490N远地点发动机抗氧化涂层厚度对性能的影响.pdf

490N远地点发动机抗氧化涂层厚度对性能的影响周红玲徐方涛。张绪虎贾中华(1国防科技大学航天与材料工程学院,长沙410073)(2上海空间推进研究所,上海200233)(3航天材料及工艺研究所,北京100076)文摘针对用于二代490N远地点发动机推力室的改性硅化物高温抗氧化涂层,重点研究涂层厚度对性能的影响,对不同厚度涂层进行了1700~C静态氧化试验。结果表明:涂层厚度在100~200m内,涂层寿命随厚度变化呈现抛物线规律,低于150m时,厚度较高的涂层能够生产更多的SiO有利于性能提高;高于150后,涂层缺陷过多,导致涂层性能下降。综合考虑,涂层最优厚度为140—160m。关键词远地点发动机,高温抗氧化,涂层,硅化物EffectofThicknessonOxidationResistanceofCoatingsOil490NApogeeEngineZhouHongling'XuFangtaoZhangXuhuJiaZhonghua3(,,Changsha410073)(2ShanghaiInstituteofSpacePropulsion,Shanghai200233)(3AerospaceResearchInstituteofMaterial&ProcessingTechnology,Beijing100076)~C,-,Hightemperatureoxidationresistance,Coatings,Silicide0引言航天器在地球远地点和近地点人轨通常采用液体火箭发动机,其中双组元发动机较为常用,该类发动机推力室燃烧室段工作温度最高可达2700℃以上,即使采用优化喷注器设计、调整混合比和液膜冷却等手段,燃烧室壁面温度通常也要高于1O00~C,一般高温结构材料难以满足高温力学和抗氧化性能的双重需求?。研究表明,在具有优良高温力学性能的材料表面涂覆高温抗氧化涂层是满足发动机推力室部件需求的有效方法J。20世纪80年代,我国开始研制第一代490N卫星远地点双组元发动机,推进剂为N:0/MMH,采用MMH对室壁进行边区液膜冷却,采用铌铪合金身部并涂覆硅化物涂层(“815”涂层),喷管喉部工作温度最高为1350oC,比冲达305S。随着我台对490N轨控对发动机性能需求的不断提高,要求进一步提高发动机燃烧室温度,提高比冲。“十五”期间我国开展了第二代490N远地点发动机的预先研制,采