Для защиты металла турбинных лопаток авиационных двигателей от высоких температур (выше 1100 °C), на них наносят специальные металлокерамические теплозащитные покрытия. Один из самых распространенных способов нанесения – это атмосферное плазменное напыление. Оно позволяет быстро и сравнительно недорого создать защитный слой.
Однако у этого метода есть недостатки: в покрытии могут образовываться поры, а материал окисляется, что снижает его эффективность. От качества покрытия напрямую зависит срок службы лопаток и их устойчивость к высоким температурам.
Ученые и студенты Пермского Политеха исследовали, как параметры плазменного напыления влияют на структуру покрытия, и нашли оптимальные настройки процесса. В эксперименте они наносили на образцы специальный металлический порошок (NiCoCrAlY), который широко применяется для создания жаростойких слоев теплозащитных покрытий.
В результате исследования удалось определить, при каких условиях частицы покрытия нагреваются и ускоряются оптимальным образом. Полученные уравнения позволяют прогнозировать температуру и скорость частиц при различных параметрах напыления, что поможет упростить настройку оборудования, сократить количество пробных экспериментов и получить более надежное покрытие.
Работа пермских ученых имеет большое значение для авиационной промышленности. Улучшенные покрытия лучше защищают лопатки двигателей от экстремальных температур и коррозии, что продлевает срок их службы и повышает безопасность самолетов.
Исследование проведено в рамках программы «Приоритет-2030».
