使用劳厄衍射技术确保航空发动机涡轮叶片质量可靠
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引言
之前的文章《实验室X射线劳厄背散射测试一站式解决方案——从核心部件到交钥匙系统》我们详细介绍的劳厄衍射技术及核心部件的发展，并总结到：“相较于新兴的用于解析晶体内部缺陷成像的3DXRD技术，早在实验室实现的X射线劳厄背散射经典分析技术至今仍在质量控制和科学研究领域有广泛的应用，并基于部件性能的提升在不断迭代，以面对当先的分析需求。为了满足对于晶体材料结构更为精细的表征，无论是实验室系统和还是同步辐射装置，都在不断提升其分析能力。”在今天的文章中我们将给你介绍劳厄衍射技术在航空发动机涡轮叶片制造中，如果通过快速的测试单晶叶片的晶向偏差，以保证涡轮叶片在整个服役周期中的性能以得到保证。
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涡轮风扇发动机及涡轮叶片简介
图1 涡轮风扇发动机结构原理图，其中Turbine部分包含了耐高温涡轮叶片1
如上图1示意，航空发动机是一种高度复杂和精密的热力机械，是飞机的心脏，发动机的价值量占整机价值的 20%-30%左右。在航空发动机中，涡轮叶片是一种特殊的高强度、耐高温零件，它数量多，形状复杂，要求高，加工难度大，一直以来是发动机生产的关键。
图2 涡轮叶片实物图
由于涡轮在航空发动机中既是自持部件——依靠自身转动带动压气机转动从而实现发动机的自持工作；同时又是主要的做功部件——依靠自身转动对外输出机械能量。所以涡轮及涡轮叶片的重要性不言而喻。如上图2展示，涡轮叶片需要承受发动机中最恶劣的工作条件，需要承受上千度的高温燃气冲刷和温度交变，其中工作叶片还要承受高转速下的离心力作用。因此，发动机中最重要的，同时也是制造难度最大的叶片就是涡轮叶片。
图3航空发动机涡轮叶片材料发展历程2
如上图3，随着涡轮叶片材料技术不断发展，承温能力不断提升。涡轮叶片属于航空发动机中的热端部件，需要在高温高压的环境下工作，极其恶劣的工作环境使得对涡轮叶片材料的要求也非常苛刻，目前涡轮叶片一般采用高温合金通过精密铸造加工而成。涡轮叶片用高温合金历经变形高温合金、铸造高温合金、定向凝固高温合金、单晶高温合金的发展，其中单晶高温合金已发展到第六代。
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劳厄衍射技术用于单晶叶片质控
由于航空发动机涡轮叶片的晶向偏差直接影响高温疲劳寿命与力学性能，所以目前航空工业标准 HB 6742-93及ASTM E82国际标准中都明确了使用X射线背射劳厄照相法测量单晶叶片晶体取向，涡轮叶片制造商可以基于此标准测试方法和结合自己的质控标准（航空发动机涡轮叶片的晶向偏差）以判断生产的叶片是否达标。
图4透射劳厄衍射（左）；背反射（右）
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众星联恒作为一家专业的极紫外、X射线核心部件及解决方案提供商，我们可以为您提供：
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实验室X射线劳厄背散射测试一站式解决方案——从核心部件到交钥匙系统
交钥匙系统劳厄背散射系统测试涡轮叶片视频
SpotLight-P微焦点X射线光源（耦合多毛细管X光透镜）
先进的实验室X射线劳厄衍射系统理想选择。得益于高通量、小焦斑、低发散度和易维护特点，可以进一步的提高分析速度。
先进的背散射sCMOS劳厄相机
▪ Ni荧光抑制技术
▪ 大面靶面
▪ 久经市场验证，极度可靠
先进的背散射混合光子计数劳厄相机
▪ 零噪声
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▪ 通过阈值抑制Ni荧光
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目前我们已储备一定规模的EUV与X射线相关设备与核心部件库存，具备快速交付能力。
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我们创建了设施完善的X射线开放实验室，配备了多套先进的X射线光源系统、光学元件以及探测器，可支持包括X射线成像、相衬成像、衍射分析、荧光检测以及X射线源性能表征在内的多样化的测试、预研和论证工作。
我们是一群对于极紫外、X射线技术充满热情的团队，如果你有任何疑问想要和我们交流、探讨，不要犹豫请直接联系我们。
参考链接
1.https://pilotinstitute.com/turbofan-vs-turbojet/
2.https://turbineblade.net/es/aeroengine-turbine-blades-a-material-revolution-in-extreme-environments/
内容：凯文
审核：凯文
排版：Sylvia
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