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GE涡轮叶片上打印高温陶瓷传感器的专利获批
发布时间:2022-05-03 17:37
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本文摘要:在燃气涡轮发动机中,空气被吸入发动机前部,由旋转式压缩机传输,并与燃料混合。混合物自燃,热气通过加装在轴上的涡轮机废气出来。气体的流动使得涡轮旋转,驱动压缩机和风扇。 热废气从发动机的后部流动,推展发动机和飞机行进。燃气涡轮发动机工作时,自燃气体的温度有可能多达3000F。此外,涡轮机组件可能会遇上压力/或各种形变使其加快老化。

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在燃气涡轮发动机中,空气被吸入发动机前部,由旋转式压缩机传输,并与燃料混合。混合物自燃,热气通过加装在轴上的涡轮机废气出来。气体的流动使得涡轮旋转,驱动压缩机和风扇。

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热废气从发动机的后部流动,推展发动机和飞机行进。燃气涡轮发动机工作时,自燃气体的温度有可能多达3000F。此外,涡轮机组件可能会遇上压力/或各种形变使其加快老化。

虽然可以用于各种工具在比较标准的环境中来测量叶片的工作状态,涡轮发动机的涡轮部件还是可能会遇上更加冷和/或极具腐蚀性的工作条件,而不合适这样的测量工具长时间工作。因此,耐高温和耐腐蚀的陶瓷突发事件传感器在检测叶片的运营方面具备很强的技术优势。2017年1月17日GE取得批准后的专利中,公开发表了用作生产涡轮机部件上的突发事件传感器的方法。该方法还包括涡轮部件的外部表面规划,和如何将陶瓷材料沉积到外部表面登录的方位上。

专利还公开发表了一种监测涡轮部件的方法,该方法还包括构成最少两个参考点的突发事件传感器。突发事件传感器的陶瓷粉体通过自动化的3D打印机增材生产工艺沉积到叶片表面上,陶瓷材料可以还包括热障涂层如氧化钇及平稳的氧化锆。而一些类似的涡轮部件方位上则不必须热障涂层。

而已完成突发事件传感器的生产则必须有所不同设备之间的因应,还包括气溶胶喷射机(例如,Optomec气溶胶和透镜系统)、微喷机(如Ohcraft或nScrypt公司的微笔或3Dn),以及MesoScribeTechnologies技术公司的等离子喷涂设备MesoPlasma。Optomec气溶胶喷气技术用作感应器的生产是被证明的成熟技术,之前斯旺西大学的研究人员就通过Optomec气溶胶喷气技术必要打印机突发事件和光学脆性传感器,用在喷气发动机的压缩机叶片表面上。用于激光检测系统和光学测量的传感器,研究人员需要确认一个组件的脆性程度在10纳米以内。

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威尔士打印机和涂层中心研究人员(WCPC)指出这使得叶片的状况可以被监测,且提升燃油效率以及提升发动机运营温度。打印机传感器的过程开始于用雾发生器雾化纳米银导电墨水,趁此机会通过流空气动力学诱导沉积头,产生鞘气环状流。通过燃烧室对准基板以同轴流量集中于喷气。材料的图案是通过数控命令来已完成的,而在基板维持相同的同时,沉积头和基板之间的距离维持恒定,以保证的材料精确的沉积。

油墨沉积后,再行经过热处理,使得传感器具备准确的导电性和机械性能。另外局部处置是有可能的,用于激光处理工艺,容许用于的材料具备非常低的温度公差。最后的结果是高质量的薄膜,粗如10纳米的边缘定义带给高性能的展现出。


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