ZrO2陶瓷基可磨耗封嚴涂層的制備與性能研究.pdf

1、發(fā)動機是航天航空飛機最重要的部分?？赡ズ姆鈬劳繉拥膽?yīng)用大幅度的改善航天航空飛機發(fā)動機的氣路封閉，提高了發(fā)動機整體的工作效率與性能，延長了服役壽命，對于可磨耗封嚴涂層的研究與應(yīng)用已經(jīng)成為全世界航天航空領(lǐng)域的一個重要的課題。
　　本文介紹對比分析了各種氣路封閉技術(shù)，并對可磨耗封嚴涂層近些年國內(nèi)外研究狀況做出了簡要的介紹，著重對可磨耗封嚴涂層的成分材料進行了分析并最終確定了涂層的成分以及配比?？赡ズ姆鈬劳繉幼鳛闋奚酝繉樱阅苌霞纫獫M足

2、可磨耗，又要有一定強度硬度抵御外界沖蝕，為了滿足這一對矛盾的性能本文設(shè)計了三種 ZrO2陶瓷基可磨耗封嚴涂層，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。基本性能分析表明，同

4、時添加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)測試三種涂層在 800℃下抗熱震性能。試驗結(jié)果表明，含有六方氮化硼組分的熱震性能較好。熱震機理分析表明，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。
　　采用兩種角度對涂層表面進行抗沖蝕試驗，試驗結(jié)果表明，涂層的致密化有利于涂層抵抗外界沖蝕。沖