出现的问题:
热障涂层是一种氧化物陶瓷保护层,通过某种涂敷工艺,沉积在热机受热零件表面起隔热和耐腐蚀作用,从而使高温燃气和工件基体金属之间产生很大温降,达到延长热机零件寿命,提高热机热效率的目的。
存在的主要问题:
1.涂层附着力、涂层失效、涂层性能不稳定。
2.热膨胀系数相差较大。
3.陶瓷涂层与底层界面间的粘接强度低。
4.陶瓷热障涂层是多孔的,并含有大量的微细裂纹。
出现的原因:
1.涂层的附着力直接影响涂层剥落的质量指标。,在燃气涡轮发动机上矿大应用的主要限制因素。
2.易产生较大的残余应力。
3.由于喷涂时的沉积过程造成的。喷涂第一层氧化物涂层时,喷涂在冷的高热传导性的表面上,会出现较大的热震,过高的预热温度会增大金属基体的冷却收缩,使涂层寿命下降。
4.由于燃油燃烧气体及腐蚀性熔盐能通过孔隙和纵向裂纹渗入涂层及底层,使氧化物陶瓷涂层和粘结底层遭到损害。
解决方案:
1.提高涂层结合强度除优选最佳喷涂工艺参数和提高预处理技术外,要视工况控制涂层结构,提高涂层气孔率。
2.为保证从基体到涂层材料的平滑过度,可在基体金属与陶瓷涂层之间喷涂1-3层中间层,以提高陶瓷涂层的结合强度。
3.基体温度控制在200-300℃范围内,可减少由于迅速冷却而产生的压应力,并能提高涂层的韧性。
4.研究在TBC和粘接金属底层中使用新合金元素,增加其抗环境能力。提高底层的抗氧化、抗腐蚀能力、提高涂层寿命。