مع التطور المستمر لتكنولوجيا المحركات الهوائية، تستمر درجة حرارة عمل ريش التوربينات في الارتفاع، وتصبح بيئة العمل أكثر تعقيدًا وقسوة. الاعتماد فقط على الركيزة فائقة السبائك وتكنولوجيا تبريد الشفرات لم يعد قادرًا على تلبية احتياجات بيئة عمل ريش التوربينات.
في الخمسينيات من القرن العشرين، تم طلاء شفرات التوربينات بطبقة من الألومنيوم، والتي يمكن أن تحسن بشكل فعال مقاومة الأكسدة ومقاومة التآكل للشفرات.
في سبعينيات القرن العشرين، تم تطوير طلاءات ألومينيد معدلة وطلاءات مطلية بالنيكل والكوبالت والكروم والألمنيوم والإيتريوم، مما أدى إلى تحسين مقاومة الأكسدة ومقاومة التآكل لشفرات التوربينات.
في الثمانينيات، تم ترسيب طبقات العزل الحراري ذات العزل الحراري ومقاومة الأكسدة بشكل شائع على سطح ريش التوربينات.
منذ القرن الحادي والعشرين، أصبحت الطلاءات الأرضية النادرة لشفرات التوربينات المقاومة لدرجات الحرارة المرتفعة أحد اتجاهات البحث في مجال تكنولوجيا محركات الطائرات.
هناك ثلاثة أنواع رئيسية من الطلاءات لشفرات توربينات محركات الطائرات: طلاء ألومينيد أحادي الطبقة أو طلاء ألومينيد معدل، وطلاء أحادي الطبقة من النيكل والكوبالت والكروم والألمنيوم والإيتريوم، وطلاء حاجز حراري مزدوج الطبقة. ① يمكن تحضير طلاء الألمنيوم بطبقة واحدة أو طلاء الألمنيوم المعدل عن طريق مسحوق الألمنيوم وترسيب البخار الكيميائي وغيرها من العمليات. ② يمكن تحضير طلاء الإيتريوم أحادي الطبقة من النيكل والكوبالت والكروم والألومنيوم عن طريق رش البلازما وترسيب البخار الفيزيائي وعمليات أخرى. يتفاعل عنصر الألومنيوم الموجود في الطلاء مع الأكسجين الموجود في البيئة الخارجية لتكوين طبقة ألومينا كثيفة مستمرة على سطح الطلاء، مما يمنع عنصر الأكسجين من الانتشار إلى داخل الطلاء والمصفوفة، وبالتالي يلعب دور الأكسدة ومقاومة التآكل. ③ يتكون طلاء الحاجز الحراري ثنائي الطبقة بشكل أساسي من مصفوفة معدنية وطبقة ربط وطبقة أكسيد النمو الحراري وطبقة سيراميك، ويظهر تركيبها الهيكلي الرئيسي في الشكل 2. يمكن تحضير طبقة الترابط عن طريق رش البلازما والطلاء بالقوس الفراغي و وعمليات أخرى، ويمكن تحضير طلاء الحاجز الحراري عن طريق رش البلازما، وترسيب البخار الفيزيائي الإلكتروني وغيرها من العمليات. الطبقة اللاصقة لها وظيفتين: إحداهما تحسين قدرة الأكسدة ومقاومة التآكل؛ من ناحية أخرى، يتم تنسيق إجهاد التشوه الحراري بين الطبقة الخزفية ومصفوفة السبائك الفائقة. تتميز الطبقة الخزفية بموصلية حرارية منخفضة، والتي يمكن أن تمنع التوصيل الحراري من الغاز ذي درجة الحرارة المرتفعة إلى المصفوفة المعدنية وتقليل درجة حرارة سطح المصفوفة المعدنية. يتميز طلاء الحاجز الحراري ذو الطبقة المزدوجة الذي تم إعداده بواسطة عملية ترسيب البخار الفيزيائي لشعاع الإلكترون بمزايا قوة الترابط العالية والتشطيب الجيد للسطح، والذي يستخدم على نطاق واسع في شفرات توربينات المحركات الهوائية المتقدمة.
تشمل المؤشرات الفنية الرئيسية لطلاء شفرات توربينات الطائرات مقاومة الأكسدة والتوصيل الحراري ومقاومة الصدمات الحرارية. تشمل أوضاع فشل الطلاء بشكل أساسي التجاعيد، والتشقق، ورفع الجلد وتساقطه. عمر خدمة الطلاء بشكل عام أقل من عمر خدمة شفرة التوربين. بعد استخدام الطلاء لفترة من الوقت، يمكن إصلاح الطلاء عن طريق إزالة وإعادة الطلاء
أصبحت تقنية طلاء شفرات توربينات المحرك الهوائي واحدة من التقنيات الرئيسية للمحرك الهوائي المتقدم، وهي تتطور نحو اتجاه عمر خدمة أطول، وأداء أفضل للعزل الحراري، ومقاومة أفضل للأكسدة والتآكل، وموثوقية أعلى. تتمتع الطلاءات الجديدة مثل الزركونات الأرضية النادرة أو الألومينات بمقاومة أعلى لدرجات الحرارة، وهو محور البحث في مجال طلاء شفرات التوربينات. يجب إجراء البحوث الفنية مثل تصميم تركيبة الطلاء وتصميم الهيكل متعدد الطبقات وتصميم طبقة الترابط لتحسين مقاومة درجة الحرارة للطلاء. يتم إجراء الأبحاث حول تكنولوجيا تحضير الطلاء، مثل عملية التحضير الجديدة للبلازما - ترسيب البخار الفيزيائي، أو مزيج من العمليات التقليدية مثل ترسيب البخار الفيزيائي الإلكتروني + رش البلازما، لتقليل تأثير التدريع لطلاء شفرة التوربين وتحسين الحياة وأداء العزل الحراري وموثوقية الطلاء
