非平衡合金粉体材料及涂层技术研究团队

非平衡合金粉体材料及涂层技术研究团队以国家重大工程装备需求和市场需求为导向，进行热喷涂材料和涂层的研发、中试和工业化生产，至今已有20余年的研究基础，并于2006年在辽宁省政府支持下组建“辽宁省高性能热喷涂涂层工程技术研究中心”。

本团队研制的高性能功能涂层品种齐全，涵盖了可磨耗封严、热障、高温润滑、耐蚀耐磨、高发射率、抗高温氧化涂层等。广泛应用于航空、航天、地面重型燃气轮机、大型透平压缩机及超临界火电机组等重要领域。涂层制备技术、工艺水平及涂层评价能力等方面得到德国西门子、瑞士ABB和意大利Baker Hughes等国际知名公司认可，获得其合格供应商资质。成果先后获国家科技进步二等奖、科学院科技进步一等奖和辽宁省政府科技进步一等奖。

目前实验室拥有6台热喷涂设备，其中包括Praxair 7700超音速等离子喷涂、Praxair JP8000超音速火焰喷涂、Metco 9M大气等离子喷涂及Metco 6P-II火焰喷涂设备。实验室配有涂层专用检测设备，包括万能拉伸机、表面洛氏硬度计、全自动磨抛机、无损测厚仪、高温热处理炉等共计30余台，可以开展全面、深入的涂层研究。

图1 热喷涂设备

1. 长寿命重型燃气轮机热障涂层

重型燃气轮机是最高效的热功转换装置，广泛应用于发电领域，此外还可以为舰船等大型军事装备提供动力。随着燃机的不断发展，其燃气进口温度不断提高，热端部件对热障涂层技术的依赖也越来越显著。本课题组在重型燃机热障涂层领域拥有近20年的研究基础，从30MW（B级）燃气轮机到300MW（F级）燃气轮机，涂层技术广泛应用于8种进口型号和首个国产型号（R0110）的动叶、静叶、火焰筒、过渡段等热端部件，涂层产品累计近20000余件，遍布国内26家燃机电厂。通过新材料和新工艺的不断完善，涂层使用寿命从8000h提高到24000h以上。

图2 不同型号燃机热端部件喷涂后照片

2. 大型透平压缩机可磨耗封严涂层

除常规的NiCrAl/硅藻土、Ni/石墨、NiAl/BN可磨耗封严涂层，自主研制AlSi/聚苯酯和AlSi/聚酰亚胺粉体材料，使用温度涵盖室温至1000℃。先后应用于多个型号军用发动机以及十万空分等多种级别大型透平压缩机。

图3 大型透平压缩机部件喷涂

3. 高性能耐蚀耐磨涂层

通过自动喷涂一体化系统解决了异型零部件厚度均匀性问题，所制备的高性能耐蚀耐磨涂层应用于涡轮增压器叶片、喷嘴环等零部件，获得瑞士ABB公司合格供应商资质。

图4 涡轮增压器部件喷涂

4. 汽轮机可磨耗封严涂层国产化应用

自主研制NiCrFeAl·BN·SiO₂可磨耗封严涂层粉末与Metco 301NS对标，突破了国外在该领域对国内的技术封锁；所制备涂层性能稳定，实现百万级超临界火力发电机组通流位置封严涂层的国产化；目前NiCrFeAl·BN·SiO₂粉末及涂层技术已在多个型号火电机组得到批量化应用。

图5 大型火电机组部件喷涂