過(guò)程中也會(huì)出現(xiàn)與某些基體不適配的現(xiàn)象芋齿。這時(shí)便需要使用粘結(jié)層材料的熱障涂層齿矗。通過(guò)利用這一涂層不僅僅可以有效緩解陶瓷涂層所出現(xiàn)的不適配問(wèn)題，同時(shí)更可以加強(qiáng)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的抗氧化性秤瞒，從而有效提升航空發(fā)動(dòng)機(jī)的使用年限爷凫。雖然熱障涂層技術(shù)的使用可以有效提升發(fā)動(dòng)機(jī)的抗熱性及散熱性等疗涎，但其在某些特定環(huán)境中也會(huì)出現(xiàn)失效的現(xiàn)象。因此罪团，工程師仍應(yīng)加強(qiáng)對(duì)熱障涂層材料體系的研究理若，相信在不久的將來(lái)我國(guó)將會(huì)出現(xiàn)更加優(yōu)異的熱障涂層材料。

（《新型工業(yè)化》 作者：唐治虎）

聲明：本網(wǎng)站所收集的部分公開(kāi)資料來(lái)源于互聯(lián)網(wǎng)嗤渔，轉(zhuǎn)載的目的在于傳遞更多信息及用于網(wǎng)絡(luò)分享涡似，并不代表本站贊同其觀點(diǎn)和對(duì)其真實(shí)性負(fù)責(zé)，也不構(gòu)成任何其他建議笙亿。本站部分作品是由網(wǎng)友自主投稿和發(fā)布矫恳、編輯整理上傳，對(duì)此類(lèi)作品本站僅提供交流平臺(tái)炕烈，不為其版權(quán)負(fù)責(zé)刮赵。如果您發(fā)現(xiàn)網(wǎng)站上所用視頻、圖片皱坛、文字如涉及作品版權(quán)問(wèn)題编曼，請(qǐng)第一時(shí)間告知，我們將根據(jù)您提供的證明材料確認(rèn)版權(quán)并按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)支付稿酬或立即刪除內(nèi)容剩辟，以保證您的權(quán)益掐场！聯(lián)系電話：010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn。