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了解热障涂层 (TBC)
在高温防护和提升涡轮发动机效率的领域，热障涂层（TBC）处于前沿地位。这些涂层在保护涡轮发动机免受极端温度的有害影响方面发挥着关键作用。在本文中，我们将深入探讨TBCs的世界，探索它们的重要性、应用领域，以及欧瑞康为满足航空航天和工业领域不断变化的需求所采取的创新举措。
什么是热障涂层？
热障涂层，通常被称为TBC，是应用于燃气涡轮发动机关键部件上的先进保护层。这些特殊的涂层系统主要作为隔热层，保护涡轮发动机部件免受其工作时所承受的极端温度和恶劣运行条件的影响。TBCs通常由一层钇稳定氧化锆 (YSZ)陶瓷涂层组成，该涂层被涂敷在具有抗氧化性能的金属MCrAlY粘结层之上。热障涂层的主要功能是减少热量向基材的传递，从而改善机械性能并显著延长部件的使用寿命。这项技术已成为追求航空航天和工业燃气轮机更高效率、更低排放以及更强性能的关键因素。一直以来，热障涂层是使用Metco 204钇稳定氧化锆（ZrO2 8Y2O3）系列粉末通过等离子喷涂工艺来制备陶瓷面层，同时配合使用Amdry 386系列粘结层粉末（NiCoCrAlSiHfY）。这些显著的实例已经证明了其数十年的优异性能。如今，欧瑞康提供种类丰富的TBC和MCrAlY粉末产品组合，以满足客户的需求。
典型 TBC 涂层微观结构的截面扫描电镜显微照片显示了各种孔隙和裂纹。
热障涂层的必要性
为了追求更高的效率，如今的航空和工业燃气轮机发动机在更严苛的条件下运行，其特点是公差更小、压力比更高以及涡轮进口温度更高。这些进步旨在通过降低氮氧化物和二氧化碳排放来减少环境影响。然而，一个重大的挑战也随之出现：在过去四十年中，涡轮进口温度已惊人地提高了约500°C（932°F），而用于涡轮制造的材料的极限温度仅提高了约220°C（396°F）。因此，涡轮部件以及涂层现在必须承受超过1500°C（2732°F）的高温。为了应对这一挑战，工程师们继续依赖像热障涂层这样的创新涂层解决方案。先进的热障涂层被应用于各种关键部件上，例如过渡段、燃烧室、隔热罩、增压器、喷嘴导叶和叶片……这只是其中的一部分。
热障涂层可保护飞机的发动机。。
燃气轮机应用及其热障涂层材料
欧瑞康深知，在热障涂层领域，并不存在万能的解决方案。因此，我们目前提供种类广泛的材料，包括标准的钇稳定氧化锆成分、高纯度选项，以及具有卓越隔热性能的先进低热导率（Low-k）替代材料。我们致力于持续的研发工作。通过运用我们内部的快速合金开发（RAD）材料建模与仿真工具，同时与客户及学术界合作，我们能够开创下一代材料成分，以满足先进发动机设计的需要。一些例子包括耐钙镁铝硅酸盐（CMAS）侵蚀的产品（Metco 6041A）、具有更高服役温度能力的锆基复合氧化物（Metco 206A），以及创新的、经过定制兼具多种性能（例如高温相稳定性、抗侵蚀和抗CMAS能力）的高熵氧化物（HEOs）。以下是我们热障涂层材料的概览，并附有相应产品页面的链接。
热喷涂涂层应用技术
喷涂的应用工艺是热障涂层效果和性能的关键。欧瑞康已采用尖端技术来提升热喷涂工艺的效率和可靠性。我们开发、提供并部署多种设备和工艺手段，包括大气等离子喷涂（APS）、真空等离子喷涂（VPS）或超低压等离子喷涂（LPPS）以及超音速喷涂（HVOF）。SinplexPro™ 等离子喷枪采用了我们创新的级联电弧技术，大大提高了效率、可重复性和可靠性。 这为涂层供应商节省了大量时间和成本。在许多操作中，热障涂层应用所需的时间已大幅缩短，从而减少了因维护或质量问题导致的停工次数。欧瑞康在开发全套涂层解决方案方面拥有尖端专业技术，使得最终用户能够以更具成本效益的方式制备那些本身材料昂贵且工艺复杂的先进热障涂层。
欧瑞康致力于热障涂层的发展
在欧瑞康，我们致力于热障涂层（TBC）系统、热喷涂材料、设备及应用技术的持续发展。在追求更高效、更环保的涡轮发动机的过程中，我们正积极探索定制化解决方案，以满足航空航天和工业领域不断变化的需求。欧瑞康对研发的承诺，加上我们在开发先进涂层解决方案上的专业知识，使我们成为该领域的领导者。我们期待着与我们的工业合作伙伴们一起，在热障涂层这一非凡领域中实现可持续燃气涡轮发动机的未来。
