近期，全國多地出現零散疫情，醫務人員再次穿上防護服，開展疫情防控工作。這身防護服，成為這個冬天最溫暖的顏色。你知道嗎？航空發動機也有自己的「防護服」。
航空發動機的「防護服」
發動機為什麼穿「防護服」？
人穿上防護服是為了抵禦細菌病毒的侵襲，那發動機穿上「防護服」是為了抵禦什麼呢？
眾所周知，推重比是衡量航空發動機性能的重要標誌。要想獲得更大的推重比，就必須提高發動機渦輪前的進口溫度。因此，對渦輪部件抗高溫能力的要求也相應提高。
長期在高溫環境下工作，渦輪部件的表面容易受到高溫氧化和熱腐蝕。為此，材料科學家不斷探索著提升渦輪抗高溫能力的方法，其中最有效的方法就是穿上「防護服」——在渦輪部件上塗覆具有不同功能的塗層，從而達到提高使用性能、使用更可靠以及延長使用壽命的目的。
發動機的「防護服」是什麼？
從用途上來看，發動機的「防護服」通常有以下幾類：抗氧化和防熱腐蝕的塗層，防止葉片尖端劃傷內腔的耐磨塗層，填補部件組合處細小縫隙的封嚴塗層，以及在葉片表面起到隔熱作用的熱障塗層。
熱障塗層常用於高溫防護，是近年來塗層研究領域的熱點之一。熱障塗層有很多優點，它能降低零部件的工作溫度，從而降低因工作疲勞帶來的損傷，同時，熱障塗層也可以減少渦輪葉片對冷卻氣體的需求量，有助於提高發動機工作效率，延長工作壽命。
熱障塗層擁有一個像「三明治」一樣的多層結構，由陶瓷隔熱層、金屬粘結層和高溫合金底層組成塗層系統。
儘管形似「三明治」，但熱障塗層的製備並不是簡單地層層疊加，需要先將製備塗層的材料蒸發成蒸汽或細化成直徑微米級的顆粒，再通過結晶生長或藉助極高的能量，將這些顆粒牢固地塗覆在材料表面。因此，熱障塗層常使用電子束物理氣相沉積、等離子體噴塗等工藝製備。
發動機「防護服」的由來
起源：熱障塗層技術起源於19世紀70年代。1976年，在美國NASA劉易斯研究中心，陶瓷熱障塗層在J75渦噴發動機渦輪葉片上試驗成功。
飛躍：到20世紀90年代，熱障塗層技術迎來快速發展。美國的GE公司在20世紀90年代後期開發出新型單晶合金基體熱障塗層。GE90發動機葉片採用這種熱障塗層之後，性能較未採用塗層的葉片相比大大提高。
大規模使用：90年代以後，熱障塗層技術逐漸得到廣泛應用。英國的RR公司在20世紀90年代以來逐漸將熱障塗層大量應用到軍用和民用發動機上。其中，著名的遄達系列發動機就使用了熱障塗層。
科學是一門不斷向極致發起挑戰的藝術，每一次的技術進步，背後都是成百上千次的實驗。如今，熱障塗層已成為高性能航空發動機研製中必不可少的關鍵技術之一，材料科學家和航空發動機工程師們也正利用掌握的科學知識、實踐經驗與高溫較量，不斷提高發動機的性能。