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    消除熱量用于飛機燃氣渦輪發動機的新型涂料中的氧化,硅化(Yb-Si)是用于飛機燃氣輪機發動機高溫部分的有前途的涂料,中國建材網,cnprofit.com
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    消除熱量用于飛機燃氣渦輪發動機的新型涂料中的氧化,硅化(Yb-Si)是用于飛機燃氣輪機發動機高溫部分的有前途的涂料
    2021年04月16日    閱讀量:182964    新聞來源:中國建材網 cnprofit.com  |  投稿

    廣泛用于飛機的航空燃氣渦輪發動機的某些部分通常會達到1200°C以上的溫度。毋庸置疑,在如此惡劣的環境中使用的任何材料都必須經久耐用并能勝任這項工作。由碳化硅(SiC)制成的陶瓷基復合材料作為燃氣渦輪發動機的有前途的候選者最近引起了人們的興趣中國建材網cnprofit.com。


    但是,這些材料需要耐熱涂層以防止SiC的氧化和隨后SiO 2的蒸發,這是導致材料體積減小的過程,因此會導致諸如大裂縫或最頂部的結構缺陷。層剝落。


    不幸的是,現有的涂層不能完全阻止這種氧化為SiO 2的過程,因為氧氣可以透過這些層中的細微裂紋或通過簡單的擴散而滲透。


    消除熱量用于飛機燃氣渦輪發動機的新型涂料中的氧化,硅化(Yb-Si)是用于飛機燃氣輪機發動機高溫部分的有前途的涂料 中國建材網,cnprofit.com


    為了解決這個問題,一些科學家專注于使用硅化y(Yb-Si)作為涂層材料,因為Yb-Si可以達到高熔點,并且它們的氧化物主要是Yb-硅酸鹽,它們仍然以氧化物層的形式附著,而不會容易蒸發。但是,對于在空氣或水蒸氣環境中的高溫下這些材料中發生的基本現象知之甚少。


    在最近發表在《金屬間化合物》上的一項研究中,一組科學家組成,包括東京理科大學初級副教授井上亮,副教授荒井豐太郎和工夫康雄教授,以及日本航空航天局(JAXA)的高級研究員青木拓ya了解Yb-Si中的氧化機理。他們進行了各種實驗,以了解高溫下在三種類型的氣氛(空氣,水蒸氣以及兩者的混合物)下不同Yb-Si涂層的氧化行為(和降解)。


    通過X射線衍射分析,能量色散光譜學和掃描電子顯微鏡,科學家們能夠準確地可視化和量化Yb-Si樣品在熱測試之前和之后的形態和組成。主要發現之一是,Yb與Si的比例是決定材料氧化行為的主要因素。由于硅化物中Yb的優先氧化,Yb 5 Si3的氧化程度超過Yb 3 Si 5。此外,在更多的富含水蒸氣的氣氛中,氧化物的量大大減少了。


    最重要的是,研究人員探索了content含量影響SiO 2形成的機理。主持這項研究的井上博士說:“在將兩種硅化物暴露在蒸汽中后,我們在Yb 5 Si 3中發現了SiO 2,而實際上在Yb 3 Si 5中仍然存在Si ?!?“我們的分析表明Yb 3 Si 5中SiO 2的生長受到抑制,因為SiO 2 他補充說,參與形成Yb-硅酸鹽的反應是其限制因素?!半m然尚不完全清楚導致形成各種Yb-硅酸鹽的確切中間反應,但研究小組提出了兩種高度可能的反應未來的研究可能會使用更詳細的表征技術來闡明這一點。


    總的來說,這項研究提供了關于Yb-Si氧化過程中發生情況的有意義的見解,這將有助于開發用于燃氣輪機發動機的保護涂層。井上博士說:“如果能夠在惡劣環境下實現涂層,那么發動機零件將變得更加耐熱,自然可以提高發動機效率?!?/p>


    希望涂層技術的進一步發展將減少航空運輸成本和燃料消耗,使飛行更便宜,對環境的危害也較小。


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