有关资料报导 ， 推重比为8的发动机 。

12、燃烧室中的燃气入口温度约为1300-1400；推重比为10的发动机燃烧室中的燃气入口温度则1600-1700；预计当发动机的推重比达到20 ， 燃气入口温度将超过20001 。
这个温度已经超出制造涡轮叶片和导向叶片的镍基高温合金材料所能承受的温度 ， 即使采用金属间化合物材料 ， 及利用定向凝固技术和单晶技术也只能承受110左右的温度 。
同时通过改变高合金的组成和结构来提高其使用温度虽尚有较小发展空间 ， 但难度越来越大 。
采用压缩空气对叶片冷却效果通常为300 ， 要想通过单一的冷却结构设计使叶片工作温度再提高几百摄氏度极其困难 ， 而且冷却技术在降低叶片温度的同时 ， 不可避免地损失很大一部分热量 ， 降低了发动机的效率2-3 。

13、 。
所以 ， 降低发动机叶片温度的另一种有效途径热障涂层 ， 成为近年来国际高温涂层领域最活跃的研究课题之一 。
本文基于这些问题 ， 针对钴基热障涂层的制备以及性能的研究 ， 希望能得到最有效的制作工艺 ， 以提高此类热障涂层的工作温度 ， 以及高温下的工作寿命 ， 达到最优化的目的 。
目前大量使用的高温合金主要还是镍基 ， 钴基和铁基合金4 。
钴基合金与镍基高温合金以及其它合金相比 ， 抗氧化性能较差 ， 因受资源限制而成本高 ， 但是钴基合金在815-1093仍具有较好的高温强度和抗腐蚀性能 ， 有非常平坦的持久、时间 。
温度参数性能 ， 这种高的组织稳定性对于用做长寿命航空发动机的静部件有特殊价值 。
此外 ， 钴基合金导热率稍高 ， 热膨胀性能稍低 ， 因此适合 。

14、做长寿命和抗热疲劳性能好的高温部件5 。
大多数钴基高温合金的相组成包括：（1）面心立方的基体 ， 也称奥氏体或相；（2）一种或多种碳化物相；（3）拓扑密排相（TCP）（如o ， 或Laves相）；（4）不常见的密排六方（HCP）结构的沉淀物 ， 称为相 。
但在设计良好的钴基高温合金中 ， 通常只有相和碳化物相 。
钴基合金主要靠出现的碳化物第二相强化 ， 合金中形成的碳化物种类与合金中各种元素的含量以及合金的制备条件等多种因素有关 。
尽管50多年来 ， 高温合金最高工作温度极限以每年1025的幅度逐渐提高 ， 但仍不能满足涡轮发动机工作温度不断提高的需要 ， 有数据显示如今发动机的燃气温度已经超过Ni基合金熔点250 ， 进一步提高合金工 。

15、作温度的潜力已十分有限6-8 。
相对于开发新型高温耐热合金材料基体来说 ， 致力于开发燃气轮机涡轮叶片的高温防护涂层成本要低得多 。
航空发动机的防护涂层 ， 早在二十世纪四十年代就有报道 。
经历半个多世纪的研究 ， 高温防护涂层走过由最早的单元渗铝涂层到改性铝化物涂层 ， 到MCrAlYNi ， Co ， NiCo）包裹涂层 ， 到80年代发展的热障涂层（Thermal Barrier Coatings ， TBCs）9 。
前两代均属于扩散涂层 ， 由于Al元素的存在 ， 具有很好的抗氧化性 ， 但在应用上受到热稳定性及抗热腐蚀性等方面的限制；MCrAlYNi ， Co ， NiCo）包裹涂层克服了传统铝化物涂层与基体之间相互制约的弱点 ， 在抗高温氧化方 。

16、面有显著效果 。
随着发动机燃气温度的升高 ， 如今普遍使用的防护层是金属/陶瓷热障涂层 ， 它具有显著的抗高温腐蚀和隔热双重效果 ， 因而显示了巨大的优势 。
101.2. 热障涂层1.2.1 热障涂层的功能热障涂层一般是由具有一定厚度和耐久性的陶瓷涂层、金属粘结层和承受机械载荷的合金组成 。
陶瓷涂层的主要功能是在高温载荷下 ， 形成沿涂层厚度的高温梯度 ， 减弱向基体的传热 ， 从而降低基体的工作温度 ， 提高基体的抗高温氧化、抗腐蚀和抗磨损性能 ， 金属粘结层起到陶瓷涂层和基体物理兼容性的作用11-12 。
美国NASA(National Aeronautics and Space Adm in istration)-Lew研究中心 。

17、为了提高燃气涡轮叶片、火箭发动机的抗高温和耐腐蚀性能 ， 早在二十世纪50年代就提出了热障涂层概念 。
在涂层的材料选择和制备工艺上进行较长时间的探索后 ， 80年代初取得了重大突破 ， 为热障涂层的应用奠定了坚实基础 。
文献表明 ， 目前先进热障涂层能够在工作环境下降低高温发动机热端部件温度170左右 。
随着热障涂层在高温发动机热端部件上的应用 ， 人们认识到热障涂层的应用不仅可以达到提高基体抗高温腐蚀能力 ， 进一步提高发动机工作温度的目的 ， 而且可以减少燃油消耗、提高效率、延长热端部件的使用寿命 。

稿源：(未知)

【傻大方】网址：/a/2021/0902/0024074193.html

标题：合金|钴基合金上热障涂层的制备及高温性能研究( 二 )