제트엔진의 내열코팅

전문가 제언

○ 최근 제트엔진, 로켓, 원자로가 개발되면서부터 열차단특성과 고온강도가 뛰어난 세라믹코팅이 요구되고 있다. 3000℃이상 고온에서도 금속표면에 열을 차단할 수 있는 탄화물, 질화물, 산화물 세라믹 코팅이 개발되어 발전용 가스터빈이나 항공기 내열·내구성 회전날개나 산업기계부품에 사용되고 있다.

○ 일본에서는 세라믹 용사피막은 절연성 향상과 에너지절감용으로 소형가스터빈, 발전기, 정밀엔진에 적용하고 있다. 대기와 감압플라스마 코팅기술을 적용한 MCrAlY합금, WC, Cr3C2합금피막도 형성한다. 대형부품의 내열세라믹 코팅은 도장이나 도금방법으로는 불가능하므로 스프레이 코팅한다.

○ 2008년 히타치사의 Yoshitaka KOJIMA와 Akira OHMORI는 열 차단용 세라믹코팅을 발전소 가스터빈과 항공기부품에 적용하고, 내구성을 위하여 세슘(Ce)이나 실리콘(Si)을 첨가한 MCrAlY-CeSi합금도 개발했다. 고온에서도 Al이나 Cr산화물의 계면산화물을 억제시킬 수 있다. Yasuyuki TAKATANI는 NbC, TiC, TaC, WC, VC분산합금 층의 부동태와 부식전위로써 석출한 탄화물을 열 차단코팅에 활용했다. 3,000℃이상에서도 Al2O3+Cr, TiC+Co(Ni), (Ti,Ta,Nb)C+Co(Ni), B4C+Fe(Be)세라믹복합소재는 저열전도율과 고열안정성 때문에 제트엔진 부품에 적용할 수 있다.

○ 국내 한국코팅 사는 열 차단용 세라믹 용사코팅과 DLC(Diamond Like Coating)코팅을 정밀기계부품과 대형선박 터빈에 적용하고 있다. 열 차단효과를 높이기 위하여 Top Coating에 저열전도율의 세라믹이 요구되지만 일부 구조용 기계부품의 내열성 확보를 위해서는 고융점 Nb, Ta, W, Mo금속을 Top Coating에 추가할 필요가 있다.

○ 열 차단 세라믹 코팅에 전기화학적으로 NbC나 VC, TaC, WC탄화물 복합분말을 분산석출 시켜 활용할 수 있는 차세대 표면처리 전문기술인력 확보가 요구되고 있다. 향후 대학과 산학협력을 통하여 세라믹코팅 제트엔진 내열제품을 생산할 수 있을 것으로 사료된다.

저자

Issei OTERA

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

재료

연도

2012

권(호)

63(1)

잡지명

表面技術

과학기술
표준분류

재료

페이지

19~23

분석자

김*상

분석물

• 제트엔진의 내열코팅.pdf [241,464 byte]

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