热管理在航空航天应用中的重要性

不断上涨的燃料成本和更清洁的天空的推动，迫使航空航天制造商寻找更高效的涡轮发动机。燃烧温度和效率同时提高，导致二氧化碳和氮氧化物排放的减少，因为发动机燃烧燃料更彻底。

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在这些极端温度下工作的材料的开发是近年亚博网站下载来研发的关键目标。

在商用喷气发动机中，燃料在燃烧室中燃烧，燃烧温度接近2000°C[1]。涡轮机从热气体中提取能量并为发动机提供动力，其工作温度范围为850°C至1700°C。

然而，发动机效率的任何增加都意味着将温度提高到更极端的水平。涡轮机叶片需要在超出其熔点的温度下操作和承受延长的时期。

热障涂层

保护来自这种强热的涡轮机叶片的最佳方法是利用热阻挡涂层（TBC）。TBC系统由在金属粘合涂层上施用的绝缘陶瓷顶部涂层构成。在这两种涂层之间形成热生长的氧化物[2]。

陶瓷在顶部涂层中使用，因为它们通常体现低导热率和比金属更高的熔点。由于陶瓷不进行气体的热量，叶片合金温度保持稳定。因此，涡轮机可以在较高温度下运行，因此效率随着结果的增加[3]。

氧化锆是最典型的陶瓷。在大多数情况下，氧化锆(ZrO₂）用氧化钇稳定（Y.₂O._3.）[4]。该化合物具有极低的导热率。陶瓷以250至375μm厚的层施用，并且利用复杂合金电镀（粘合涂层）将其粘附到涡轮机叶片合金中。该抗氧化金属粘合涂层还允许将热传递的减少到基材。

总而言之，TBCS降低了叶片合金的温度，并确保免受高温气体氧化和热腐蚀的保护[2]。这导致涡轮机性能，寿命和效率的显着改善。

航空航天工业的涂料解决方案

圣戈班涂层解决方案以热喷涂粉末和EB-PVD锭的形式产生广泛的技术完成的热阻挡涂层。Saint-Gobain实施其经验和熟练程度，可以为强化设备，如涡轮机叶片，耐高温，磨损，氧化和磨损提供最重要的解决方案。app亚博体育亚博网站下载

最重要的是，其产品保证较长的使用寿命和极端环境中的性能。

通过其先进的工艺技术，Saint-Gobain可以为绝对均匀的粉末提供均匀的化学和粒度控制。对于每个特定应用，其团队可以根据设备要求和所需涂层的性质定制粉化学和粒度。app亚博体育

能够根据客户的需要调整形态、纯度和材料的均匀性，从而实现最大的沉积效率和最佳的涂层性能。

热喷涂粉末

Saint-Gobain生产各种用于TBC的氧化锆基热喷涂粉末，每个氧化锆的热喷涂粉末都是影响低导热率和长涂层寿命的关键性能。它们具有出色的耐磨特性，可用于高温应用，包括燃气轮机和燃烧发动机。

该公司的氧化钇氧化锆粉末占杂质显着，其特征在于紧密控制的颗粒形态和尺寸。这些特性在喷涂和长时间使用的涂料期间能够在整个使用寿命期间实现高存款效率。具有鲜明的导热性，它们在高温应用中耐热冲击，腐蚀和腐蚀特别耐受。

圣戈班提出了一系列的配置和粒度，如组成204系列的粉末，具有8%稳定的氧化钇，并表现出优越的机械坚固性。这些颗粒具有非常均匀的化学性质，可用于多种粒径，以满足不同孔隙度的需要。

204粉末的球形形状使得能够更恒定的粉末输送，而不会堵塞或脉冲进料管线。中空粒子提供更完整的熔化yabo214，进一步提高了存款效率。204 PR系列量身定制以获得更高级别的孔隙度，而204F系列建议用于致密涂层。

202个粉末系列是包含20％ytTria的异常均匀的中空球形粉末。其粉末在空气发动机应用中产生了出色的热阻挡保护，并使比8％稳定的氧化锆氧化锆更低的导热性。

1190系列包括进一步的空心球，高纯度粉末，产生特别可靠的涂层。该粉末提供了最低的热导率，高度耐用的TBC，并体现了优越的应力/应变响应。它们不具有单斜晶相，硅水平通常低于0.1%。上述形态、形状和纯度性能可根据客户需求定制配置。

环境屏障涂布粉末（EBC）

EBC的加强发动机部件的腐蚀和侵蚀来自水蒸气和气体。圣戈班供应高纯度稀土硅酸盐和钡锶铝硅酸盐(BSAS)热喷涂粉末[6]。

航空航天制造商要求高纯度的环境屏障保护。稀土粉末可用于加强碳化硅零件的气体侵蚀，圣戈班可以定制其化学成分和尺寸，以满足特定的标准。

钇单硅酸盐和钇末期是复杂的EBC粉末的两个例子。BSAS是一种重要的涂层，用于将基材密封来自高温水蒸气和位于燃气轮机中的其他腐蚀性气体。用BSA实施稀土硅酸盐以减速气体渗透。

热阻挡涂层的锭

Saint-Gobain的EB-PVD锭由遗留yttra稳定的氧化锆[7]或任何定制的先进TBC制造。生产阶段的严格质量控制标准对无与伦比的可靠性至关重要。独家生产仪器确保制造的每个铸锭都体现了批次的一致密度和形态。

为了保证每种锭都可以从原材料追溯到最终产品，该公司正在对材料，系统和流程进行广泛的测试。亚博网站下载铸锭的特征在于非常高的应激顺应性和优异的表面光洁度。

参考文献

［1］https://cs.stanford.edu/people/eroberts/courses/ww2/projects/jet-airplanes/how.html

[2]https://www.hindawi.com/journals/mpe/2017/2147830/

[3]https://awamdhlw亚博网站下载materialsegineers.wordpress.com/2014/12/01/thermal-barrier-coatings-turnine-Blades/

[4]http://iieng.org/images/proceings_pdf/iae0716412.pdf.

[5]https://www.coatingsolutions.saint-gobain.com/亚博网站下载materials/thermal-spray-powders.

[6]https://www.coatingsolutions.saint-gobain.com/亚博网站下载materials/thermal-spray-powders/ebc-powders.

[7]https://www.coatingsolutions.saint-gobain.com/亚博网站下载materials/eb-pvd-ingots-yttria-zirconia.

此信息已采购，审核和调整由Saint-Gobain特种谷物和粉末提供的材料亚博网站下载

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