Жаропрочные композиты для двигателей самолётов можно будет создавать в один этап

Как поясняют учёные, изделия с теплозащитными покрытиями, состоят из четырёх слоёв: подложки из жаропрочного суперсплава, слой, связывающий сплав и теплозащитное покрытие, термически выращенный оксид и верхнее керамическое покрытие. Все слои отличаются друг от друга по свойствам, поэтому важно не только формировать их, но и обеспечивать между ними плавные переходы. Таким образом удастся достигнуть однородности свойств композита.

Однако те способы нанесения покрытий, что используются сейчас, имеют недостатки. Они могут привести к утрате свойств и неоднородности керамического слоя. Эффективность изделий, таким образом, снижается.

«Мы предложили создавать градиентные теплозащитные покрытия с помощью искрового плазменного спекания. Эта технология обеспечивает высокую скорость нагрева за короткое время и сохраняет исходные химические свойства и микроструктуры материалов. Способ позволяет получать слоистые материалы очень сложного состава в одну стадию», — поясняет профессор кафедры «Механика композиционных материалов и конструкций» Пермского Политеха, доктор технических наук, доцент Светлана Оглезнева.

Метод имеет свои ограничения при производстве изделий сложных форм, однако, как поясняют исследователи, их можно преодолеть при помощи современных технологий бионического дизайна. Последние обеспечивают защиту слабых участков за счёт их интеграции в узел и использования аддитивных технологий и лазерной или электронно-лучевой сварки.

Согласно измерениям учёных, многослойные теплозащитные покрытия эффективнее всего производить при температурах 1000-1050°C и времени изометрической выдержки 5-25 минут. Полученные изделия отличаются большей однородностью, то есть хорошим «сцеплением» между слоями.

Фото: Пермский Политех