В течение последних 20 лет наблюдается значительное развитие технологий теплозащитных покрытий, которые используются там, где температура покрытия значительно превышает сопротивление оксидации материала.
Теплозащитные покрытия представляют собой современные составы, которые, как правило, применяются на металлических поверхностях деталей газотурбинных двигателей. Данные детали работают в условиях высоких температур и испытывают значительные тепловые напряжения. Покрытия служат для защиты от длительных тепловых нагрузок за счет использования термоизоляционных материалов, которые могут выдержать значительные перепады температур.
Таким образом, покрытия обеспечивают более высокие рабочие температуры при ограничении теплового воздействия на конструктивные элементы, продлевая срок службы деталей за счет снижения оксидации и термической усталости. В сочетании с активным пленочным охлаждением, детали газотурбинного двигателя могут работать при более высоких температурах, чем температура плавления металла.
В настоящее время в мире широкое распространение получили 2 основных класса покрытий – металлические и теплозащитные керамические.
До середины 80-х годов широко применялось нанесение металлических покрытий на основе платины и алюминия. Такие металлические покрытия обеспечивают превосходную коррозионную стойкость, что доказали многочисленные стендовые и полевые испытания.
Платино-алюминиевое покрытие наносится гальваническим способом. Сначала наносится платина тонким слоем в 0,006 мм, а затем диффузионным способом наносится алюминий.
Второй тип – теплозащитные покрытия на основе керамики. Как правило, такие покрытия состоят из стабилизированного оксидом иттрия диоксида циркония. Такое покрытие позволяет иметь рабочие температуры свыше 1200°С.
Керамическое покрытие распыляется через плазменную горелку при температуре более 10 000 К. Образованный материал имеет хорошую адгезию и высокую скорость затвердевания, образуя монолитное покрытие.
Керамическое покрытие позволяет обеспечить высокий уровень устойчивости к коррозии, что подтверждено многочисленными часами наработки газотурбинных двигателей.
