摘 要
航空发动机是飞机的“心脏”。先进航空发动机正在向高推重比、高效率、低油耗和长寿命方向发展。以热障涂层、热/环境障复合涂层、高温隐身涂层等为代表的高温功能涂层应用于航空发动机关键热端部件,起着提升发动机服役性能、服役寿命和安全可靠性的重要作用。本文以热障涂层、热/环境障复合涂层、高温隐身涂层等为例,系统概述了近年来国内外以及北京航空航天大学在高温功能涂层材料设计、涂层制备科学与技术、涂层性能评价表征等方面的研究进展,并展望了先进航空发动机新型高温功能涂层所面临的挑战和发展动向。未来先进高温功能涂层的研究重点将集中在多功能复合涂层、极端环境适应性和工艺适配性等方面。
作者
王一丹1, 郭谦1, 2, *, 周琪杰1, 张晨宇1, 宋炳儒1, 乔娇1, 樊东渊1, 何健1, 2, 何雯婷1, 2, 郭洪波1, 2, 宫声凯1, 2, 徐惠彬1, 2
(1 北京航空航天大学 材料科学与工程学院,北京 100191
2 高温结构材料与涂层技术工信部重点实验室,北京 100191)
正文
航空发动机是飞机的“心脏”,其性能决定了军用飞机的作战能力以及民用飞机的经济效益。作为一种高度复杂、高度精密的高温热力机械构件,航空发动机不仅能够反映一个国家制造业水平,更在国防军事、经济民生等方面起着至关重要的作用。随着航空发动机向着高推重比、高热效率、高燃烧温度的方向发展,对发动机材料的要求也日益严苛。高温功能涂层被广泛应用于航空发动机关键热端部件表面,以增强发动机的服役性能,降低制造成本及提高环境适应性,是现代航空工程不可或缺的重要技术支持。
航空发动机热端部件处于高温燃气、高温水汽腐蚀等极端恶劣的服役环境,对高温功能涂层提出了耐高温、高隔热、耐腐蚀、高稳定性等要求。本文以热障涂层(thermal barrier coatings,TBCs)、热/环境障复合涂层(thermal/environmental barrier composite coatings,T/EBCs)、高温隐身涂层等为例,系统概述了近年来国内外以及北京航空航天大学在高温功能涂层材料设计、涂层制备科学与技术、涂层性能评价表征等方面的研究进展,分析了高温功能涂层面临的挑战,并展望了未来先进航空发
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