Како решити антиоксидантни проблем сечива мотора на Ултра - високим температурама?

Мотори авиона познати су као "Бисер на индустријској круни", а њихов наступ директно одређује границе авиона. Међу њима, високи жабама под притиском, као једна од компоненти која носи највиши температурни и најсложенији стрес, имају материјалну технологију као основну технолошку баријеру. Када никл заснован појединачни кристал - легуре температуре достижу 80% своје тачке топљења близу 1200 степени и не могу да наставе, који могу да рамену банку за следећу генерацију ултра - материјала високог температуре? Одговор указује на посебну врсту метала - ниобијум хафнијум легура иЦ103 (НБ-10ХФ-1ТИ)је модел који је тестиран више од пола века.

Ефикасност и срж млазнице млазнице лежи на температури пре турбине. Што је већа температура, то је већа ефикасност. Међутим, у Ултра- окружењима високе температуре изнад 1400 степени, материјали суочавају се са два главна предатора:
1. Брзо смањење високог - строга температуре: Материјал се подвргава пузању и расте и деформише се као сируп под центрифугалним стресом.
2. Катастрофална оксидација: Кисеоник у ваздуху ће нагризати попут рђе, али продирати и крхаћи метал на задивљујућу брзину, изазивајући тренутни неуспех.
Традиционални високи - легуре температуре исцрпљене су у овом окружењу. Иако композитни материјали засновани на керамици имају одличну отпорност на оксидацију, њихову инхерентну крхку и високу ограничење трошкова њихове свеобухватне примене. У овом тренутку, људи су скренули пажњу на ватросталне метале.

Међу четири ватросталне метале волфстен, молибден, танталум и ниобијум, ниобијум се истиче својим најбољим свеобухватним перформансама:

• Висока тачка топљења (око 2468 степени), са прозором радне температуре далеко преко легура на бази никла.
• Ниска густина (око 8,6 г / цм ³), која је само око половине волфрана, кључ је да се постигне пробој у односу "потиска о тежини".
• Добра собна температура жилавост и прерадаИзбегавајте ниско време - проблем о кршењу температуре волфрана и молибдена.

Међутим, чисти ниобијум нема довољно снаге и изузетно лоша антиоксиданса. Ово је тачно гдеНиобиум хафниум легура Ц103Екцелс. Додавањем10% хафнијум (ХФ) и 1% титанијум (ТИ), Ц103 постигнут савршено синергистичко јачање:

• Хафниум (ХФ): То је кључни елемент за јачање чврстог решења који значајно побољшава висок - температуру температуре и рекристализацију температуре легура. Још важније, хафнијум може да формира гункосерицу и лепљиви анти- оксидациони заштитни слој са следећим силицијумним премазима -.
• Титаниум (ТИ): даље помаже у јачању и побољшању перформанси процеса.

Као резултат тога, Ц103 има структурну способност да носи оптерећења у температурном опсегу од 1300-1500 степени, што је предност коју се не могу подударати и други материјални системи.

Права нерабилност Ц103 огледа се у савршеном симбиотском односу са системима против антиоксиданса.
1. Савршени утакмицу са силицијумном премазом -
Оксидациона отпорност Ц103 не ослања се на себе, већ на припреми слојапревлака силицијамана површини (као што је Моси ₂, си ЦР ФЕ, итд.). Овај премаз ће формирати густ стаклени сио ₂ филм на високим температурама, што ефикасно може блокирати упад кисеоника.
ТхеХафниум елементУ Ц103 игра пресудну улогу овде:

• Појачајте адхезију премаза: На интерфејсу између премаза и подлоге, Хафниум може да формира још опрезни слој интерфејса, ефективно ублажавајући топлотни стрес изазван разликама у коефицијентима термичких експанзија и спречавајући љуштење превлачења током хладних и врућих циклуса.
• Оптимизирајте заштитне перформансе филма: Хафниум оксид се може интегрисати у СИО ₂ стаклени филм да побољша своју флуидност и само-лековите способност, омогућавајући превлаку да брзо "оздрави" после мањег оштећења.

Овај стабилан и чврст интерфејс између подлоге и премаза не пресумљују се другим легурима ниобијум-а или ватросталних метала. То се може рећиЦ103 је идеална супстрата прилагођена високим - температурним премазима.
2. Стање перформанси у екстремним окружењима
У потрази за ултра - високим температурама, Ц103 пружа ретку "билансну тачку":

• У поређењу са волфрамном легуром: Има велику предност густине и решава језграна тачка боли у смањењу тежине за ротирајуће делове.
• У поређењу са легурама Молибден: Нема ниског фрајера - температуре, боља обрада и поузданост.
• У поређењу са легурама танталума: нижа густина, релативно контролисани трошак и зрелија технологија анти - оксидације.

Упркос брзом развоју нових материјала, као што су керамички матрични композити, још увек постоји простор за побољшањеСнага, жилавост, топлотна отпорност на ударце и прерадаУ области високозахтених ротирајућих компоненти као што су нерапне лопатице, ниобијум хафниум легуре Ц103 и даље незамјењиво раствор због свог инхерентног високих јачина -, неуспоредиву компатибилност са анти - оксидационим премазима и одличним свеобухватним перформансама.
Представља класичну мудрост у материјалима Наука: да не тражите "универзални" материјал, већ да створи "сну тим" који може да ради заједно у екстремним окружењима кроз изузетно алегално дизајн и превлачење технологије. Све док је у прављењу човечанства за перформансе мотора на ваздухопловима, Ц103 и његова следећа породица Ниобиум Легуре - генерација и даље ће играти незамјењиву кључну улогу у пламену ултра ултра - високим температурама.