Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Flugtriebwerkstechnologie steigt die Arbeitstemperatur der Turbinenschaufeln weiter an und die Arbeitsumgebung wird komplexer und rauer. Der alleinige Einsatz von Superlegierungssubstraten und Schaufelkühlungstechnologien kann den Anforderungen der Arbeitsumgebung von Turbinenschaufeln nicht mehr gerecht werden.
In den 1950er Jahren wurden die Turbinenschaufeln mit einer Aluminiumbeschichtung versehen, die die Oxidations- und Korrosionsbeständigkeit der Schaufeln wirksam verbessern kann.
In den 1970er Jahren wurden modifizierte Aluminidbeschichtungen und Nickel-Kobalt-Chrom-Aluminium-Yttrium-beschichtete Beschichtungen entwickelt, die die Oxidationsbeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit von Turbinenschaufeln weiter verbesserten.
In den 1980er Jahren wurden häufig Wärmedämmschichten mit Wärmedämmung und Oxidationsbeständigkeit auf die Oberfläche von Turbinenschaufeln aufgebracht.
Seit dem 21. Jahrhundert sind temperaturbeständige Seltenerdbeschichtungen für Turbinenschaufeln eine der Forschungsrichtungen auf dem Gebiet der Flugtriebwerkstechnik.
Es gibt drei Haupttypen von Beschichtungen für Turbinenschaufeln von Flugtriebwerken: einschichtige Aluminisierungs- oder modifizierte Aluminidbeschichtung, einschichtige Nickel-Kobalt-Chrom-Aluminium-Yttrium-Beschichtung und zweischichtige Wärmedämmbeschichtung. ① Einschichtige Aluminisierungs- oder modifizierte Aluminidbeschichtungen können durch Pulveraluminisierung, chemische Gasphasenabscheidung und andere Verfahren hergestellt werden. ② Die einschichtige Ni-Kobalt-Chrom-Aluminium-Yttrium-Beschichtung kann durch Plasmaspritzen, physikalische Gasphasenabscheidung und andere Verfahren hergestellt werden. Das Aluminiumelement in der Beschichtung reagiert mit dem Sauerstoff in der äußeren Umgebung und bildet eine kontinuierliche dichte Aluminiumoxidschicht auf der Oberfläche der Beschichtung. Dadurch wird verhindert, dass sich das Sauerstoffelement in das Innere der Beschichtung und der Matrix ausbreitet und so die Rolle der Oxidation spielt und Korrosionsbeständigkeit. ③ Die Wärmedämmschicht mit zweischichtiger Struktur besteht hauptsächlich aus einer Metallmatrix, einer Bindungsschicht, einer Schicht aus thermischem Wachstumsoxid und einer Keramikschicht. Die Hauptstrukturzusammensetzung ist in Abbildung 2 dargestellt. Die Bindungsschicht kann durch Plasmaspritzen, Vakuumlichtbogenplattieren usw. hergestellt werden andere Verfahren, und die Wärmedämmschicht kann durch Plasmaspritzen, elektronische physikalische Gasphasenabscheidung und andere Verfahren hergestellt werden. Die Klebeschicht hat zwei Funktionen: Zum einen verbessert sie die Oxidations- und Korrosionsbeständigkeit. Andererseits wird die thermische Verformungsspannung zwischen der Keramikschicht und der Superlegierungsmatrix koordiniert. Die Keramikschicht weist eine geringe Wärmeleitfähigkeit auf, wodurch die Wärmeleitung vom Hochtemperaturgas zur Metallmatrix verhindert und die Oberflächentemperatur der Metallmatrix gesenkt werden kann. Die durch ein physikalisches Elektronenstrahl-Gasphasenabscheidungsverfahren hergestellte zweischichtige Wärmedämmbeschichtung bietet die Vorteile einer hohen Haftfestigkeit und einer guten Oberflächenbeschaffenheit, die in fortschrittlichen Turbinenschaufeln von Flugzeugtriebwerken weit verbreitet ist.
Zu den wichtigsten technischen Merkmalen der Beschichtung von Turbinenschaufeln für Flugtriebwerke gehören Oxidationsbeständigkeit, Wärmeleitfähigkeit und Thermoschockbeständigkeit. Zu den Versagensarten der Beschichtung zählen vor allem Faltenbildung, Rissbildung, Hautabhebung und Haarausfall. Die Lebensdauer der Beschichtung ist in der Regel geringer als die Lebensdauer der Turbinenschaufel. Nachdem die Beschichtung eine Zeit lang verwendet wurde, kann die Beschichtung durch Entfernen und erneutes Beschichten repariert werden
Die Beschichtungstechnologie für Turbinenschaufeln von Flugtriebwerken hat sich zu einer der Schlüsseltechnologien fortschrittlicher Flugtriebwerke entwickelt und entwickelt sich in Richtung einer längeren Lebensdauer, einer besseren Wärmeisolationsleistung, einer besseren Oxidations- und Korrosionsbeständigkeit sowie einer höheren Zuverlässigkeit. Neue Beschichtungen wie Seltenerd-Zirkonat oder Aluminat weisen eine höhere Temperaturbeständigkeit auf, was im Forschungsschwerpunkt auf dem Gebiet der Turbinenschaufelbeschichtung liegt. Um die Temperaturbeständigkeit der Beschichtung zu verbessern, sollten technische Untersuchungen wie die Gestaltung der Beschichtungszusammensetzung, die Gestaltung der Mehrschichtstruktur und die Gestaltung der Verbindungsschicht durchgeführt werden. Forschung zur Beschichtungsvorbereitungstechnologie, wie zum Beispiel das neue Vorbereitungsverfahren der Plasma-Physical-Vapour-Deposition oder die Kombination traditioneller Verfahren wie Electronic-Physical-Vapour-Deposition + Plasmaspritzen, wird durchgeführt, um die Abschirmwirkung der Turbinenschaufelbeschichtung zu reduzieren und zu verbessern Lebensdauer, Wärmedämmleistung und Zuverlässigkeit der Beschichtung
