NiCrAl/YSZ/NiCrAl-B.e复合涂层对α+β型高温钛合金燃烧产物的影响

欧阳佩旋，弭光宝，李培杰，何良菊，曹京霞，黄 旭

(1清华大学 新材料国际研发中心，北京 100084；2中国航发北京航空材料研究院 先进钛合金航空科技重点实验室，北京 100095；3北京市石墨烯及应用工程技术研究中心，北京 100095)

TC11钛合金是一种综合性能良好的α+β型高温钛合金，在500℃以下具有优异的热强性、较高的室温强度和良好的耐腐蚀性，广泛应用于航空发动机的压气机机盘、叶片和鼓筒等零部件，是我国目前航空发动机上用量最大的钛合金[1-2]。

然而，钛火的危害巨大，已成为制约固溶强化型高温钛合金在航空发动机中应用与发展的关键技术难题之一[3-4]，开展钛火防控技术研究迫在眉睫。目前，除压气机的结构设计外，钛合金材料的成分设计及表面防护是钛火防控技术的关键。世界各国积极研制了不同体系的阻燃钛合金，如俄罗斯的BTT-1和BTT-3(Ti-Cu系)、美国的Alloy C(Ti-35V-15Cr)和我国的Ti40(Ti-25V-15Cr-0.2Si)等，其中美国的Alloy C已在第四代战机F/A-22的F119发动机中获得成功应用[5]。然而，随着先进航空发动机推重比的提高，阻燃钛合金已不能满足服役需求。合适的防护涂层设计及技术在改善钛合金阻燃性能的同时又能提高其使用温度，是具有广泛应用前景的阻燃技术。

国内外研究人员针对钛火的发生原因提出了不同的防护涂层设计思路，主要包括以下4种：一是具有高导热性、低蒸发温度和高蒸发热的涂层材料，如Pt/Cu/Ni的复合涂层和离子气相沉积Al涂层(IVD Al)[6-7]；二是具有良好隔热性的涂层材料，如ZrO2涂层[8-9]；三是通过添加合金元素形成不易燃烧的涂层，如添加Al,Ni,V和Cr中的一种或多种元素使其与Ti形成金属间化合物涂层[10-11]；……