一种陶瓷基高温可磨耗封严涂层的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种陶瓷基高温可磨耗封严涂层的制备方法，属于复合材料领域。通过表面喷砂处理后的基体上先用大气等离子体喷涂CoNiCrAlY层作为底层，再将YSZ溶液前驱体采用SPPS喷涂在底层上，形成YSZ陶瓷基纳米涂层，即为所述涂层。所述方法能够有效地降低所述涂层的硬度，提高所述涂层的结合强度，与传统的封严涂层相比，所述涂层的摩擦系数明显降低；所述方法简化了所述涂层的后处理，无需对制孔剂进行处理，通过在溶液前驱体中加入纳米颗粒，有效提高喷涂效率；而在喷涂过程中，纳米颗粒受热状态不同，容易在所述涂层中形成大孔和小孔相结合的特殊结构，提高所述涂层的孔隙率。

Preparation of a High Temperature Abrasive Sealing Coating on Ceramic Matrix

The invention relates to a preparation method of a high temperature abradable sealing coating on a ceramic matrix, which belongs to the field of composite materials. After surface sandblasting, CoNiCrAlY layer is sprayed by atmospheric plasma as the bottom layer, and the precursor of YSZ solution is sprayed by SPPS on the bottom layer to form YSZ ceramic-based nano-coating, that is, the coating. The method can effectively reduce the hardness of the coating and improve the bonding strength of the coating. Compared with the traditional sealing coating, the friction coefficient of the coating is significantly reduced. The method simplifies the post-treatment of the coating without the need to treat the pore-making agent, and effectively improves the spraying efficiency by adding nanoparticles into the solution precursor. Different heating states of nanoparticles make it easy to form a special structure which combines macropore and micropore in the coating and improve the porosity of the coating.

【技术实现步骤摘要】
一种陶瓷基高温可磨耗封严涂层的制备方法
本专利技术涉及一种陶瓷基高温可磨耗封严涂层的制备方法，具体地说涉及燃气轮机和航空发动机中高温可磨耗封严涂层的制备方法，所述涂层用作气路封严及保护叶片不受损伤，是一种具有纳米结构的高性能高温封严涂层，属于复合材料领域。
技术介绍
高温可磨耗封严涂层广泛用于风扇、压气机及涡轮部件中的功能性涂层涂覆。封严涂层用于机匣内部，与篦齿或叶片叶尖作用，降低气体压缩过程中产生的泄露。为了提高发动机的性能和工作效率，降低油耗，需要减小发动机机匣与叶片叶尖之间的间隙。然而，发动机运行过程中，许多因素都会引起机匣与叶片叶尖间隙的变化，如热膨胀、离心力变化等，会导致叶片伸长、机匣受热膨胀，使叶片叶尖与机匣发生摩擦而损伤。因此，高温封严涂层不仅应具有减小气路间隙的作用，还应具有保护叶片叶尖不被磨损的功能，这就需要高温封严涂层必须具有耐高温、可磨耗、低摩擦系数、硬度低等特点。目前，航空技术的高速发展，涡轮部位的工作温度都已达到1000℃以上，传统的金属基封严涂层无法满足长时间高温环境下使用，此外，金属基封严涂层结合强度高，硬度高，即使添加润滑相如氮化硼、氟化钙、膨润土等，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种陶瓷基高温封严涂层的制备方法，其特征在于：所述方法步骤如下：(1)对基体清洁的表面进行喷砂处理，其粗糙度Ra值为25μm～50μm，得到表面预处理的基体；(2)将原料溶于水和醇类物质混合溶液中制备YSZ溶液前驱体；(3)先在表面预处理的基体上采用大气等离子体喷涂CoNiCrAlY层作为底层，YSZ溶液前驱体采用SPPS喷涂在底层上，形成YSZ陶瓷基纳米涂层，该涂层即为所述的一种陶瓷基高温封严涂层；所述基体为高温合金基体。

【技术特征摘要】
1.一种陶瓷基高温封严涂层的制备方法，其特征在于：所述方法步骤如下：(1)对基体清洁的表面进行喷砂处理，其粗糙度Ra值为25μm～50μm，得到表面预处理的基体；(2)将原料溶于水和醇类物质混合溶液中制备YSZ溶液前驱体；(3)先在表面预处理的基体上采用大气等离子体喷涂CoNiCrAlY层作为底层，YSZ溶液前驱体采用SPPS喷涂在底层上，形成YSZ陶瓷基纳米涂层，该涂层即为所述的一种陶瓷基高温封严涂层；所述基体为高温合金基体。2.根据权利要求1所述的一种陶瓷基高温封严涂层的制备方法，其特征在于：SPPS喷涂的具体参数为：喷嘴内径为0.26mm～0.6mm，气液两相雾化喷嘴距离等离子火焰的高度为0.5cm～3cm，到等离子喷嘴的轴向距离为0.5cm～2cm；氩气流量为30L/min～50L/min，氢气流量为1.4L/min～2.0L/min，电流为450A～600A，电压为60V～80V，喷涂距离为40mm～100mm，液体送料量为10mL/min～30mL/min。3.根据权利要求1或2所述的一种陶瓷...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜令忠，王喆，兰昊，张伟刚，黄传兵，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11