涂层-科普123

涂层

生物科学2023-02-02 21:22:32百科

[拼音]：tuceng

[外文]：coating

涂覆在飞行器和发动机零件表面上，具有特定性能（耐磨、抗氧化、耐腐蚀、封严、隔热等）的保护层和表面膜，是航空航天工业用的重要防护材料。通常采用热喷涂、高温熔烧、低温烘烤和渗涂等工艺涂覆，厚度一般小于 0.5毫米。多数金属、陶瓷、玻璃、金属间化合物、无机和有机粘结剂均可用来合成涂层。

蒙皮涂层

能防护铝合金不受高速飞行时风沙和雨水冲蚀，不受海水和航空燃料的腐蚀并能改善空气动力学性能。涂层应经得住 200°C左右瞬间温度变化和强烈的日光辐照。飞机体积很大，烘烤条件受到限制，必须选用自干固化涂料，如丙烯酸或聚氨酯涂料。

发动机涂层

整台发动机，从风扇到尾喷管的主要部件无不使用涂层。发动机涂层按用途分为抗氧化耐腐蚀涂层、隔热涂层、耐磨涂层和封严涂层。

（1）抗氧化耐腐蚀涂层：早期发动机因工作时间短而高温合金又含有足够的铬、本身能抗氧化，所以不施加涂层。然而，随着发动机寿命的延长和温度的提高，以及高温镍基合金中铬含量降到原有的50％，已不能抵抗高温氧化和热腐蚀，需要涂层防护。高温氧化和热腐蚀是涡轮叶片损坏的主要原因，可使工作寿命缩短到300小时。涂覆涂层后高温部件工作寿命可延长2～3倍。压气机转子和静子叶片使用含铝磷(铬)酸盐涂层保护。燃烧室既可使用高温搪瓷又可涂覆含铝磷(铬)酸盐涂层。涡轮转子和静子叶片多用加有铬、钛、硅、钇等改性元素的铝化物扩散涂层或扩散障涂层。加力燃烧室使用高温搪瓷或陶瓷涂层。发展中的金属-铬-铝-钇包覆涂层的使用寿命比扩散涂层增加一倍以上，使用温度达1100°C。这种涂层常与氧化锆基隔热涂层组合使用，可降低温度50～100°C。

（2）耐磨涂层：影响发动机寿命的另一个因素是高温磨损，包括撞击磨损和微振磨损。爆炸喷涂或等离子喷涂碳化钨-钴、碳化铬-镍铬涂层最为有效。涂覆后，零件的耐磨损寿命可延长7～100倍，已在大型运输机的发动机上广泛使用。

（3）封严涂层：涂覆在发动机气流通道的间隙部分。涡轮的径向间隙每增大0.13毫米，发动机单位耗油量约增加0.5％；反之，减少0.25毫米，涡轮效率提高1％。另外，减少压气机的径向间隙还可以提高发动机的抗喘振能力，从而改善飞行安全性。常用的封严涂层要求硬度适中，既有强度又便于刮削。滑石粉涂层和镍-石墨涂层已获应用。正在研制中的氧化锆涂层能承受1300°C的高温。

温控涂层

航天器在太空的热环境十分恶劣，背阳面温度可达-100°C，向阳面可达+120°C左右。为保证航天员的生命安全和仪器设备的正常运转，在航天器表面涂敷温控涂层可以平衡与空间的热交换，维持舱内的正常温度。已经获得应用的温控涂层有有机硅氧化锌、硅酸钾氧化锆和氧化铝涂层。

火箭发动机涂层

液体火箭发动机一般采用再生冷却，不需要涂层保护，但有时为了增加温降，在燃烧室内壁喷涂氧化铝或氧化锆隔热涂层。姿态控制火箭发动机多使用铌、钼等难熔合金，必须有防氧化涂层的保护才能工作。“阿波罗”号飞船指挥舱和登月舱的姿态控制火箭采用涂有二硫化钼涂层的小型钼合金发动机。

伪装涂层

用以隐蔽军事目标。现代侦察仪器探测能力已大大提高，伪装涂料不仅要求颜色和外形与背景协调，而且要有与背景接近的光谱反射性能。伪装涂层按适用的波段分为：反紫外、反可见光、反近红外、反中红外、反无线电波以及发展中的反多光谱照相伪装涂料。飞行器可用单色保护迷彩伪装，为使轮廓在复杂背景地区更难辨别，常采用变形迷彩。