高溫可磨耗封嚴(yán)復(fù)合涂層的制備及性能研究.pdf

1、近年來(lái)，隨著航空工業(yè)的迅猛發(fā)展，對(duì)被譽(yù)為飛機(jī)“心臟”的航空發(fā)動(dòng)機(jī)也提出了越來(lái)越高的要求，大推力、高推重比、高效率、低油耗仍然是發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)者的不懈追求。研究表明，采用可磨耗封嚴(yán)涂層技術(shù)，可以改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)氣路密封性能，減少氣體泄漏，顯著提高發(fā)動(dòng)機(jī)總體性能。本文介紹了目前國(guó)內(nèi)外主流的幾種密封方式，著重介紹了可磨耗封嚴(yán)涂層技術(shù)，綜述了封嚴(yán)涂層材料及其研究現(xiàn)狀。
　　 對(duì)于封嚴(yán)涂層的耐高溫、可磨耗、抗沖蝕等特殊性能要求，本文選用納米YPSZ

2、為耐高溫基相，納米α-Al2O3為粘結(jié)相，微米h-BN為軟相，聚苯酯為造孔材料，采用噴霧干燥法制備了幾種可磨耗封嚴(yán)涂層材料，并采用大氣等離子噴涂工藝制備了雙層結(jié)構(gòu)和梯度結(jié)構(gòu)的復(fù)合封嚴(yán)涂層。
　　 對(duì)幾種涂層材料以及復(fù)合涂層進(jìn)行了各種性能檢測(cè)和分析，得出如下結(jié)論：
　　 (1)采用噴霧干燥法制備的封嚴(yán)涂層材料中，各原料組分分布均勻，沒(méi)有明顯偏聚。噴涂材料呈中空?qǐng)F(tuán)聚球形，具有良好的噴涂性能。
　　 (2)涂層中各組分

3、分布均勻，h-BN在基相中包覆效果較好，聚苯酯燒蝕后在涂層中留下了均勻分布的氣孔。涂層中Al2O3熔融狀況較好，以片層狀結(jié)構(gòu)存在。ZrO2有全熔融、半熔融和未熔融三種熔融狀態(tài)，在涂層中形成片層狀和團(tuán)聚顆粒堆積結(jié)構(gòu)。涂層內(nèi)嵌入大量團(tuán)聚顆粒，使得涂層硬度降低，可磨耗性提高。
　　 (3)噴涂材料使用常規(guī)聚苯酯復(fù)合粉末，制得的涂層中基本沒(méi)有聚苯酯殘留。噴涂材料含有大顆粒聚苯酯或包覆粉，制得的復(fù)合涂層則有聚苯酯存在。殘留的聚苯酯利于在涂

4、層中形成均勻密布的微孔，對(duì)降低硬脆基相氧化鋯的硬度，提高涂層的可磨耗性有積極的作用。
　　 (4)隨著Al2O3含量的提高，復(fù)合涂層變得致密，涂層的孔隙率減小，硬度和結(jié)合強(qiáng)度提高。和1號(hào)涂層相比，4號(hào)涂層孔隙率過(guò)大，硬度降低，結(jié)合強(qiáng)度較差。和2號(hào)涂層相比，5號(hào)涂層孔隙率提高，硬度降低，結(jié)合強(qiáng)度略有降低。
　　 (5)粉末中的ZrO2以四方相和立方相存在，Al2O3以α相存在；涂層中ZrO2以四方相和立方相存在，氧化鋁由α