先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機高溫功能涂層研究進(jìn)展

摘 要 航空發(fā)動(dòng)機是飛機的“心臟”。先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機正在向高推重比、高效率、低油耗和長(cháng)壽命方向發(fā)展。以熱障涂層、熱/環(huán)境障復合涂層、高溫隱身涂層等為代表的高溫功能涂層應用于航空發(fā)動(dòng)機關(guān)鍵熱端部件，起著(zhù)提升發(fā)動(dòng)機服役性能、服役壽命和安全可靠性的重要作用。本文以熱障涂層、熱/環(huán)境障復合涂層、高溫隱身涂層等為例，系統概述了近年來(lái)國內外以及北京航空航天大學(xué)在高溫功能涂層材料設計、涂層制備科學(xué)與技術(shù)、涂層性能評價(jià)表征等方面的研究進(jìn)展，并展望了先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機新型高溫功能涂層所面臨的挑戰和發(fā)展動(dòng)向。未來(lái)先進(jìn)高溫功能涂層的研究重點(diǎn)將集中在多功能復合涂層、極端環(huán)境適應性和工藝適配性等方面。 作者 王一丹1, 郭謙1, 2, *, 周琪杰1, 張晨宇1, 宋炳儒1, 喬嬌1, 樊東淵1, 何健1, 2, 何雯婷1, 2, 郭洪波1, 2, 宮聲凱1, 2, 徐惠彬1, 2 (1 北京航空航天大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院，北京 100191 2 高溫結構材料與涂層技術(shù)工信部重點(diǎn)實(shí)驗室，北京 100191) 正文 航空發(fā)動(dòng)機是飛機的“心臟”，其性能決定了軍用飛機的作戰能力以及民用飛機的經(jīng)濟效益。作為一種高度復雜、高度精密的高溫熱力機械構件，航空發(fā)動(dòng)機不僅能夠反映一個(gè)國家制造業(yè)水平，更在國防軍事、經(jīng)濟民生等方面起著(zhù)至關(guān)重要的作用。隨著(zhù)航空發(fā)動(dòng)機向著(zhù)高推重比、高熱效率、高燃燒溫度的方向發(fā)展，對發(fā)動(dòng)機材料的要求也日益嚴苛。高溫功能涂層被廣泛應用于航空發(fā)動(dòng)機關(guān)鍵熱端部件表面，以增強發(fā)動(dòng)機的服役性能，降低制造成本及提高環(huán)境適應性，是現代航空工程不可或缺的重要技術(shù)支持。 航空發(fā)動(dòng)機熱端部件處于高溫燃氣、高溫水汽腐蝕等極端惡劣的服役環(huán)境，對高溫功能涂層提出了耐高溫、高隔熱、耐腐蝕、高穩定性等要求。本文以熱障涂層(thermal barrier coatings，TBCs)、熱/環(huán)境障復合涂層(thermal/environmental barrier composite coatings，T/EBCs)、高溫隱身涂層等為例，系統概述了近年來(lái)國內外以及北京航空航天大學(xué)在高溫功能涂層材料設計、涂層制備科學(xué)與技術(shù)、涂層性能評價(jià)表征等方面的研究進(jìn)展，分析了高溫功能涂層面臨的挑戰，并展望了未來(lái)先進(jìn)航空發(fā)