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日本研发一种航空燃气涡轮发动机隔热涂层

日本东京科技大学的研究团队最近研究了一种新型硅化镱隔热涂料,以此提高航空燃气涡轮发动机的热效率。

该涂层材料是为航空燃气涡轮发动机的高温部位的防护而设计研发的,能有效抑制涂层中对结构具有不利作用的二氧化硅的形成,但关于该涂层的氧化机理还有待进一步研究。

日本研发一种航空燃气涡轮发动机隔热涂层

为此,研究团队深入研究了涂层中镱元素和硅元素的配比,以及氧化反应的影响因素,以期寻求更多的燃气涡轮能效提升的方法。研究人员采用金刚砂陶瓷复合物作为燃气涡轮发动机热效率的一种解决方案,由于发动机温度高达1200 ℃,复合材料表面需要有隔热防护涂层来抑制金刚砂的氧化反应以及二氧化硅的蒸发,从而避免复合材料的损耗和结构缺陷的发生,如开裂和外层脱落等。

现有的涂层技术还不能完全防止二氧化硅氧化,这是因为氧气能够渗透进防护涂层的微裂纹。鉴于此,研究人员将硅-镱系作为新型涂层材料(其熔点高,氧化物主要为硅化镱),氧化层能牢固附着且不易挥发耗散。但该材料在空气或水蒸气环境中的反应情况还有待进一步研究。

研究人员通过不同的环境条件,应用多种表征手段来测试硅化镱涂层的性能,研究表明,硅-镱配比是影响涂层性能的主要因素。研究人员认为,“如果一种更耐受严苛工况条件的涂层研发成功,将使发动机组件隔热防护得更好,发动机的热效率也将更高。”

该项研究从一种新的角度来阐述硅-镱氧化反应机理,旨在研发一种航空燃气涡轮发动机防护涂层,以此降低空运成本和燃油消耗量,同时减少对环境不利影响。

文章来源:涂料工业

责任编辑:余凯旋

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上一篇 2021-02-04 07:53
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