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가공된 표면조도를 이용한 열차폐 코팅법

전문가 제언: ○ 본 발명은 가공된(engineered) 표면조도를 이용하여 금속부품에 대한 세라믹 열차폐 코팅법(thermal barrier coating)에 관한 것이다. 특히 공동-코팅제조공정, 즉 ① 알루미나, 안정화된 지르코니아 및 이트륨알루미늄 가넷 분말의 바이모달(bi-modal) 입도분포로 적용된 소결활성적인 세라믹분말과 함께 ② 열차폐 오버레이 조성물과 함께 낮은 팽창계수를 갖는 합금화된 내화금속계로 된 Cr, Mo, Nb, Ta, W, Fe로 세라믹 열차폐 코팅 시에 시도하였으므로, 향후 국내연구기관에서 활용가능성이 상당히 높을 것으로 예상되고 있다.

○ 고고도 무인기, 중형항공기 등 가스터빈이 사용되는 항공기체의 핵심부품은 국가보호 대상품목으로 분류되어 선진국에서 기술이전을 받기가 어려운 고도의 기술이 요구되는 분야이다. 지속적인 시장성장세가 이어질 수 있는 산업분야이므로 국가적인 차원에서 가스터빈엔진의 부품국산화 개발이 시급한 분야이다. Visiongain자료에 의하면 세계 상용 항공기 가스터빈엔진 시장은 2013년에 246억 달러에 달할 전망이다. 상용 항공기가스 터빈엔진 분야에서는 여전히 3대 주요업체인 GE Aviation, Pratt & Whitney, Rolls Royce와 합병회사가 주요업체로 군림하고 있어 국산화개발이 대단히 중요한 상황에 있다.

○ 본 발명의 출원회사인 Mikro Systems사는 자사의 특허인 Tomo-Litho- graphic Molding 기술을 상업용 및 군사용 항공기의 엔진이나 석탄 가스화 복합발전(IGCC)이나 천연가스 컴바인드 사이클 발전소에서 이용되는 차세대 가스터빈 등 가스터빈의 폭넓은 용도에 이 기술을 적용시켰다. 특히 TOMO 기술은 석탄 베이스의 IGCC에서 이용되는 수소 터빈을 개발하는 것으로 효율성 향상이나 가스 배출량 삭감, 비용 저감, 그리고 이산화탄소 회수와 저장을 가능하게 하는 장점이 있다.

○ 지금까지 국내에서는 열차폐코팅의 열피로, 열기계 피로에 관한 연구는 다수 이루어졌지만 열사이클링 조건에서 일정시간을 경과하면 박리되는 현상이 주된 문제점으로 부상되고 있다. 향후 국내관련 연구기관에서는 열차폐 코팅의 박리수명 평가, 예측 및 박리를 방지하는 연구가 더욱 활성적으로 이루어져야 할 것이다.

저자: SIEMENS ENERGY, INC., MIKRO SYSTEMS, INC.
자료유형: 특허정보