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美空军实验室研制新型耐高温抗氧化金属涂层用于火箭发动机 发布时间:2017-01-18   浏览量:1323次

日前,美国空军研究实验室的科学家Rusty Blanski博士与诺贝尔奖得主——加州理工学院的Robert H. Grubbs博士合作开发出火箭发动机用新型耐高温抗氧化金属涂层技术,能够减少腐蚀,降低生产成本。这项技术突破也为新型绿色推进剂的应用提供了可能。




采用RD-180发动机的美国“阿特拉斯5”火箭


这项研究工作得到了美国空军科学研究办公室(AFOSR)的访问科学家计划与加州理工学院的合作研究开发计划(CRADA)的支持。火箭发动机组件需承受温度达3500F(1926.7℃)的极端服役环境,这会加速氧化,导致部件过早老化。过去火箭发动机耐高温部件材料不易获取,制造难度大,成本昂贵。科学家试图通过研究开发出新型烯烃复分解反应的催化剂,进而用于开发新型、经济性更好的火箭发动机耐高温抗氧化金属涂层。

科学家开发出可用于超临界流体化学沉积工艺的有机金属前驱,能够在几乎任何金属表面沉积铱、镍等均匀性好的抗氧化金属涂层,甚至是小型、结构复杂的零件或细槽表面,从而使部件的整个表面都能得到防护。这项技术的突破使火箭发动机部件可选用轻质、更容易获得的、价格相对低廉的材料。科研人员通过协作开发出新型前驱和合成方法,可进一步优化沉积工艺,实现更低的沉积温度,进而提高沉积量和沉积效率。这种新的沉积工艺还可用于火箭发动机的催化剂床的表面防护,解决目前催化剂床难以承受AFRL开发的AF-M135环保型单组元推进剂所需抗氧化环境的问题。其他采用环境友好型推进剂的航天推进装置也能应用这种技术。

此外,这种抗氧化涂层沉积工艺还能够用于喷嘴壁、燃烧室等其他火箭发动机部件以保护冷却通道。涡轮发动机也可能从这项技术中获益。

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