日前，美國空軍研究實驗室的科學(xué)家Rusty Blanski博士與諾貝爾獎得主——加州理工學(xué)院的Robert H. Grubbs博士合作開發(fā)出火箭發(fā)動機用新型耐高溫抗氧化金屬涂層技術(shù)，能夠減少腐蝕，降低生產(chǎn)成本。這項技術(shù)突破也為新型綠色推進劑的應(yīng)用提供了可能。

    采用RD-180發(fā)動機的美國“阿特拉斯5”火箭

    這項研究工作得到了美國空軍科學(xué)研究辦公室（AFOSR）的訪問科學(xué)家計劃與加州理工學(xué)院的合作研究開發(fā)計劃（CRADA）的支持。火箭發(fā)動機組件需承受溫度達3500F（1926.7℃）的極端服役環(huán)境，這會加速氧化，導(dǎo)致部件過早老化。過去火箭發(fā)動機耐高溫部件材料不易獲取，制造難度大，成本昂貴。科學(xué)家試圖通過研究開發(fā)出新型烯烴復(fù)分解反應(yīng)的催化劑，進而用于開發(fā)新型、經(jīng)濟性更好的火箭發(fā)動機耐高溫抗氧化金屬涂層。

    科學(xué)家開發(fā)出可用于超臨界流體化學(xué)沉積工藝的有機金屬前驅(qū)，能夠在幾乎任何金屬表面沉積銥、鎳等均勻性好的抗氧化金屬涂層，甚至是小型、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的零件或細(xì)槽表面，從而使部件的整個表面都能得到防護。這項技術(shù)的突破使火箭發(fā)動機部件可選用輕質(zhì)、更容易獲得的、價格相對低廉的材料。科研人員通過協(xié)作開發(fā)出新型前驅(qū)和合成方法，可進一步優(yōu)化沉積工藝，實現(xiàn)更低的沉積溫度，進而提高沉積量和沉積效率。這種新的沉積工藝還可用于火箭發(fā)動機的催化劑床的表面防護，解決目前催化劑床難以承受AFRL開發(fā)的AF-M135環(huán)保型單組元推進劑所需抗氧化環(huán)境的問題。其他采用環(huán)境友好型推進劑的航天推進裝置也能應(yīng)用這種技術(shù)。

    此外，這種抗氧化涂層沉積工藝還能夠用于噴嘴壁、燃燒室等其他火箭發(fā)動機部件以保護冷卻通道。渦輪發(fā)動機也可能從這項技術(shù)中獲益。