產品介紹

熱障塗層

熱障塗層(Thermal Barrier Coating)是一層陶瓷塗層,他沈積在耐高溫金屬或超合金表面,熱障塗層對於基底材料起到隔熱作⽤,降低基底溫度,使得⽤其製成的器件(如發動機渦輪葉片)能在⾼溫下運⾏,並且可以提升器件(發動機等)熱效率達到60%以上。

熱障塗層應用

隨著航空、航天及民用技術的發展,熱端部件的使用溫度要求越來越高,已達到高溫合金和單晶材料的極限狀況。以燃料輪機的受熱部件如噴嘴、葉片、燃燒室為例,他們處於高溫氧化和高溫氣流沖蝕等惡劣環境中,承受溫度高達1100ºC, 已超過了高溫鎳合金使用的極限溫度(1175ºC)。將金屬的高強度、高韌性與陶瓷的耐⾼溫的優點結合起來所製備出的熱障塗層能解決上述問題,達到隔熱、抗氧化、防腐蝕的作⽤,已在汽輪機、柴油發電機、噴氣式發動機等熱端材料上取得⼀定應⽤,並延長了熱端部件的使⽤壽命。 

美國NASA(National Aeronautics and Space Administration)-Lewis研究中心為了提高燃氣渦輪葉片、火箭發動機的抗高溫和耐腐蝕性能,早在二十世紀50年代就提出了熱障塗層的概念。在塗層的材料選擇和製備工藝上進行較長時間的探索後,80年代初取得了重大突破,為熱障塗層的應用奠定了堅實的基礎。文獻表明,目前先進熱障塗層能夠在工作環境下,降低高溫發動機熱端部件溫度170k左右。隨著熱障塗層在高溫發動機熱端部件上的應用,人們認識到熱障塗層的應用不僅可以達到提高基體抗高溫腐蝕能力,進一步提高發動機工作溫度的目的,而且可以減少燃油消耗、提高效率、延長熱端部件的使用壽命。相較於開發新型高溫合金材料,熱障塗層的研究成本相對較低,工藝也可實行。

EB-PVD TBC & APS-TBC

EB-PVD TBCs
典型柱狀晶結構
力學性能好,較大的應變容限
隔熱差,沖蝕性能優於APS塗層
APS TBCs
多孔多裂紋的層狀結構
力學性能較差
隔熱好,製備成本相對較低,沖蝕數率較快

LoopTHERM新一代EB-PVD設備:

融合【歐美關鍵材料元件】,【日本熱障塗層製備參數】與【台灣大型真空設備的製造經驗】三大要素,研發出低價位、體積輕巧、可高效率大量製備的新一代熱障塗層設備(IOC-SEVD 300)。

IOC-SEVD 300 主要參數

1. 旋轉門裝置 (可提高產能的蒸鍍冷卻裝置):左右準備室分別安裝旋轉門,通過180º旋轉,能在保持真空的同時更換加工葉片。
2. 靶材送料方式 (自動送料機構):根據電子束焦點自動進行靶材送料。
3. O解離裝置 (可加速蒸鍍反應的電漿解離裝置):將氧氣解離成O2-,原位補氧離子,以提高蒸鍍效率。
4. Pt濺鍍:製備陶瓷層的同時在左右準備室進行Pt濺鍍,製備BC層。
5. 電子槍:2×15kW/4×15kW
6. 樣品夾具:35cm。
7. 單次產量:14片 (德國ALD單次產量10片)。
8. 加熱方式:三面設置石墨加熱器 (正前方、正上方、正後方三面)。
9. 樣品旋轉方式:公轉和自轉。