Разработка высокотемпературных покрытий

ВВЕДЕНИЕ

За последние несколько десятилетий в области материаловедения был достигнут значительный прогресс в разработке высокотемпературных покрытий. Высокотемпературные покрытия рассчитаны на то, чтобы выдерживать экстремальные температуры и суровые условия окружающей среды, что делает их критически важными в широком спектре промышленных применений, таких как аэрокосмическая промышленность, энергетика, химическая переработка и автомобилестроение. Разработка этих покрытий была вызвана необходимостью повышения долговечности и эксплуатационных характеристик материалов, которые подвергаются воздействию высоких температур.Разработка высокотемпературных покрытий - это сложный процесс, который включает в себя несколько факторов, таких как условия эксплуатации, материалы подложки и производственные процессы. Понимание этих факторов имеет решающее значение при разработке покрытий, способных выдерживать экстремальные условия, которым они подвергаются. Несмотря на достижения в области высокотемпературных покрытий, по-прежнему существуют проблемы, требующие решения, такие как термоциклирование, адгезия, окисление и растрескивание.Последние достижения в области высокотемпературных покрытий были сосредоточены на разработке нанокомпозитных покрытий, многослойных покрытий и функционально дифференцированных покрытий. Эти покрытия обладают улучшенными свойствами, такими как более высокая термостойкость, улучшенная адгезия и стойкость к окислению. Они также обладают потенциалом революционизировать несколько отраслей промышленности и предложить новые решения проблем, с которыми сталкиваются ученые-материаловеды и инженеры.Области применения высокотемпературных покрытий многочисленны, и они играют решающую роль в обеспечении производительности и долговечности различных промышленных компонентов. Аэрокосмическая промышленность, например, в значительной степени полагается на высокотемпературные покрытия для защиты компонентов двигателя и повышения топливной экономичности. В энергетике высокотемпературные покрытия используются для защиты компонентов паровых турбин от коррозии и эрозии.В целом, разработка высокотемпературных покрытий была вызвана необходимостью повышения эксплуатационных характеристик и долговечности материалов, подверженных воздействию экстремальных температур. Область высокотемпературных покрытий постоянно развивается, и последние достижения привели к разработке покрытий с улучшенными свойствами и потенциалом для новых применений. Области применения высокотемпературных покрытий разнообразны, и они играют решающую роль в нескольких отраслях промышленности. Проблемы, с которыми сталкиваются при разработке высокотемпературных покрытий, значительны, но потенциальные преимущества делают эту область достойной дальнейшего изучения.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Fedorov, A. A. Аpplication of ceramic thermal-barrier coatings in gas turbine engines / A. A. Fedorov, D. S. Cjukalo // Молодежь. Общество. Современная наука, техника и инновации. – 2018. – No. 17. – P. 31-33. – EDN XWLMRV.2. Кашин, Д. С. Современные теплозащитные покрытия, полученные методом электронно-лучевого напыления (обзор) / Д. С. Кашин, П. А. Стехов // Труды ВИАМ. – 2018. – № 2(62). – С. 10. – DOI 10.18577/2307-6046-2018-0-2-10-10. – EDN YOUGJO.3. Елизарова, Ю. А. Высокотемпературные защитные покрытия / Ю. А. Елизарова, А. И. Захаров // – 2019. – Т. 33, № 4(214). – С. 66-68. – EDN MSAXFT.4. Ветрова, О. Б. Современные технологии покрытий / О. Б. Ветрова // Успехи в химии и химической технологии. – 2018. – Т. 32, № 13(209). – С. 111-113. – EDN YRRXJR.5. Заварзин С.В., Оглодков М.С., Чесноков Д.В., Козлов И.А. Высокотемпературная солевая коррозия и защита материалов газотурбинных двигателей (обзор) // Труды ВИАМ, 2022 - №3 (109) – с. 121-134 DOI 10.18577//2307-6046-2022-0-3-121-1346. Ущекин, А. Н. Новое функционально-градуированное покрытие из никель-графена и его сопротивление коррозии / А. Н. Ущекин // Энергия молодежи для нефтегазовой индустрии: Сборник материалов V Международной научно-практической конференции молодых ученых, Альметьевск, 13 ноября 2020 года. – Альметьевск: Альметьевский государственный нефтяной институт, 2020. – С. 572-575. – EDN OSTZQG.7. Елизарова, Ю. А. Вопросы адгезии при нанесении высокотемпературных покрытий / Ю. А. Елизарова, А. И. Захаров // Успехи в химии и химической технологии. – 2021. – Т. 35, № 4(239). – С. 34-36. – EDN DVTTBH.8. Маляр, И. В. Модификация поверхности полупроводниковой подложки с помощью органических монослойных покрытий и воздействия излучений / И. В. Маляр, С. В. Стецюра // Вестник Саратовского государственного технического университета. – 2010. – Т. 4, № 3(51). – С. 30-35. – EDN NYCUWD.9. Влияние промежуточного слоя на адгезию и трение азотированных покрытий на основе титана на медной подложке / О. В. Сизова, Н. В. Терюкалова, А. А. Леонов [и др.] // Известия вузов. Физика. – 2022. – Т. 65, № 7(776). – С. 55-61. – DOI 10.17223/00213411/65/7/55. – EDN DBFQIJ.10. Салиева, М. Г. Композиты с керамической матрицей, армированные неорганическим и органическим наполнителем / М. Г. Салиева, Ы. Т. Ташполотов // Бюллетень науки и практики. – 2023. – Т. 9, № 2. – С. 209-218. – DOI 10.33619/2414-2948/87/25. – EDN MUIAVC.11. Мовенко, Д. А. Изменение структуры при окислении соединительных слоев теплозащитных покрытий mcraly (обзор) / Д. А. Мовенко, П. Н. Медведев // Труды ВИАМ. – 2019. – № 10(82). – С. 50-60. – DOI 10.18577/2307-6046-2019-0-10-50-60. – EDN FKFVUA.12. Потеря устойчивости и отслоение термобарьерного покрытия от подложки при температурном нагружении / П. А. Люкшин, Б. А. Люкшин, Н. Ю. Матолыгина, С. В. Панин // Физическая мезомеханика. – 2020. – Т. 23, № 5. – С. 69-84. – DOI 10.24411/1683-805X-2020-15006. – EDN SCBPTI.13. Способы улучшения свойств лакокрасочных покрытий с помощью введения различных наполнителей (обзор) / Н. А. Коврижкина, В. А. Кузнецова, А. А. Силаева, С. А. Марченко // Авиационные материалы и технологии. – 2019. – № 4(57). – С. 41-48. – DOI 10.18577/2071-9140-2019-0-4-41-48. – EDN BCDAPZ.14. Исследование морфологии и состава поверхности композита NbC/C методами сканирующей электронной микроскопии и рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии / Е. Г. Ильин, А. С. Паршаков, Ю. А. Тетерин [и др.] // Неорганические материалы. – 2020. – Т. 56, № 5. – С. 467-474. – DOI 10.31857/S0002337X2005005X. – EDN HKZIPL.15. Rudakova, A. V. FTIR study of HCN adsorption on magnesium fluoride / A. V. Rudakova, R. A. Belykh, A. A. Tsyganenko // Вестник Санкт-Петербургского университета. Физика и химия. – 2018. – Vol. 5 (63), No. 2. – P. 114-126. – DOI 10.21638/11701/spbu04.2018.205. – EDN XXGZIL.16. Каменева, Н. В. Многофункциональные материалы нанокомпозитных покрытий / Н. В. Каменева // Химия. Экология. Урбанистика. – 2019. – Т. 2. – С. 520-524. – EDN LXHDFK.17. Obtaining functional - gradient Ti - HA coatings by detonation spraying / Zh. B. Sagdoldina, D. R. Baizhan, Y. Y. Kambarov, K. Torebek // Bulletin of the Karaganda University. Physics Series. – 2022. – No. 3(107). – P. 43-51. – DOI 10.31489/2022PH3/43-51. – EDN EYEAEF.18. Абраимов, Н. В. Влияние высокотемпературных покрытий на характеристики надежности лопаточных элементов ГТД / Н. В. Абраимов, А. Ю. Золотарева // Электрометаллургия. – 2019. – № 6. – С. 24-32. – EDN OSTDXN.19. Филатов, М. С. Исследование адгезии нанокомпозитного покрытия NiO-ZrO2 к никелевой поверхности / М. С. Филатов, О. В. Стогней, М. Н. Копытин // Химия, физика и механика материалов. – 2019. – № 2(21). – С. 126-136. – EDN MDXWYV.20. Холодное газодинамическое напыление покрытий (обзор) / И. А. Козлов, К. А. Лещев, А. А. Никифоров, С. А. Демин // Труды ВИАМ. – 2020. – № 8(90). – С. 77-93. – DOI 10.18577/2307-6046-2020-0-8-77-93. – EDN WVBSVT.21. Перспективы получения многокомпонентных покрытий атмосферным плазменным напылением / А. М. Кадырметов, Д. А. Попов, А. В. Викулин [и др.] // Воронежский научно-технический Вестник. – 2018. – Т. 4, № 4(26). – С. 46-54. – EDN YNCCGX.22. Солнцев, С. С. Реакционное отверждение - новое направление в технологии высокотемпературных композиционных покрытий и материалов / С. С. Солнцев, В. С. Денисова, В. А. Розененкова // Авиационные материалы и технологии. – 2018. – № S. – С. 329-343. – DOI 10.18577/2071-9140-2017-0-S-329-343. – EDN YRVMEL.23. Исследование высокотемпературной термостойкости антиокислительного покрытия для керамического композиционного материала с многослойной структурой / Б. Э. Гончаров, А. М. Сипатов, Н. Н. Черкашнева [и др.] // Авиационные материалы и технологии. – 2021. – № 4(65). – С. 51-58. – DOI 10.18577/2713-0193-2021-0-4-51-58. – EDN RLTYIY.