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德国弗劳恩霍夫:利用钇稳定氧化锆粉体降低飞机油耗
2020年01月03日 发布 分类:技术前沿 点击量:182
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2010年,当冰岛埃亚菲亚德拉火山爆发时,欧洲大部分地区的空中交通瘫痪。火山灰通常含有钙镁铝硅酸盐,会对涡轮机造成严重损害,对飞机构成威胁。同样,作为发电厂燃烧煤粉的副产品而产生的细粉煤灰也构成了类似的威胁。

热障涂层一般用于保护涡轮机免受此类污染物的损害。这些涂层通常使用两种技术:在真空室中使用电子束蒸发器处理组件和大气等离子喷涂。虽然前者涂料的质量非常高,而且耐用,但价格昂贵。尽管大气等离子喷涂相当便宜,但所产生的保护层并没有那么具有抵抗力。

 

喷射式隔热板可以减少经济型飞机的发动机废气

最近,德国弗劳恩霍夫研究所的一个研究小组将一种新型陶瓷隔热技术应用于工业领域。在此过程中,将钇稳定氧化锆粉末加入水中形成悬浮液,然后以高效和成本效益的方式将其喷射到涡轮叶片或其他飞机部件上。据该小组负责人玛丽亚·巴博萨博士说,这项新技术使飞机更加经济、环保和坚固。

通过使用极小颗粒(直径仅为1微米或更小)的悬浮液代替以前方法中使用的细粉,研究人员能够将其涂层喷涂到所需的机械部件上,而不会发生堵塞或聚集。由于过程相当简单,因此成本仍然相当低。

弗劳恩霍夫的科学家们报告说,他们可以将涡轮的工作温度比未涂层的涡轮提高150℃左右,提高工作效率,延长其使用寿命,并降低冷却成本。

巴博萨博士在一份新闻稿中指出:由于改进后的发动机中的燃料燃烧效率更高,从而降低了燃料消耗,因此排放的污染物也更少,因此环境污染也更少。

 

涡轮叶片上的薄陶瓷涂层可使涡轮内的工作温度更高,从而提高燃油产量。

(图片来源:弗劳恩霍夫)

该小组还与德国航空航天中心合作,开发一种“牺牲层”,使火山灰甚至沙子不能立即损坏涡轮叶片本身,从而使火山爆发对飞行飞机的危险性降低。

研究小组认为,他们的新喷涂方法将有助于减少航空旅行对环境的影响。他们还相信,在航空航天工业以外的领域,例如在半导体生产方面,他们的工艺有很大的潜力。

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