一种发动机环境下纤维增强的复合材料表面涂层及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种发动机环境下纤维增强的复合材料表面涂层及其制备方法。其方法包括：采用化学气相沉积法，在纤维增强的复合材料的表面沉积硅粘结层；采用化学气相沉积法，在粘结层表面沉积中间层；在中间层表面蘸取热障涂层材料后，将纤维增强的复合材料以10℃/min～20℃/min的升温速率加热至第一预设温度，保温预设时间后，以20℃/min～30℃/min的降温速率降温至第二预设温度，然后将其自然降温至室温，以制备热障层；采用等离子体喷涂的方法在热障涂层表面喷涂硅酸钇粉末，以制备面层。根据本发明专利技术的一种发动机环境下纤维增强的复合材料表面涂层，很好地提高了发动机的抗氧化和隔热性能。

Fiber reinforced composite material surface coating in engine environment and preparation method thereof

The invention relates to a fiber reinforced composite material surface coating in an engine environment and a preparation method thereof. The method includes: by chemical vapor deposition method in fiber reinforced composite material is deposited on the surface of silicon bonding layer; by chemical vapor deposition in the middle layer deposited on the surface of the bonding layer on the surface of the middle layer; dipping from thermal barrier coating material, fiber reinforced composite materials to 10 DEG /min to 20 DEG /min the heating rate of heating to the first preset temperature, heat to 20 degrees after a preset time, the cooling rate at 30 ~ /min /min down to second preset temperature, and then the natural cooling to room temperature, the preparation of thermal barrier coatings; by plasma spraying method in yttrium silicate powder spraying thermal barrier coating surface to surface preparation layer. In accordance with the present invention, a fiber reinforced composite material surface coating in an engine environment greatly improves the oxidation resistance and heat insulation performance of an engine.

【技术实现步骤摘要】
一种发动机环境下纤维增强的复合材料表面涂层及其制备方法
本专利技术涉及材料领域，具体地，涉及一种发动机环境下纤维增强的复合材料表面涂层及其制备方法。
技术介绍
随着航空航天中使用的发动机不断更新换代，发动机将面对更严格的工作环境，从而对发动机部件的长寿命使用提出了越来越高的要求。为了适应复杂的发动机环境，需要开发和研究新的热端部件涂层保护工艺。目前常用的涂层存在的问题是无法在1400℃以上的温度范围内长时间工作，涂层材料单一。而在航空工业领域，最大的趋势是发动机需要越来越高的工作温度，这也对材料提出了更高的要求。目前，最高的工作温度已经超过了合金的极限。利用耐高温低密度的纤维增强的复合材料代替合金极大地提高了熔点温度，可以允许发动机可以在更高的温度下工作。纤维增强的复合材料是具有使其适合用于构成结构元件的机械性质并且具有在高温下保持这些性质的能力的复合材料。这种复合材料材料特别地由碳/碳(C/C)复合材料(碳纤维增强件和碳基体)构成，以及由陶瓷基复合材料构成，例如C/SiC材料(具有碳化硅基体的碳纤维增强材料)、C/C-SiC材料(具有碳与碳化硅混合基体的碳纤维增强材料)或者甚至Si本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发动机环境下纤维增强的复合材料表面涂层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S101：采用化学气相沉积法，在纤维增强的复合材料的表面沉积硅粘结层；S102：采用化学气相沉积法，在所述粘结层表面沉积中间层；S103：在所述中间层表面蘸取热障涂层材料后，在保护气氛下，将所述纤维增强的复合材料以10℃/min～20℃/min的升温速率加热至第一预设温度，保温预设时间后，以20℃/min～30℃/min的降温速率降温至第二预设温度，然后将所述纤维增强的复合材料自然降温至室温，以制备热障层；S104：采用等离子体喷涂的方法在所述热障涂层表面喷涂硅酸钇粉末，以制备面层。

【技术特征摘要】
1.一种发动机环境下纤维增强的复合材料表面涂层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S101：采用化学气相沉积法，在纤维增强的复合材料的表面沉积硅粘结层；S102：采用化学气相沉积法，在所述粘结层表面沉积中间层；S103：在所述中间层表面蘸取热障涂层材料后，在保护气氛下，将所述纤维增强的复合材料以10℃/min～20℃/min的升温速率加热至第一预设温度，保温预设时间后，以20℃/min～30℃/min的降温速率降温至第二预设温度，然后将所述纤维增强的复合材料自然降温至室温，以制备热障层；S104：采用等离子体喷涂的方法在所述热障涂层表面喷涂硅酸钇粉末，以制备面层。2.根据权利要求1所述的一种发动机环境下纤维增强的复合材料表面涂层的制备方法，其特征在于，所述热障涂层材料为ZrO2-Y2O3，其中所述Y2O3的摩尔分数为5％～8％。3.根据权利要求1所述的一种发动机环境下纤维增强的复合材料表面涂层的制备方法，其特征在于，在所述S103步骤中，所述第一预设温度为600℃～700℃，所述预设时间为2h～4h，所述第二预设温度为300℃～400℃。4.根据权利要求1～3任一项所述的一种发动机环境下纤维增强的复合材料表面涂层的制备方法，其特征在于，在所述S101步骤中，温度为950℃～1150℃，真空度为0.03MPa～0.05MPa。5.根据权利要求1～3任一项所述的一种发动机环境下纤维增强的复合材料表面涂层的制备方法，其特征在于，在所述S102步骤中，温度为1000℃～1100℃...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗瑞盈，宋涛，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京,11