热障涂层
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所属分类： 热喷涂涂层
概要：传统的热障涂层材料一般使用的是氧化锆基陶瓷。氧化锆基陶瓷的好处在于：它的熔点和强度比基体材料要更高，热导率也更低，而低的热导率会使燃气和基体之间产生一个温度梯度，这个温度梯度值越大，材料所能承受的温度极限就越高。相比而言，氧化锆基陶瓷是非常优良的高温材料。目前长青金属热障涂层的主要制备技术是等离子喷涂技术和电子束物理气相沉积。
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传统的热障涂层材料一般使用的是氧化锆基陶瓷。氧化锆基陶瓷的好处在于：它的熔点和强度比基体材料要更高，热导率也更低，而低的热导率会使燃气和基体之间产生一个温度梯度，这个温度梯度值越大，材料所能承受的温度极限就越高。相比而言，氧化锆基陶瓷是非常优良的高温材料。目前长青金属热障涂层的主要制备技术是等离子喷涂技术和电子束物理气相沉积。
据报道，我国在热障涂层研制方面已经取得跨越式、领跑式的成就，研制出新型稀土钽酸盐高温铁弹相变陶瓷材料的最高使用温度可以达到1600℃，甚至1800℃，是非常稳定的一种陶瓷，与氧化锆基材料相比明显优势。
热障涂层不仅可以达到提高抗腐蚀能力，进一步提高发动机工作温度，而且可以减少燃油消耗(据估计近20%)、延长热端部件的使用寿命；并且热障涂层技术的研究发展成本要低得多，工艺也现实可行。因此，热障涂层技术成为未来发动机热端部件高温防护涂层技术的发展方向。另外，热障涂层在轮船、汽车、能源等领域的热端部件上也有着广泛的应用与研究。
目前长青金属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170K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。与开发新型高温合金材料相比，热障涂层的研究成本相对较低，工艺也现实可行。
随着航空、航天及民用技术的发展，热端部件的使用温度要求越来越高，已达到高温合金和单晶材料的极限状况。以燃料轮机的受热部件如喷嘴、叶片、燃烧室为例，它们处于高温氧化和高温气流冲蚀等恶劣环境中，承受温度高达1100℃，已超过了高温镍合金使用的极限温度（1075℃）。长青金属将金属的高强度、高韧性与陶瓷的耐高温的优点结合起来所制备出的热障涂层能解决上述问题，它能起到隔热、抗氧化、防腐蚀的作用，已在汽轮机、柴油发电机、喷气式发动机等热端材料上取得一定应用，并延长了热端部件的使用寿命。
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