эффект обусловливается “замораживанием” температуры на облучае-
мой поверхности при больших энергозатратах на фазовые переходы,
а также возможным эффектом расфокусировки направленного потока
излучения. Таким образом, терморадиационная обработка керамик как
полупрозрачных материалов может обеспечить дополнительную под-
поверхностную термообработку при согласовании спектра теплового
источника и полосы прозрачности облучаемого материала, а также
длительности теплового импульса излучения [20].
Аналогичные эффекты имеют место при воздействии лучистой
компоненты на керамическую теплоизоляцию стенок камер сгорания
ДВС, теплозащитные покрытия лопаток авиационных турбин и др.
Однако для достижения указанного эффекта требуется снизить погло-
щение ПТИП вследствие контроля технологического процесса нане-
сения более чистого по составу поверхностного слоя керамики.
В МГМУ (МАМИ) с 2000-х гг. начались исследования по созданию
ПТИП для камер сгорания быстроходных дизелей и ДВС с применени-
ем гомогенных топливных смесей. Были проведены эксперименталь-
ные исследования эксплуатационных характеристик дизеля ТМЗ-450Д
(1Ч 80/85), в камере сгорания которого был использован поршень с
покрытием из ZrO
2
+8%Y
2
O
3
. Показано улучшение до 5% теплоэнер-
гетических показателей дизеля в диапазоне частот вращения от 2800
до 3400 мин
−
1
[21].
В настоящей работе рассматривается многослойный ТЗМ (покры-
тие) (рис. 2, 4-я полоса обложки) [22], предназначенный для теплоизо-
ляции камеры сгорания быстроходного дизеля, состоящий из поверх-
ностного слоя селективно излучающего в ДВ диапазоне, рассеивающе-
го и поглощающего в КВ диапазоне спектра полупрозрачного тепло-
изолирующего покрытия на основе стабилизированного оксида цир-
кония, нанесенного на отражающий диффузный барьерный подслой
из оксида алюминия. Этот подслой может наноситься электрохимиче-
ским методом оксидирования предварительно напыленного алюминия
на поверхность связующего интерметаллидного слоя металлических
стенок камеры сгорания, лопаток турбин. Поверхностный керамиче-
ский ПТИП в начале процесса нанесения (EBPVD-технологии) в сво-
их нижних слоях может смешиваться с частицами корунда заданного
фракционного состава для снижения градиента изменения коэффици-
ента термического расширения.
Был проведен расчет формируемых температурных распределений
в ПТИП, защищающих стенки камеры сгорания быстроходного дизе-
ля с частотой вращения 3000 мин
−
1
. В дизельных двигателях темпе-
ратура рабочего тела изменяется от 300 до
2000
K, что зависит от
гармонического движения поршня; время сгорания соответствует 60
◦
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение” 2012. № 4 19
