封严涂层,是通过填补机械动静部件间隙,密封气路,减少气流泄露,来提高机械工作效率的涂层材料。封严涂层主要应用在动力设备、热力机械等领域,包括燃气轮机、蒸汽轮机、航空发动机、船用发动机、工业压缩机等。
航空发动机利用燃料燃烧产生的高速气流来推进飞行器,设计制造需要兼顾推重比、极端环境适应性等,是航空航天产业的核心装置。在航空发动机中,叶尖与机匣之间存在间隙,会影响发动机效率与能耗,叶尖采用封严涂层涂覆可以提高整机工作效率,降低燃料消耗,延长发动机的使用寿命。
封严涂层也可以工作在海洋腐蚀环境中。近年来,我国海洋军事实力快速增强,舰载机服役数量不断增长。应用在舰载机中的航空发动机,其涡轮叶片等装置除了面临传统航空发动机的问题外,还存在工作环境空气湿度大、盐碱问题重等状况,制备还需考虑耐蚀性问题。
按照工作温度范围来看,封严涂层最低工作温度在-70℃~-50℃之间,最高工作温度在1100℃~1200℃之间,包括低温封严涂层、中温封严涂层、高温封严涂层,可以应用在不同温度条件下,满足高性能封严需求。
从材料来看,高温封严涂层可以采用高温合金材料、陶瓷材料等,例如氧化钇稳定氧化锆(YSZ)高温陶瓷封严涂层。随着材料科学不断进步,复合材料、纳米材料、仿生材料等也在封严涂层制备中得到应用。从结构来看,封严涂层的结构设计优化也是提升性能的重要方法,可以采用的封严涂层结构主要包括多层多孔封严涂层结构、蜂窝-涂层复合封严结构、纳米复合结构等。
新思界
行业分析人士表示,在海外,代表性封严涂层研制企业主要是GE、Metco等。在我国,矿冶科技集团有限公司开发的系列封严涂层材料及产品,工作温度覆盖低温(-70℃)到高温(1100℃),应用在先进航空发动机和地面燃气轮机等装备中,可以提高整机效率、降低油耗、延长寿命,技术水平达到国际先进行列。
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