熱障涂層

熱障涂層在工業上用于降低高溫應用中的材料溫度。 一個例子是新的和改造的燃氣輪機，其中涂層根據需要在十分之幾毫米到幾毫米的范圍內施加在葉片上以及所謂的渦輪機熱空氣路徑中的其他部件上，例如熱護罩和燃燒室段。

例如，當操作渦輪機以提高渦輪機的效率時，高溫是必需的。 這被材料在高溫下的強度所抵消。 例如，渦輪葉片材料可以在 1400 °C 以上的廢氣溫度下使用，因為材料的溫度可以通過熱阻涂層降低到 1100 °C 以下，此時材料仍然具有足夠高的力量。

涂層的成分具有正反兩方面的特性。 一方面，與渦輪機的“冷卻空氣系統”一起，它可以非常有效地防止所達到的極端溫度，另一方面，它需要xxx的生產尺寸精度和高度的靈敏度在組裝/拆卸過程中處理組件，因為涂層具有多孔且易碎的陶瓷結構。 根據加工方法，該涂層呈象牙色或灰色。

TBC 主要發生在工業燃氣輪機系統中，其渦輪機入口溫度（在文獻中通常也稱為 T4）高于所用葉片材料的熔點。 TBC 是涂層陶瓷，通常與鋁和氧化鋯混合。

涂層工藝及其精度非常重要。 渦輪葉片尤其需要熱阻涂層。 今天非常光滑的渦輪機導軌和動葉片（由鎳高溫合金制成的晶界單晶）在涂上 TBC 之前先進行粗糙化處理。 粗糙化是通過另一層進行的，即所謂的粘合層，其粗糙度與砂紙（20 砂礫）的粗糙度相當，并含有重要的合金元素，如鎳、鈷、鋁、鉬或釔。 粘合層的厚度約為 0.1 至 0.2 毫米。

現在將 TBC 應用于粘合劑層。 如今，這是使用三種常用方法完成的：真空等離子噴涂 (VPS)、大氣等離子噴涂 (APS) 或電子束物理氣相沉積 (EB-PVD)。 在所有變體中，TBC 材料在高溫下液化并噴涂到表面上。 多次噴涂后，該層的厚度為 0.3 至 0.5 毫米，由于其陶瓷元素，導熱系數非常低，為 λTBC = 0.7…0.8 W/(m·K)。

當前的研究正致力于所謂的低導熱性 TBC，其熱導率應低于 0.4 W/(m·K)。