Полировка аэрокосмических турбин: почему зеленый карбид кремния (SiC) превосходит глинозем (Al₂O₃)

Полировка аэрокосмических турбин: почему зеленый карбид кремния (SiC) превосходит глинозем (Al₂O₃)
Переход на керамические композитные материалы (CMC) для турбинных компонентов нового поколения—особенно SiC/SiC деталей камер сгорания, лопаток и кожухов—требует абразивов, устойчивых к экстремальным тепловым и механическим нагрузкам1. Глинозем (Al₂O₃) исторически применялся в этой области, но зеленый карбид кремния (SiC) демонстрирует превосходство благодаря четырем технологическим преимуществам:

1. Превосходная твердость для прецизионной обработки
   Твердость зеленого SiC по Кнупу составляет 2,500–3,100 кг/мм², что значительно превышает показатели глинозема (1,800–2,200 кг/мм²)5. Это позволяет обрабатывать SiC/SiC CMC без образования подповерхностных дефектов. Исследования подтверждают, что глинозем оставляет трещины глубиной 15–20 мкм в турбинных кожухах, тогда как зеленый SiC ограничивает повреждения 3–5 мкм—критично для компонентов, работающих при 1,450°C.

2. Теплоотвод для термочувствительных деталей
   Теплопроводность 120 Вт/м·К (в 4 раза выше, чем у глинозема - 30 Вт/м·К) обеспечивает эффективный отвод тепла25. Это предотвращает термическое растрескивание тонкостенных лопаток и деградацию защитных покрытий (EBC), таких как Si/Yb₂Si₂O₇, при температурах выше 400°C.

3. Самозатачивание для стабильности обработки
   Контролируемое микроскалывание зерен зеленого SiC поддерживает остроту режущих кромок. В отличие от глинозема, склонного к выкрашиванию, это обеспечивает стабильность съема материала. Для кромок лопаток с допуском ±2 мкм зеленый SiC увеличивает интервалы правки на 40%.

4. Химическая инертность к кремниевым материалам
   Зеленый SiC проявляет минимальную реакционную способность с карбидокремниевыми матрицами. Это исключает образование забивающих абразив низкоплавких алюмосиликатов, повышая скорость съема материала на 40–60% до правки.

Практическая верификация в аэрокосмической отрасли

• Проект DLR 3DCeraTurb (2021–2024) использовал зеленый SiC для обработки SiC/SiC направляющих, достигнув допусков ±3 мкм при 1,315°C.

• Северо-Западный политехнический университет подтвердил снижение эрозионного износа на 30% для покрытых EBC деталей при скорости песка 240 м/с.

Технологические преимущества Yumo
Henan Yumo New Material Co., Ltd. производит высокочистый (>99.5%) зеленый SiC на трех заводах. Наши абразивы гарантируют:

• Однородную геометрию зерна для шероховатости Ra 0.1–1.2 мкм

• Термостойкость до 1,500°C

• Индивидуальный подбор гранулометрии под профили CMC