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燃气轮机上的TBC(热障涂层)技术

2017-3-21 08:32| 发布者: admin| 查看: 84| 评论: 0

摘要: 再开始介绍之前,咱先来一起看看涂层进化历史。往下看哦!要保证燃气轮机在高温下安全工作,首先必须开展相关的材料技术研究,先进材料技术包括定向凝固、单晶合金、超级冷却叶片、热障涂层(TBC)、抗氧化和热蚀的 ...

再开始介绍之前,咱先来一起看看涂层进化历史。往下看哦!

要保证燃气轮机在高温下安全工作,首先必须开展相关的材料技术研究,先进材料技术包括定向凝固、单晶合金、超级冷却叶片、热障涂层(TBC)、抗氧化和热蚀的涂层等。目前燃气轮机燃烧室与透平叶片普遍采用奥氏体不锈钢和镍/钴基超级合金制造,超级合金无余量精密铸造单晶叶片最大尺寸已达300mm等级。

随着燃气初温的提高,燃气轮机透平叶片承受的热冲击和热应力加剧,为了保证高温部件的可靠工作,先进燃气轮机广泛应用热障涂层(TBC),采用这一技术可以降低金属表面温度100℃,并比传统涂层减小20%的热应力。


现代TBC中的粘结层多为MCrAlY(M=Nior/andCo)合金包覆涂层,此类涂层的特点是成分可控度大、抗氧化力强、塑韧性好,置于隔热面层与基体间,在提供抗氧化保护和减缓面层/基体间的不匹配的同时,可兼顾抑制基体合金因成分扩散导致的过早老化(方法是调整粘结层,使其成分与基体相近)

根据沉积工艺的不同,已经确立了两种不同的方法。一种是电子束物理气相沉积(EB-PVD),另一种是大气等离子喷涂(APS)。

热障涂层在技术上无疑具有很大的潜力和良好的发展前景,但也存在一些有待解决的问题,主要有涂层附着力的控制、涂层失效机理的研究和涂层性能测定等,其中,涂层附着力的控制是最为重要的问题。解决途径:控制涂层结构、控制基体预热温度、提高涂层材料的抗环境性能、涂层的后处理。

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