一种溶胶喷涂制备纳米结构涂层的方法技术

本发明专利技术涉及一种溶胶喷涂制备纳米结构涂层的方法，属于复合材料技术领域。所述方法包括将溶胶前驱体采用液态喷涂方法喷涂至基体表面，获得纳米结构涂层；所述溶胶前驱体是指将液态喷涂中液态送料的前驱体溶液制成具有流动性的溶胶，所述溶胶的粘度100mPa·s～2000mPa·s。与其他液态喷涂技术的制备的涂层相比，所述方法沉积效率提高效果显著；所述方法不仅能够得到纳米结构涂层降低涂层硬度，而且在形成涂层过程中烧结更加充分，有利于提高涂层的结合强度。

A Sol Spraying Method for Preparing Nanostructured Coatings

【技术实现步骤摘要】
一种溶胶喷涂制备纳米结构涂层的方法
本专利技术涉及一种溶胶喷涂制备纳米结构涂层的方法，具体地说，涉及航空发动机和燃气轮机等高精尖领域中，叶片叶尖或基体重要部位的保护涂层制备方法，属于复合材料

技术介绍
随着航空航天技术的高速发展，涡轮发动机的推重比以及进口温度等参数条件逐渐提高，对机械零部件的要求也是越来越高。因此，需要有效地对材料表面进行改进，使其具备隔热、抗氧化以及耐腐蚀等特点，并对材料表面起到局部强化及保护作用，从而达到延长部件使用寿命，提高部件的经济性、安全性和可靠性的目的。纳米材料具有表面与界面效应、量子尺寸效应及宏观量子隧道效应等特点，在多领域中受到广泛重视。与常规涂层材料相比，纳米涂层材料比表面积大，表面能高，改善了材料的强度、韧性及超塑性等力学性能和耐高温性，从而表现出传统涂层材料所不具备的独特性能。现有技术中，传统的大气等离子体喷涂技术(APS)很难通过载气装置和送粉器将纳米粉体送出。不仅如此，在喷涂过程中，纳米粉体还会经历微米级团聚与喷涂致密化等造粒过程，导致带来其晶粒长大的现象，甚至使得熔融造粒的颗粒超出纳米尺度范围，造成且涂层易出现晶粒长大及孔隙分布本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种溶胶喷涂制备纳米结构涂层的方法，其特征在于：所述方法包括将溶胶前驱体采用液态喷涂方法喷涂至基体表面，获得纳米结构涂层；所述溶胶前驱体是指将液态喷涂中液态送料的前驱体溶液制成具有流动性的溶胶，所述溶胶的粘度100mPa·s～2000mPa·s。

【技术特征摘要】
1.一种溶胶喷涂制备纳米结构涂层的方法，其特征在于：所述方法包括将溶胶前驱体采用液态喷涂方法喷涂至基体表面，获得纳米结构涂层；所述溶胶前驱体是指将液态喷涂中液态送料的前驱体溶液制成具有流动性的溶胶，所述溶胶的粘度100mPa·s～2000mPa·s。2.根据权利要求1所述的一种溶胶喷涂制备纳米结构涂层的方法，其特征在于：将螯合剂加入所述前驱体溶液络合其中金属离子，形成所述溶胶前驱体，所述螯合剂为溶胶凝胶法制备方法中所使用的螯合剂。3.根据权利要求1或2所述的一种溶胶喷涂制备纳米结构涂层的方法，其特征在于：当所述纳米结构涂层为YSZ涂层时，所述方法步骤如下：将YSZ溶胶前驱体采用液态喷涂方法喷涂至基体表面，获得YSZ纳米结构涂层。4.根据权利要求3所述的一种溶胶喷涂制备纳米结构涂层的方法，其特征在于：所述方法步骤如下：(1)向YSZ前驱体溶液中加入螯合剂，加热持续搅拌，待螯合剂溶解完全，分散均匀后得到具有流动性的YSZ溶胶前驱体；(2)将基体清洁的表面进行粗糙化处理，使基体表面的粗糙度(Ra)值为25μm～100μm，将YSZ溶胶前驱体采用液态喷涂方法喷涂在基体表面，形成YSZ纳米结构涂层。5.根据权利要求4所述的一种溶胶喷涂制备纳米结构涂层的方法，其特征在于：所述液态喷涂采用外压力式储液罐进行送料方式，利用气液两相雾化喷嘴将YSZ溶胶前驱体喷入等离子焰流中，所述液态喷涂的工艺参数为：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，YSZ溶胶前驱体送料量为10mL/min～30mL/min。6.根据权利要求4所述的一种溶胶喷涂制备纳米结构涂层的方法，其特征在于：YSZ溶液前驱体中Y2O3的摩尔分数为3％～10％；螯合剂加入量与所述YSZ前驱体溶液中溶质的质量比为0....

【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