Trollhättan,瑞典-瑞典西部大学的研究人员已经开始在隔热层中使用纳米颗粒,以保护飞机发动机不受热。在测试中,这使涂层的使用寿命增加了300%。飞机工业对此非常感兴趣,他们希望这种带有新层的发动机能在两年内投入生产。

为了增加飞机发动机的使用寿命,在金属部件的顶部喷涂了隔热面层。多亏了这额外的一层,发动机免受热量的影响。温度也可以提高,从而提高效率,减少排放,降低燃料消耗。

大学西部研究小组的目标是能够控制表面层的结构,以增加其使用寿命和绝缘能力。他们在工作中使用了不同的材料。188金宝搏bet官网

“基底是一种陶瓷粉末,但我们也测试了添加塑料来产生孔隙,使材料更具弹性,”尼古拉斯·库里(Nicholas Curry)说,他刚刚发表了关于该主题的博士论文。

当温度的巨大变化使材料交替膨胀和收缩时,陶瓷层受到很大的应力。因此,使图层具有弹性是很重要的。在过去的几年里,研究人员一直致力于进一步细化微结构,使其对工业有用。

“我们已经测试了由纳米颗粒形成的一层的使用。这些颗粒非常细,我们无法将粉末直接喷到表面上。相反,我们首先将粉末与液体混合,然后喷射。这被称为悬浮等离子喷涂应用。”

从那以后,库里和他的同事们在所谓的“热冲击测试”中对新层进行了数千次测试,以模拟飞机发动机的温度变化。新涂层的持续时间至少是传统涂层的三倍,并且导热能力较低。

“一个寿命更长的飞机发动机不需要经常进行昂贵、耗时的‘维修’;这为飞机工业节省了资金。新技术也比传统技术便宜得多,这意味着更多的企业将能够购买设备。”

西部大学的研究是与航空发动机制造商吉凯恩航空公司(前沃尔沃航空公司)和西门子工业涡轮机械公司密切合作进行的,后者生产燃气轮机。他们的想法是,新涂层将在两年内用于飞机发动机和燃气轮机。

研究人员需要解决的最重要的问题之一是,他们如何监测涂层结构随着时间的推移会发生什么变化,并了解层中的微结构是如何工作的。

“传统的表层看起来像一个三明治,有一层又一层。用新方法制备的表层更接近于立柱。这使得该层更灵活,更容易监控。不管表面是否完全光滑,它都能粘附在金属上。最重要的不是材料本身,而是它有多多孔。”

飞机发动机和燃气轮机的表面涂层被称为热障涂层,它们是用一种称为热喷涂的方法制造的。陶瓷粉末在非常高的温度(7000到8000)下喷到表面上°C -使用等离子体流。陶瓷颗粒融化并撞击表面,在那里形成了大约半毫米厚的保护层。