發散冷卻高溫合金(transpiration Cooling superalloy)

采用發散冷卻技術，能夠在極端高溫環境下穩定工作的-類高溫合金材料。這種材料是以金屬粉末或金屬絲網為原料，經壓制、燒結制成的，具有-定滲透能力和機械強度的多孔體。

筒史發散冷卻高溫合金是伴隨著發散冷卻技術的應用逐漸發展起來的。早在20世紀30年代，發散冷卻技術為解決火箭發動機的冷卻問題而被提出來。隨后，在40年代又出現了將發散冷卻技術用于燃氣輪機的設想，但是，早期的發散冷卻元件是用粉末冶金方法制成的，在透氣均勻性和強度上都不能滿躉要求。因此，直到50年代燒結金屬絲網發散冷卻元件問世后，才獲得了實際的應用。主要用作液氫-液氧火箭發動機燃燒室的噴注器面板，工作溫度高達3500℃左右，用氫氣作發散冷卻劑。美國從60年代的RL10-3火箭發動機開始，直到航天飛機的主發動機都是采用燒結金屬絲網發散冷卻高溫合金面板。中國從70年代開始研制燒結金屬絲網發散冷卻高溫合金面板，已成功地應用在長征3號系列液氫-液氧火箭發動機上。發散冷卻192技術在燃氣輪機葉片上使用，各國雖然從60年代到70年代在理論和實驗上都做了大量工作，但-直未能得到工業應用。

發散冷卻原理在高溫下工作時，用于發散的冷卻介質從多孔體的冷端向熱端滲透，并以-定的動能注入到熱流和多孔體之間的邊界層中，使邊界層加厚。由于大量冷卻介質的不斷補充，在多孔體表面形成穩定而連續的附面層，從而阻止-部分熱流進入多孔體；另外，在多孔體內部，材料吸收-部分熱流被加熱后，冷卻介質在滲透過程中通過多孔體內較大的比表面積與材料進行熱交換也將帶走部分熱量。因此，發散冷卻高溫合金能夠獲得單純的隔熱冷卻效果。

性能要求與選材發散冷卻高溫合金材料作為高效的防熱結構，在性能上既要求有-定的微孔滲透特性，又要有相當的強度和剛度，并易于切削加工。為此，在絲網選材上，各國大都選用不銹鋼和鎳基變形高溫合金。在面板材料的滲透性控制方面，要對絲網的疊層數、網孔大小和壓制變形量進行控制。中國發散冷卻高溫合金材料的研制水平已基本上達到國際同類產品的先進水平。

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生產工序與應用其生產工序為：絲網編織-絲網清洗-疊層配網-壓制變形-真空燒結。由于制造工藝簡單，使用方便，燒結金屬絲網發散冷卻高溫合金材料作為高效率的防熱結構材料，在航空、航天和能源工業等領域將得到更為廣泛的應用。