Перспективы термобарьерных покрытий, нанесённых методом термического напыления: современное состояние и тенденции

На протяжении более шести десятилетий термобарьерные покрытия применяются для защиты конструкционных компонентов стационарных и авиационных газовых турбин. Эти покрытия позволяют существенно повысить рабочие температуры и, следовательно, эффективность. В 1970-х годах стабилизированный оксидом иттрия диоксид циркония (YSZ) был признан превосходным материалом для данного применения. В качестве основных технологий нанесения были внедрены электронно-лучевое физическое осаждение из паровой фазы (EB-PVD) и атмосферное плазменное напыление (APS). Хотя эта тематика уже имеет длительную историю, продолжаются активные исследования, направленные на дальнейшее совершенствование технологии, включая разработку материалов и оптимизацию микроструктуры, а также применение передовых технологий нанесения покрытий, особенно в области термического напыления. В статье обобщены основные достижения в обоих направлениях — материаловедении и технологических процессах — с акцентом на методы термического напыления. Влияние материалов и технологических параметров рассмотрено на основе результатов испытаний различных систем на стенде с горелочным нагревом. Кроме того, представлен краткий обзор возможных перспективных направлений дальнейшего развития.