新型发动机陶瓷纳米颗粒热障涂层使用寿命提高了3倍
2014-3-26 来源： 作者：
[据英国工程师网站2014年3月21日报道]瑞典西部大学研究人员在飞机发动机热障涂层中使用了纳米技术，这种涂层的使用寿命提高了300%。预期使用这种新热障涂层的部件将在两年内生产。
为了增加飞机发动机的使用寿命，西部大学研究小组在金属部件上喷涂上热障涂层。目的是控制表层的结构，以增加其使用寿命和绝缘能力。热障涂层通过热喷涂工艺，即使用等离子体流，将陶瓷粉末在非常高的温度（7000-8000℃）喷到表面。陶瓷颗粒熔化，并轰击表面形成一个约半毫米厚保护层。
陶瓷粉末是基础，研究人员也尝试了添加塑料以产生孔洞，使材料更有弹性。陶瓷层由于温度的变化而产生应力，材料交替地扩张和收缩。所以使该层具有弹性变得极为重要。在过去几年里研究人员一直专注于进一步细化微观组织，使热障涂层更适用于工业应用。
研究人员测试了由纳米颗粒组成的涂层的作用效果。粒子很细不能够直接喷到表面上，只能先将粉末与液体混合，然后才能喷涂。这被称为悬浮等离子喷涂。
研究人员对新涂层进行了上千次的热冲击测试以模拟飞机发动机温度的变化。结果表明，新的涂层与传统涂层相比，使用寿命至少是其三倍，而且热传递更少。
使用这种涂层之后，飞机发动机不需要经常进行昂贵耗时的服务，使用周期延长，这节省了飞机制造业的资金。这项新技术成本也明显低于传统技术，意味着更多的企业将能够购买设备。
研究人员需要解决的最重要的问题之一，是如何监控涂层的结构随着时间的推移发生的变化，以及研究层内微观结构的工作机理。传统涂层看起来就像层层相叠的三明治。这种新方法创建的涂层更灵活，更容易监控。而且可以粘附于金属表面，不管表面是否完全光滑。这项研究由西部大学与GKN航空航天公司以及西门子工业合作开展。（中国航空工业发展中心）
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