航空发动机高温涂层耐海洋大气腐蚀研究进展.pptx
航空发动机高温涂层耐海洋大气腐蚀研究进展
汇报人：
2024-01-18
引言
航空发动机高温涂层材料及制备技术
海洋大气环境对高温涂层腐蚀行为影响
耐海洋大气腐蚀高温涂层设计策略
实验方法与结果分析
耐海洋大气腐蚀高温涂层应用前景展望
contents
目
录
01
引言
航空发动机高温涂层的重要性
01
高温涂层是航空发动机热端部件的关键技术之一，对于提高发动机性能、延长使用寿命具有重要意义。
海洋大气环境对高温涂层的挑战
02
海洋大气环境中含有高浓度的盐雾、湿热等腐蚀性因素，对高温涂层的耐腐蚀性能提出了更高要求。
研究意义
03
开展航空发动机高温涂层耐海洋大气腐蚀研究，对于提高我国航空发动机在海洋环境下的使用性能、推动我国航空事业的发展具有重要意义。
国内研究现状
国内在航空发动机高温涂层耐海洋大气腐蚀研究方面取得了一定进展，主要集中在涂层材料、制备工艺和性能评价等方面。
国外研究现状
国外在航空发动机高温涂层耐海洋大气腐蚀研究方面起步较早，已经形成了较为完善的研究体系，并取得了一系列重要成果。
发展趋势
未来航空发动机高温涂层耐海洋大气腐蚀研究将更加注重涂层材料的创新、制备工艺的优化和性能评价体系的完善，同时还将加强与其他学科的交叉融合，推动高温涂层技术的不断发展。
02
航空发动机高温涂层材料及制备技术
金属涂层
具有良好的导电性和延展性，但高温下易氧化。
陶瓷涂层
具有优异的高温稳定性和耐腐蚀性，但韧性较差。
金属-陶瓷复合涂层
结合了金属和陶瓷的优点，具有优异的综合性能。
利用热源将涂层材料加热至熔融或半熔融状态，然后喷涂到基体表面形成涂层。
热喷涂技术
物理气相沉积技术
化学气相沉积技术
在真空环境下，通过物理方法将涂层材料蒸发或升华，然后沉积到基体表面。
利用化学反应在基体表面生成涂层材料。
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01
厚度增加可以提高涂层的耐腐蚀性，但过厚可能导致涂层开裂或剥落。
涂层厚度
致密度越高，涂层的耐腐蚀性和高温稳定性越好。
涂层致密度
结合强度越高，涂层的耐磨性和耐冲击性越好。
涂层与基体的结合强度
03
海洋大气环境对高温涂层腐蚀行为影响
高湿度
海洋大气中含有大量水分，相对湿度较高，导致金属表面易形成水膜，加速腐蚀过程。
高盐分
海洋大气中含有大量氯化钠等盐分，这些盐分在金属表面沉积，形成电解质层，促进电化学腐蚀的发生。
温度变化
海洋大气温度随季节和昼夜变化较大，这种温度变化会影响金属表面的水膜厚度和电解质层的稳定性，从而影响腐蚀速率。
海洋大气中的氯离子具有很强的侵蚀性，能够穿透高温涂层并与金属基体发生化学反应，导致涂层失效和金属腐蚀。
氧化反应
高温涂层在海洋大气中会受到氧气的作用，发生氧化反应，生成氧化物层。氧化物层的形成会改变涂层的结构和性能，降低其防护能力。
水解反应
高温涂层在海洋大气中的高湿度环境下，会发生水解反应，生成氢氧化物等产物。这些产物会破坏涂层的完整性，加速涂层的失效过程。
氯离子侵蚀
涂层材料
不同材料的高温涂层具有不同的耐腐蚀性能。例如，陶瓷涂层具有较高的耐腐蚀性和抗氧化性，而金属涂层则容易受到氯离子的侵蚀。
涂层结构
涂层的结构对其耐腐蚀性能也有重要影响。多层涂层结构能够提高涂层的防护能力，而单层涂层则容易受到腐蚀介质的侵蚀。
环境因素
海洋大气环境中的温度、湿度、盐分等因素都会影响高温涂层的腐蚀行为。例如，高温高湿环境会加速涂层的失效过程，而低温干燥环境则有利于延长涂层的使用寿命。
04
耐海洋大气腐蚀高温涂层设计策略
铬（Cr）元素
形成致密的氧化膜，提高涂层的耐蚀性。
硅（Si）元素
促进涂层中玻璃相的形成，提高涂层的致密性和耐蚀性。
铝（Al）元素
提高涂层的抗氧化性能，形成保护性氧化铝层。
晶粒细化
通过热处理或添加合金元素细化晶粒，提高涂层的力学性能。
第二相强化
引入弥散分布的第二相粒子，如氧化物、碳化物等，增强涂层的强度和韧性。
界面优化
改善涂层与基体的界面结合强度，提高涂层的附着力和耐蚀性。
封孔处理
采用浸渍、喷涂等方法对涂层表面进行封孔处理，减少腐蚀介质的渗入。
表面改性
通过离子注入、激光处理等技术在涂层表面形成改性层，提高其耐蚀性和耐磨性。
复合防护
结合多种表面防护技术，构建多层复合防护体系，提高涂层的综合性能。
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实验方法与结果分析
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选用高温合金、陶瓷涂层等典型航空发动机材料。
材料选择
通过盐雾试验、湿热试验等方法模拟海洋大气环境。
腐蚀环境模拟
采用喷涂、电镀、化学气相沉积等技术制备高温涂层。
涂层制备
03
电化学性能测试
通过电化学工作站测试涂层的电化学阻抗谱（EIS）和极化曲线，分析涂层的耐蚀机理。
01
重量变化
通过测量试样在腐蚀前后的重量变化，评估涂层的耐蚀性能。
02
表面