為了增加飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命,西部大學(xué)研究小組在金屬部件上噴涂上熱障涂層。目的是控制表層的結(jié)構(gòu),以增加其使用壽命和絕緣能力。熱障涂層通過(guò)熱噴涂工藝,即使用等離子體流,將陶瓷粉末在非常高的溫度(7000-8000℃)噴到表面。陶瓷顆粒熔化,并轟擊表面形成一個(gè)約半毫米厚保護(hù)層。
陶瓷粉末是基礎(chǔ),研究人員也嘗試了添加塑料以產(chǎn)生孔洞,使材料更有彈性。陶瓷層由于溫度的變化而產(chǎn)生應(yīng)力,材料交替地?cái)U(kuò)張和收縮。所以使該層具有彈性變得極為重要。在過(guò)去幾年里研究人員一直專注于進(jìn)一步細(xì)化微觀組織,使熱障涂層更適用于工業(yè)應(yīng)用。
研究人員測(cè)試了由納米顆粒組成的涂層的作用效果。粒子很細(xì)不能夠直接噴到表面上,只能先將粉末與液體混合,然后才能噴涂。這被稱為懸浮等離子噴涂。
研究人員對(duì)新涂層進(jìn)行了上千次的熱沖擊測(cè)試以模擬飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度的變化。結(jié)果表明,新的涂層與傳統(tǒng)涂層相比,使用壽命至少是其三倍,而且熱傳遞更少。
使用這種涂層之后,飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)不需要經(jīng)常進(jìn)行昂貴耗時(shí)的服務(wù),使用周期延長(zhǎng),這節(jié)省了飛機(jī)制造業(yè)的資金。這項(xiàng)新技術(shù)成本也明顯低于傳統(tǒng)技術(shù),意味著更多的企業(yè)將能夠購(gòu)買設(shè)備。
研究人員需要解決的最重要的問(wèn)題之一,是如何監(jiān)控涂層的結(jié)構(gòu)隨著時(shí)間的推移發(fā)生的變化,以及研究層內(nèi)微觀結(jié)構(gòu)的工作機(jī)理。傳統(tǒng)涂層看起來(lái)就像層層相疊的三明治。這種新方法創(chuàng)建的涂層更靈活,更容易監(jiān)控。而且可以粘附于金屬表面,不管表面是否完全光滑。這項(xiàng)研究由西部大學(xué)與GKN航空航天公司以及西門子工業(yè)合作開(kāi)展。(中國(guó)航空工業(yè)發(fā)展中心 胡燕萍)