Wraz z ciągłym rozwojem technologii silników lotniczych temperatura pracy łopatek turbin stale rośnie, a środowisko pracy staje się coraz bardziej złożone i trudne. Opieranie się wyłącznie na podłożu z nadstopu i technologii chłodzenia łopatek nie jest już w stanie zaspokoić potrzeb środowiska pracy łopatek turbin.
W latach pięćdziesiątych łopatki turbin pokryto powłoką aluminiowaną, która może skutecznie poprawić odporność łopatek na utlenianie i korozję.
W latach 70. XX w. opracowano modyfikowane powłoki aluminidowe oraz powłoki powlekane niklem, kobaltem, chromem, aluminium itrem, które dodatkowo poprawiły odporność na utlenianie i korozję łopatek turbin.
W latach 80-tych na powierzchni łopatek turbin powszechnie osadzano powłoki termoizolacyjne posiadające izolację termiczną i odporność na utlenianie.
Od XXI wieku jednym z kierunków badań w dziedzinie technologii silników lotniczych są powłoki ziem rzadkich na łopatki turbin odporne na działanie wyższych temperatur.
Istnieją trzy główne rodzaje powłok łopatek turbin silników lotniczych: jednowarstwowa powłoka aluminiująca lub modyfikowana powłoka aluminiowa, jednowarstwowa powłoka niklowo-kobaltowo-chromowo-aluminiowo-itrowa oraz dwuwarstwowa powłoka stanowiąca barierę termiczną. ① Jednowarstwową powłokę aluminiową lub modyfikowaną powłokę aluminidkową można przygotować poprzez aluminiowanie proszkowe, chemiczne osadzanie z fazy gazowej i inne procesy. ② Jednowarstwową powłokę nikowo-kobaltowo-chromowo-aluminiową z itru można przygotować poprzez natryskiwanie plazmowe, fizyczne osadzanie z fazy gazowej i inne procesy. Element aluminiowy w powłoce reaguje z tlenem ze środowiska zewnętrznego, tworząc ciągłą, gęstą warstwę tlenku glinu na powierzchni powłoki, zapobiegając przedostawaniu się pierwiastka tlenowego do wnętrza powłoki i matrycy, pełniąc w ten sposób rolę utleniacza i odporność na korozję. ③ Powłoka stanowiąca barierę termiczną o strukturze dwuwarstwowej składa się głównie z osnowy metalowej, warstwy wiążącej, warstwy tlenku wzrostu termicznego i warstwy ceramicznej, a jej główny skład strukturalny pokazano na rysunku 2. Warstwa wiążąca może być przygotowana przez natryskiwanie plazmowe, powlekanie łukiem próżniowym i inne procesy, a powłokę stanowiącą barierę termiczną można wytworzyć przez natryskiwanie plazmowe, elektroniczne fizyczne osadzanie z fazy gazowej i inne procesy. Warstwa kleju spełnia dwie funkcje: jedną jest poprawa zdolności do utleniania i odporności na korozję; Z drugiej strony naprężenie odkształcenia termicznego pomiędzy warstwą ceramiczną a osnową nadstopu jest skoordynowane. Warstwa ceramiczna ma niską przewodność cieplną, co może zapobiegać przewodzeniu ciepła z gazu o wysokiej temperaturze do metalowej osnowy i obniżać temperaturę powierzchni metalowej osnowy. Dwuwarstwowa powłoka stanowiąca barierę termiczną przygotowana w procesie fizycznego osadzania z fazy gazowej wiązką elektronów ma zalety wysokiej siły wiązania i dobrego wykończenia powierzchni, które jest szeroko stosowane w zaawansowanych łopatkach turbin silników lotniczych.
Do głównych wskaźników technicznych powłok łopatek turbin silników lotniczych zalicza się odporność na utlenianie, przewodność cieplną i odporność na szok termiczny. Rodzaje uszkodzeń powłoki obejmują głównie marszczenie, pękanie, unoszenie się skóry i złuszczanie. Żywotność powłoki jest na ogół krótsza niż żywotność łopatki turbiny. Po pewnym czasie użytkowania powłokę można naprawić poprzez usunięcie i ponowne nałożenie powłoki
Technologia powlekania łopatek turbin silników lotniczych stała się jedną z kluczowych technologii zaawansowanych silników lotniczych i rozwija się w kierunku dłuższej żywotności, lepszych właściwości izolacji termicznej, lepszej odporności na utlenianie i korozję oraz wyższej niezawodności. Nowe powłoki, takie jak cyrkonian pierwiastków ziem rzadkich czy glinian, mają wyższą odporność temperaturową, co jest przedmiotem badań w dziedzinie powlekania łopatek turbin. Aby poprawić odporność temperaturową powłoki, należy przeprowadzić badania techniczne, takie jak projekt składu powłoki, projekt struktury wielowarstwowej i projekt warstwy wiążącej. Badania nad technologią przygotowania powłok, taką jak nowy proces przygotowania plazmy – fizyczne naparowywanie z fazy gazowej, lub połączenie tradycyjnego procesu, jak elektroniczne naparowywanie fizyczne + natryskiwanie plazmowe, prowadzone są w celu zmniejszenia efektu ekranowania powłoki łopatek turbiny i poprawy żywotność, izolacyjność cieplna i niezawodność powłoki
