ZrO2陶瓷基可磨耗封嚴(yán)涂層的制備與性能研究.pdf

1、發(fā)動(dòng)機(jī)是航天航空飛機(jī)最重要的部分?？赡ズ姆鈬?yán)涂層的應(yīng)用大幅度的改善航天航空飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的氣路封閉，提高了發(fā)動(dòng)機(jī)整體的工作效率與性能，延長(zhǎng)了服役壽命，對(duì)于可磨耗封嚴(yán)涂層的研究與應(yīng)用已經(jīng)成為全世界航天航空領(lǐng)域的一個(gè)重要的課題。
　　本文介紹對(duì)比分析了各種氣路封閉技術(shù)，并對(duì)可磨耗封嚴(yán)涂層近些年國(guó)內(nèi)外研究狀況做出了簡(jiǎn)要的介紹，著重對(duì)可磨耗封嚴(yán)涂層的成分材料進(jìn)行了分析并最終確定了涂層的成分以及配比?？赡ズ姆鈬?yán)涂層作為犧牲性涂層，性能上既要滿足

2、可磨耗，又要有一定強(qiáng)度硬度抵御外界沖蝕，為了滿足這一對(duì)矛盾的性能本文設(shè)計(jì)了三種 ZrO2陶瓷基可磨耗封嚴(yán)涂層，其中一種含有Al2O3、聚苯酯(PHB)以及 h-BN 三種組分，一種含有聚苯酯(PHB)、以及 h-BN 兩種組分，另外一種含有Al2O3、以及聚苯酯(PHB)兩種組分。
　　采用二次造粒以及等離子處理技術(shù)制備了用于噴涂的團(tuán)聚粉體，研究結(jié)果表明，經(jīng)過兩次噴霧干燥后的粉體密度較高、粉體尺寸結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、并且球形度較好；經(jīng)過等離

3、子處理后的粉體的致密度更好、表面光潔度大幅改善、流動(dòng)性能顯著提高。經(jīng)過粒度分析表明，粉體尺寸符合可噴涂的要求，適合等離子噴涂。
　　采用大氣等離子噴涂在 321 不銹鋼試樣上制得雙層結(jié)構(gòu)的三種涂層，形貌分析表明，可磨耗封嚴(yán)涂層呈典型的等離子噴涂的層片狀結(jié)構(gòu)，其中夾雜未融的顆粒、聚苯酯灼燒在原位留下的孔隙以及裂紋等。截面分析表明，涂層截面存在分層的情況。物相分析表明，涂層中仍存在聚苯酯成分可用于工況下氣孔的產(chǎn)生?；拘阅芊治霰砻?，同

4、時(shí)添加Al2O3以及h-BN的組分具有更好的綜合使用性能。
　　采用熱震循環(huán)測(cè)試三種涂層在 800℃下抗熱震性能。試驗(yàn)結(jié)果表明，含有六方氮化硼組分的熱震性能較好。熱震機(jī)理分析表明，融覆的片層狀結(jié)構(gòu)在熱應(yīng)力沖擊下產(chǎn)生裂紋并擴(kuò)展導(dǎo)致失效，陶瓷層以及粘結(jié)層的熱膨脹系數(shù)不同造成的熱失配導(dǎo)致涂層開裂，以及Al2O3相變體積變化導(dǎo)致涂層開裂。
　　采用兩種角度對(duì)涂層表面進(jìn)行抗沖蝕試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明，涂層的致密化有利于涂層抵抗外界沖蝕。沖