1、熱障涂層定義
根據(jù)觀研報(bào)告網(wǎng)發(fā)布的《中國(guó)熱障涂層行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)研究與未來(lái)前景分析報(bào)告(2024-2031年)》顯示,熱障涂層是指將具有高耐熱性、高抗腐蝕性以及低導(dǎo)熱率的陶瓷材料以涂層的形式覆蓋在熱端部件表面的一種熱防護(hù)技術(shù)。作為一種復(fù)雜的多層涂層,可以在一定程度上阻止燃?xì)鉁囟认蚧w材料傳遞,降低基體工作溫度,從而保障熱端部件在高溫環(huán)境的穩(wěn)定運(yùn)行。傳統(tǒng)的熱障涂層主要包括了四個(gè)部分:鎳基高溫合金基材、金屬黏結(jié)層、頂部陶瓷層以及在高溫環(huán)境中生長(zhǎng)的熱生長(zhǎng)氧化物層。
熱障涂層結(jié)構(gòu)
名稱 |
簡(jiǎn)介 |
鎳基高溫合金基材 |
是主要的基礎(chǔ)材料,承擔(dān)應(yīng)力; |
金屬黏結(jié)層 |
作為頂部陶瓷層和高溫合金基底的中間層,不僅能提高基底材料與頂部面漆之間的結(jié)合能力,還能保護(hù)基底不被氧化; |
頂部陶瓷層 |
起到隔熱以及防腐蝕的作用。目前氧化釔穩(wěn)定氧化鋯(YSZ)因其優(yōu)異的隔熱性能、較高的熱膨脹系數(shù)與斷裂韌性,150μm的涂層最高可以提供170℃的降溫效果,因此成為使用最為廣泛的熱障涂層陶瓷頂層材料。 |
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2、熱障涂層工藝路線多元,三大技術(shù)趨勢(shì)明顯
熱障涂層的制備主要是將顆粒狀的金屬或陶瓷材料熔化后均勻的覆蓋在基體表面,形成具有隔熱特性的涂層。目前已有的熱障涂層制備技術(shù)包括激光重熔(LR)、化學(xué)氣相沉積(CVD)、等離子噴涂(PS)和電子束物理氣相沉積(EB-PVD)等方法。綜合來(lái)看,等離子噴涂和電子束物理沉積綜合性能最高,目前使用最為廣泛。
各種涂層制備工藝優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比
涂層工藝 |
優(yōu)點(diǎn) |
缺點(diǎn) |
等離子噴涂(PlasmaSpraying) |
涂層材料要求寬松、沉積率高、操作簡(jiǎn)便、成本低。 |
涂層結(jié)合強(qiáng)度低易脫落、高溫時(shí)易硫化、坑蝕、腐蝕、氧化。 |
電子束物理氣相沉積(EB-PVD) |
層基體結(jié)合強(qiáng)度高、抗熱疲勞性能好。 |
設(shè)備造價(jià)昂貴、受元素蒸發(fā)影響、涂層成分控制較困難、基體零件尺寸不能太大。 |
激光重熔(LaserRemelting) |
陶瓷層熱導(dǎo)率降低顯著、減少基體與熱障涂層間膨脹系數(shù)、有利于相穩(wěn)定。 |
工藝參數(shù)不穩(wěn)定、與等離子噴涂工藝缺點(diǎn)類似,不能大批量方式沉積復(fù)雜大型工件。 |
化學(xué)氣相沉積(CVD) |
陶瓷層熱導(dǎo)率降低顯著、能大批量方式沉積復(fù)雜大型工件。 |
工藝參數(shù)不穩(wěn)定、與等離子噴涂工藝缺點(diǎn)類似。 |
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3、熱障涂層產(chǎn)業(yè)鏈多環(huán)節(jié)涉及保密資質(zhì)
目前,熱障涂層產(chǎn)業(yè)鏈主要涉及噴涂設(shè)備、噴涂服務(wù)以及下游部件客戶等多個(gè)環(huán)節(jié)。主要商業(yè)模式是中游零部件加工后,交由熱噴涂服務(wù)企業(yè)進(jìn)行熱障涂層工作,隨后由零部件企業(yè)確認(rèn)質(zhì)量后交付給下游總裝企業(yè)進(jìn)行裝配。因此,熱噴涂服務(wù)大多涉及到保密資質(zhì),取得軍工資質(zhì)證明的企業(yè)具有較大的優(yōu)勢(shì),并且部分下游企業(yè)也會(huì)要求該環(huán)節(jié)的企業(yè)負(fù)責(zé)部分中游零部件加工方面的工作,代表企業(yè)包括華秦科技、新勁剛等。
熱障涂層產(chǎn)業(yè)鏈圖解
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4、熱障涂層在航天領(lǐng)域大有可為,未來(lái)發(fā)展前景廣闊
由于熱障涂層的耐溫極限的不斷提升、可回收可復(fù)用火箭技術(shù)的出現(xiàn)以及熱障涂層工藝的成熟和成本的降低,使得熱障涂層在航天領(lǐng)域應(yīng)用逐步增多,包括火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的熱端部件、航天熱保護(hù)系統(tǒng)、姿態(tài)控制發(fā)動(dòng)機(jī)等等,甚至有可能潛在使用熱障涂層作為一種熱防護(hù)的材料來(lái)保護(hù)基材。
商業(yè)航天是技術(shù)含量高、創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)的產(chǎn)業(yè),近年來(lái)受到國(guó)家大力支持,在2024年政府工作報(bào)告中,商業(yè)航天首次被提及為新的增長(zhǎng)引擎之一。同時(shí),企業(yè)也不斷加大對(duì)商業(yè)航天的建設(shè),發(fā)布星網(wǎng)計(jì)劃、“G60星鏈”星座計(jì)劃等。在2024年5月24日,上海藍(lán)箭鴻擎科技有限公司向ITU提交了鴻鵠-3計(jì)劃的預(yù)發(fā)信息,將在160個(gè)軌道平面上總共發(fā)射1萬(wàn)顆衛(wèi)星。由此可見(jiàn),我國(guó)商業(yè)航天市場(chǎng)發(fā)展將提速,進(jìn)而為熱障涂層行業(yè)提供巨大的經(jīng)濟(jì)潛力和廣闊的發(fā)展前景。
我國(guó)商業(yè)航天行業(yè)相關(guān)政策
發(fā)布時(shí)間 |
發(fā)布部門 |
政策名稱 |
主要內(nèi)容 |
2023年12月 |
國(guó)家發(fā)展改革委、商務(wù)部、市場(chǎng)監(jiān)管總局 |
關(guān)于支持廣州南沙放寬市場(chǎng)準(zhǔn)入與加強(qiáng)監(jiān)管體制改革的意見(jiàn) |
構(gòu)建先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用轉(zhuǎn)化流程與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),加快推進(jìn)商業(yè)航天、生物醫(yī)藥、海洋科學(xué)等全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展,在商業(yè)模式、資金合作等方面形成符合技術(shù)攻關(guān)特征的新范式,創(chuàng)新應(yīng)用場(chǎng)景,促進(jìn)前沿性顛覆性技術(shù)市場(chǎng)化應(yīng)用。 |
2024年1月 |
工業(yè)和信息化部等七部門 |
關(guān)于推動(dòng)未來(lái)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的實(shí)施意見(jiàn) |
依托載人航天、深海深地等重大工程和項(xiàng)目場(chǎng)景,加速探索未來(lái)空間方向的成果創(chuàng)新應(yīng)用,服務(wù)國(guó)家戰(zhàn)略需求。 |
2024年1月 |
法制司 |
民用無(wú)人駕駛航空器運(yùn)行安全管理規(guī)則(中華人民共和國(guó)交通運(yùn)輸部令2024年第1號(hào)) |
從事載客、載人類經(jīng)營(yíng)性通用航空活動(dòng)的,應(yīng)當(dāng)按照民航局的有關(guān)規(guī)定和相應(yīng)運(yùn)營(yíng)規(guī)范要求,制定服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)、鋰電池等危險(xiǎn)品運(yùn)輸管理手冊(cè)、飛行事故應(yīng)急反應(yīng)預(yù)案和傷亡人員家屬援助計(jì)劃。 |
2024年3月 |
國(guó)務(wù)院 |
推動(dòng)大規(guī)模設(shè)備更新和消費(fèi)品以舊換新行動(dòng)方案 |
聚焦鋼鐵、有色、石化、化工、建材、電力、機(jī)械、航空、船舶、輕紡、電子等重點(diǎn)行業(yè),大力推動(dòng)生產(chǎn)設(shè)備、用能設(shè)備、發(fā)輸配電設(shè)備等更新和技術(shù)改造。 |
2024年3月 |
工業(yè)和信息化部等七部門 |
關(guān)于印發(fā)推動(dòng)工業(yè)領(lǐng)域設(shè)備更新實(shí)施方案的通知 |
針對(duì)航空、光伏、動(dòng)力電池、生物發(fā)酵等生產(chǎn)設(shè)備整體處于中高水平的行業(yè),鼓勵(lì)企業(yè)更新一批高技術(shù)、高效率、高可靠性的先進(jìn)設(shè)備。 |
2024年7月 |
中共中央 |
關(guān)于進(jìn)一步全面深化改革、推進(jìn)中國(guó)式現(xiàn)代化的決定 |
加強(qiáng)新領(lǐng)域新賽道制度供給,建立未來(lái)產(chǎn)業(yè)投入增長(zhǎng)機(jī)制,完善推動(dòng)新一代信息技術(shù)、人工智能、航空航天、新能源、新材料、高端裝備、生物醫(yī)藥、量子科技等戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策和治理體系,引導(dǎo)新興產(chǎn)業(yè)健康有序發(fā)展。 |
2024年8月 |
中共中央、國(guó)務(wù)院 |
關(guān)于完善市場(chǎng)準(zhǔn)入制度的意見(jiàn) |
聚焦航天、航空、智慧軌道交通、現(xiàn)代種業(yè)等新業(yè)態(tài)新領(lǐng)域,按照標(biāo)準(zhǔn)引領(lǐng)、場(chǎng)景開(kāi)放、市場(chǎng)推動(dòng)、產(chǎn)業(yè)聚集、體系升級(jí)的原則和路徑,分領(lǐng)域制定優(yōu)化市場(chǎng)環(huán)境實(shí)施方案,推動(dòng)生產(chǎn)要素創(chuàng)新性配置,提高準(zhǔn)入效率。 |
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中國(guó)商業(yè)航天領(lǐng)域的最新動(dòng)態(tài)
名稱 |
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