热障涂层

热障涂层在工业上用于降低高温应用中的材料温度。 一个例子是新的和改造的燃气轮机，其中涂层根据需要在十分之几毫米到几毫米的范围内施加在叶片上以及所谓的涡轮机热空气路径中的其他部件上，例如热护罩和燃烧室段。

例如，当操作涡轮机以提高涡轮机的效率时，高温是必需的。 这被材料在高温下的强度所抵消。 例如，涡轮叶片材料可以在 1400 °C 以上的废气温度下使用，因为材料的温度可以通过热阻涂层降低到 1100 °C 以下，此时材料仍然具有足够高的力量。

涂层的成分具有正反两方面的特性。 一方面，与涡轮机的“冷却空气系统”一起，它可以非常有效地防止所达到的极端温度，另一方面，它需要xxx的生产尺寸精度和高度的灵敏度在组装/拆卸过程中处理组件，因为涂层具有多孔且易碎的陶瓷结构。 根据加工方法，该涂层呈象牙色或灰色。

TBC 主要发生在工业燃气轮机系统中，其涡轮机入口温度（在文献中通常也称为 T4）高于所用叶片材料的熔点。 TBC 是涂层陶瓷，通常与铝和氧化锆混合。

涂层工艺及其精度非常重要。 涡轮叶片尤其需要热阻涂层。 今天非常光滑的涡轮机导轨和动叶片（由镍高温合金制成的晶界单晶）在涂上 TBC 之前先进行粗糙化处理。 粗糙化是通过另一层进行的，即所谓的粘合层，其粗糙度与砂纸（20 砂砾）的粗糙度相当，并含有重要的合金元素，如镍、钴、铝、钼或钇。 粘合层的厚度约为 0.1 至 0.2 毫米。

现在将 TBC 应用于粘合剂层。 如今，这是使用三种常用方法完成的：真空等离子喷涂 (VPS)、大气等离子喷涂 (APS) 或电子束物理气相沉积 (EB-PVD)。 在所有变体中，TBC 材料在高温下液化并喷涂到表面上。 多次喷涂后，该层的厚度为 0.3 至 0.5 毫米，由于其陶瓷元素，导热系数非常低，为 λTBC = 0.7…0.8 W/(m·K)。

当前的研究正致力于所谓的低导热性 TBC，其热导率应低于 0.4 W/(m·K)。