Con il continuo sviluppo della tecnologia dei motori aeronautici, la temperatura di esercizio delle pale delle turbine continua ad aumentare e l'ambiente di lavoro diventa più complesso e ostile. Affidarsi solo al substrato di superlega e alla tecnologia di raffreddamento delle pale non è più in grado di soddisfare le esigenze dell'ambiente di lavoro delle pale delle turbine.
Negli anni '50, le pale delle turbine furono rivestite con un rivestimento alluminizzato, che può migliorare efficacemente la resistenza all'ossidazione e alla corrosione delle pale.
Negli anni '70 furono sviluppati rivestimenti di alluminuro modificato e rivestimenti rivestiti di nichel-cobalto-cromo-alluminio-ittrio, che migliorarono ulteriormente la resistenza all'ossidazione e alla corrosione delle pale delle turbine.
Negli anni '80, sulla superficie delle pale delle turbine venivano comunemente depositati rivestimenti di barriera termica con isolamento termico e resistenza all'ossidazione.
Dal 21° secolo, i rivestimenti in terre rare per pale di turbine resistenti a temperature più elevate sono stati una delle direzioni di ricerca nel campo della tecnologia dei motori aeronautici.
Esistono tre tipi principali di rivestimenti per le pale delle turbine dei motori aeronautici: rivestimento alluminizzante o alluminuro modificato a strato singolo, rivestimento a strato singolo in nichel-cobalto-cromo alluminio-ittrio e rivestimento a barriera termica a doppio strato. ① Il rivestimento di alluminizzazione a strato singolo o di alluminuro modificato può essere preparato mediante alluminizzazione in polvere, deposizione di vapori chimici e altri processi. ② Il rivestimento monostrato di ittrio al nichel-cobalto-cromo-alluminio può essere preparato mediante spruzzatura al plasma, deposizione fisica di vapore e altri processi. L'elemento di alluminio nel rivestimento reagisce con l'ossigeno nell'ambiente esterno per formare uno strato di allumina denso e continuo sulla superficie del rivestimento, impedendo all'elemento di ossigeno di diffondersi all'interno del rivestimento e della matrice, svolgendo così il ruolo di ossidazione e resistenza alla corrosione. ③ Il rivestimento a barriera termica con struttura a doppio strato è composto principalmente da matrice metallica, strato legante, strato di ossido di crescita termica e strato ceramico, e la sua composizione strutturale principale è mostrata nella Figura 2. Lo strato legante può essere preparato mediante spruzzatura al plasma, placcatura ad arco sotto vuoto e altri processi, e il rivestimento della barriera termica può essere preparato mediante spruzzatura al plasma, deposizione fisica elettronica di vapore e altri processi. Lo strato adesivo ha due funzioni: una è quella di migliorare la capacità di resistenza all'ossidazione e alla corrosione; D'altro canto, lo stress da deformazione termica tra lo strato ceramico e la matrice di superlega è coordinato. Lo strato ceramico ha una bassa conduttività termica, che può impedire la conduzione del calore dal gas ad alta temperatura alla matrice metallica e ridurre la temperatura superficiale della matrice metallica. Il rivestimento a barriera termica a doppio strato preparato mediante il processo di deposizione fisica da vapore con fascio di elettroni presenta i vantaggi di un'elevata forza di adesione e di una buona finitura superficiale, che è ampiamente utilizzato nelle pale delle turbine dei motori aeronautici avanzati.
I principali indici tecnici del rivestimento delle pale delle turbine dei motori aeronautici comprendono la resistenza all'ossidazione, la conduttività termica e la resistenza allo shock termico. Le modalità di guasto del rivestimento comprendono principalmente rughe, screpolature, sollevamento della pelle e distacco. La durata del rivestimento è generalmente inferiore alla durata della pala della turbina. Dopo che il rivestimento è stato utilizzato per un periodo di tempo, il rivestimento può essere riparato rimuovendo e ricoprendo
La tecnologia di rivestimento delle pale delle turbine dei motori aeronautici è diventata una delle tecnologie chiave dei motori aeronautici avanzati e si sta sviluppando verso una maggiore durata, migliori prestazioni di isolamento termico, migliore resistenza all'ossidazione e alla corrosione e maggiore affidabilità. Nuovi rivestimenti come lo zirconato di terre rare o l'alluminato hanno una maggiore resistenza alla temperatura, che è al centro della ricerca nel campo del rivestimento delle pale delle turbine. Dovrebbero essere effettuate ricerche tecniche come la progettazione della composizione del rivestimento, la progettazione della struttura multistrato e la progettazione dello strato legante per migliorare la resistenza alla temperatura del rivestimento. La ricerca sulla tecnologia di preparazione del rivestimento, come il nuovo processo di preparazione del plasma - deposizione fisica da vapore, o la combinazione di processi tradizionali come la deposizione fisica elettronica da vapore + spruzzatura al plasma, viene effettuata per ridurre l'effetto schermante del rivestimento delle pale delle turbine e migliorare la durata, prestazioni di isolamento termico e affidabilità del rivestimento
