一种基于表面微结构改性提高材料抗氧化烧蚀性能的方法技术

本发明专利技术公布了一种基于表面微结构改性提高材料抗氧化烧蚀性能的方法，先在基体材料表面涂覆磷酸二氢铝，然后形成特定的表面微结构形貌。磷酸二氢铝微结构与基体材料粘附性强，具有耐高温、抗震动、抗剥落、耐高温气流冲刷等特点，在高温高速气流下能够有效阻碍表面液态反应物的流动，从而提高基体在高温高速气流下的抗氧化烧蚀性能。

Method for improving oxidation resistance and ablation property of material based on surface microstructure modification

The invention discloses a method for improving the oxidation resistance and erosion resistance of a material based on the surface microstructure modification, wherein the surface of the base material is coated with phosphoric acid two hydrogen aluminum, and then a specific surface microstructure morphology is formed. Two aluminum hydrogen phosphate micro structure and substrate adhesion is strong, has the characteristics of high temperature resistance, anti vibration, anti spalling resistance and high temperature gas flow erosion, can effectively prevent the surface of the liquid reactant flow in high temperature and high speed airflow, thereby improving the antioxidant properties of the matrix in high temperature ablation under high speed flow.

【技术实现步骤摘要】
一种基于表面微结构改性提高材料抗氧化烧蚀性能的方法
本专利技术涉及一种提高材料抗氧化烧蚀性能的表面拓扑结构的制备方法，属于工程材料、结构形变及力学实验领域。
技术介绍
高速飞行器在入大气层时，飞行器前缘、机身表面与空气发生剧烈作用，产生高温环境，高速飞行器表面在高温下将发生氧化烧蚀，影响飞行器的气动力并诱发一系列问题，危及高速飞行器的飞行安全。除此之外，航空航天发动机内部，如航空发动机叶片等部位，在工作时同样会产生高温环境，使航空发动机叶片发生烧蚀，影响航空发动机的正常工作，继而影响飞机的飞行安全。从材料自身的物理化学性质方面入手改善抗烧蚀性能已近发展到了极限，研究人员开始着眼于改变材料表面结构以提高抗氧化烧蚀性能。材料表面出现烧蚀，发生剧烈反应，在高温下生成液态反应产物。若缺乏有效控制手段，反应生成物将被高速气流迅速冲刷流走，使基体材料暴露在空气中继续烧蚀。如果能改变材料表面的拓扑结构，阻挡液态生成物被冲刷流走，使液态生成物在基体材料表面驻留，则可有效的隔绝基体材料与空气，防止基体材料继续烧蚀；且液态生成物可以吸收大量热量，降低基体材料温度。中国专利CN103145445B授权了一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高材料抗氧化烧蚀性能的方法，是通过下述步骤对材料基体进行表面微结构改性：1)配制浓度70％以上磷酸二氢铝水溶液，然后抽真空除去溶液内的气体；2)将步骤1)抽真空后的磷酸二氢铝水溶液涂覆于基体表面；3)将涂覆磷酸二氢铝的基体在真空中干燥，磷酸二氢铝变为固态，紧贴于基体表面；4)将光刻胶涂覆于基体表面的磷酸二氢铝层上，并根据所需表面微结构形状进行紫外线照射，显影，得到光刻胶微结构；5)将步骤4)处理后基体用弱碱性溶液冲刷，与弱碱性溶液接触的磷酸二氢铝被冲掉，将冲刷后的基体干燥；6)去除光刻胶，在基体表面得到磷酸二氢铝微结构。

【技术特征摘要】
1.一种提高材料抗氧化烧蚀性能的方法，是通过下述步骤对材料基体进行表面微结构改性：1)配制浓度70％以上磷酸二氢铝水溶液，然后抽真空除去溶液内的气体；2)将步骤1)抽真空后的磷酸二氢铝水溶液涂覆于基体表面；3)将涂覆磷酸二氢铝的基体在真空中干燥，磷酸二氢铝变为固态，紧贴于基体表面；4)将光刻胶涂覆于基体表面的磷酸二氢铝层上，并根据所需表面微结构形状进行紫外线照射，显影，得到光刻胶微结构；5)将步骤4)处理后基体用弱碱性溶液冲刷，与弱碱性溶液接触的磷酸二氢铝被冲掉，将冲刷后的基体干燥；6)去除光刻胶，在基体表面得到磷酸二氢铝微结构。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1)中所述磷酸二氢铝水溶液的浓度为75％，置于烧杯中抽真空5～10min，直到不再有气泡产生...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯雪，朱相宇，方旭飞，张迎超，屈哲，张长兴，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11