열 차폐 코팅(TBC)
열 차폐 코팅(Thermal Barrier Coating, TBC)은 고온 환경에서 금속이나 합금과 같은 기계 부품을 보호하기 위해 사용되는 고성능 코팅입니다. 주로 항공기 엔진, 가스터빈, 로켓 엔진 등에서 사용되며, 이러한 장치들은 극한의 온도에서 작동하기 때문에 기계 부품의 수명과 성능을 유지하는 데 있어 열 차폐 코팅이 필수적입니다. TBC는 주로 세라믹 소재로 구성되어 있으며, 이러한 세라믹 코팅은 높은 열 저항성, 낮은 열전도성, 그리고 우수한 내구성을 제공합니다. 1. 열 차폐 코팅의 개념과 정의 열 차폐 코팅(TBC)은 고온 작동 환경에서 기계 부품의 표면에 적용되는 세라믹 기반의 코팅입니다. TBC는 금속 기판과 고온 가스 사이에 위치하여, 기판에 전달되는 열을 효과적으로 차단하고 온도 상승을 억제함으로써 부품의 수명을 연장시키는 역할을 합니다. TBC는 주로 이트리아 안정화 지르코니아(Yttria-stabilized Zirconia, YSZ)와 같은 세라믹 소재로 만들어지며, 이는 높은 융점과 낮은 열전도성을 가지는 특징이 있습니다. <바로가기> ☞ 이트리아 안정화 지르코니아(Yttria-stabilized Zirconia, YSZ) 2. 열 차폐 코팅의 역사적 배경 열 차폐 코팅의 개발은 20세기 중반으로 거슬러 올라갑니다. 제2차 세계대전 이후 항공기 기술이 급속도로 발전하면서, 항공기 엔진의 성능을 높이기 위한 방법으로 열 차폐 코팅의 필요성이 대두되었습니다. 특히, 제트 엔진과 가스터빈에서 높은 온도에서 안정적으로 작동할 수 있는 소재가 필요했으며, 이에 따라 세라믹 기반 코팅 기술이 개발되었습니다. 처음에는 알루미늄 산화물(Al₂O₃)과 같은 단순한 산화물 코팅이 사용되었으나, 점차적으로 더 나은 성능을 제공하는 YSZ와 같은 복합 세라믹 재료가 개발되었습니다. 이러한 발전은 엔진의 작동 온도를 높이고 연료 효율을 향상시키는 데 기여했으...