一种抗氧化涂层修补材料、破损抗氧化涂层的修补方法技术

本发明专利技术属于抗氧化涂层技术领域，具体涉及一种抗氧化涂层修补材料、破损抗氧化涂层的修补方法。本发明专利技术提供了一种抗氧化涂层修补材料，包括第一涂料、第二涂料和超高温陶瓷片；所述第一涂料包括填料、第一粘结剂和水；所述填料为碳化硅粉和硅粉或碳化硅粉；所述第二涂料包括碳化物、硼化物、氧化物、第二粘结剂和水；所述碳化物为碳化硅、碳化锆和碳化铪中的一种或多种，所述硼化物为硼化锆、硼化铪、硼化钽和硼化钛中的一种或多种，所述氧化物为氧化钇、氧化铝、氧化镧中的一种或多种。利用本发明专利技术提供的修补材料能够修补大面积破损的抗氧化涂层，同时保证涂层的抗氧化性。同时保证涂层的抗氧化性。同时保证涂层的抗氧化性。

【技术实现步骤摘要】
一种抗氧化涂层修补材料、破损抗氧化涂层的修补方法


[0001]本专利技术属于抗氧化涂层
，具体涉及一种抗氧化涂层修补材料、破损抗氧化涂层的修补方法。

技术介绍

[0002]碳/碳复合材料是一种具有优异力学性能的新型复合材料，被广泛应用于航空航天、军事国防等领域。但是碳/碳复合材料高温氧不耐受性阻碍了其在超高温工况下的应用。目前主要通过在碳/碳复合材料表面制备抗氧化涂层的方式提高碳/碳复合材料的高温抗氧化性。
[0003]碳/碳复合材料表面抗氧化涂层是一种在碳/碳复合材料表面制备超高温防护涂层，从而保护基体碳/碳复合材料在超高温有氧环境中仍能保持良好的力学性能。但在实际应用场景中由于零部件转运、装配过程中人为操作不当所导致的涂层剥落或者在超高温服役条件下由于局部热负荷不均匀而导致的热应力累积以及一些其他因素会导致超高温防护涂层开裂甚至脱落。超高温防护涂层开裂或脱落后裸露的碳/碳复合材料在超高温条件下会发生氧化受损，从而导致受损影响使用寿命。
[0004]目前主要通过修补的方式解决超高温防护涂层破损的问题，例如中国专利CN202110032342.1公开了一种碳/碳复合材料涂层的局部缺陷晶须增强修补方法及修补涂层，该项专利公开的方法可对破损的超高温防护涂层进行现场即时修补，但其修补的方法仅适用于待修补面积较小的破损涂层，对于超过整体涂层面积20％的大面积涂层修补全部使用含有粘结剂与水的混合涂料烘烤干燥后由于内部应力的收缩作用，导致修补区域涂层材料出现脱落和开裂。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供了一种抗氧化涂层修补材料、破损抗氧化涂层的修补方法，本专利技术提供的修补方法能够修补破损面积超过20％的大面积破损的抗氧化涂层。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种抗氧化涂层修补材料，其包括第一涂料、第二涂料和超高温陶瓷片；
[0007]所述第一涂料包括填料、第一粘结剂和水；所述填料为碳化硅粉和硅粉或碳化硅粉；
[0008]所述第二涂料包括碳化物、硼化物、氧化物、第二粘结剂和水；所述碳化物为碳化硅、碳化锆和碳化铪中的一种或多种，所述硼化物为硼化锆、硼化铪、硼化钽和硼化钛中的一种或多种，所述氧化物为氧化钇、氧化铝、氧化镧中的一种或多种。
[0009]优选的，所述超高温陶瓷片的材质包括超高温碳化物和/或超高温硼化物。
[0010]优选的，所述超高温碳化物包括碳化硅；
[0011]所述超高温硼化物包括硼化锆、硼化铪、硼化钽、硼化钛和高熵硼化物中的一种或多种。
[0012]优选的，所述碳化硅粉和硅粉的质量比为1:0.1～0.5；
[0013]所述第一涂料的固含量为50～70％。
[0014]优选的，所述氧化物、碳化物和硼化物的质量比为1:4～10:10～15；
[0015]所述第二涂料的固含量为50～80％。
[0016]优选的，所述第一粘结剂包括聚碳硅烷、聚硅烷和改性硅烷中的一种或多种；
[0017]所述第二粘结剂为无机粘结剂。
[0018]本专利技术还提供了一种利用上述技术方案所述抗氧化涂层修补材料修补破损抗氧化涂层的方法，包括以下步骤：
[0019]将第一涂料涂覆于抗氧化涂层破损基体表面后粘附超高温陶瓷片，进行第一固化，得到初级修补涂层；
[0020]在所述初级修补涂层表面涂覆第二涂料，进行第二固化，完成破损抗氧化涂层的修补。
[0021]优选的，涂覆所述第一涂料的厚度为0.08～0.12mm；
[0022]所述第一固化的温度为200～300℃，所述第一固化的时间为4～6min。
[0023]优选的，所述第二固化包括依次进行的低温固化和高温固化；所述低温固化的温度为20～35℃，所述低温固化的时间为60～120min；所述高温固化的温度为780～820℃，所述高温固化的时间为0.8～1.2min。
[0024]优选的，所述基体包括碳/碳复合材料、氮化铝/碳化硅/碳纤维环氧树脂复合材料或钛/氧化锆复合材料。
[0025]本专利技术提供了一种抗氧化涂层修补材料，包括第一涂料、第二涂料和超高温陶瓷片；所述第一涂料包括填料、第一粘结剂和水；所述填料为碳化硅粉和硅粉或碳化硅粉；所述第二涂料包括碳化物、硼化物、氧化物、第二粘结剂和水；所述碳化物为碳化硅、碳化锆和碳化铪中的一种或多种，所述硼化物为硼化锆、硼化铪、硼化钽和硼化钛中的一种或多种，所述氧化物为氧化钇、氧化铝、氧化镧中的一种或多种。本专利技术利用具有抗氧化性的超高温陶瓷片将破损的大面积区域分割为多个小的区域，超高温陶瓷片起到“骨架”支撑作用能够减少干燥固化后涂层内部应力作用导致的破坏，并且采用超高温陶瓷片修补技术还能够减少涂料的使用量，缩短干燥时间加快修补速度，而且超高温陶瓷片本身具有优异的抗氧化性，修补完的破损区域仍然能够保持很好的抗氧化性。
[0026]本专利技术提供了一种利用上述技术方案所述抗氧化涂层修补材料修补破损抗氧化涂层的方法，包括以下步骤：将第一涂料涂覆于抗氧化涂层破损基体表面后粘附超高温陶瓷片，进行第一固化，得到初级修补涂层；在所述初级修补涂层表面涂覆第二涂料，进行第二固化，完成破损抗氧化涂层的修补。本专利技术在第一涂料的作用下将特定尺寸的超温陶瓷片粘附于涂层破损基体表面，能够避免因为修补面积过大产生应力累积影响修补涂层与基体的结合性能；同时超高温陶瓷片能够提高修补涂层的耐高温性和抗氧化性。本专利技术在超高温陶瓷片表面涂覆第二涂料能够进一步提高修补涂层的致密性和超高温条件下的抗氧化性。
附图说明
[0027]图1为实施例1修补得到的涂层的结构示意图，其中俯视图为初级修补涂层的俯视
图，剖视图为修补完成后涂层的纵切面的结构示意图。
具体实施方式
[0028]本专利技术提供了一种抗氧化涂层修补材料，包括第一涂料、第二涂料和超高温陶瓷片。
[0029]在本专利技术中，所述第一涂料包括填料、第一粘结剂和水。在本专利技术中，所述填料为碳化硅粉和硅粉或碳化硅粉。在本专利技术中，所述碳化硅粉的平均粒径优选为100nm～1μm，更优选为100nm～300nm；所述硅粉的平均粒径优选为100nm～500nm，更优选为100nm～200nm。在本专利技术中，当所述填料为碳化硅粉和硅粉时，所述碳化硅粉和硅粉的质量比优选为1:0.1～0.5，更优选为1:0.1～0.25。
[0030]在本专利技术中，所述第一粘结剂优选包括聚碳硅烷、聚硅烷和改性硅烷中的一种或多种，更优选为聚碳硅烷或聚硅烷，更进一步优选为聚碳硅烷。在本专利技术中，当所述第一粘结剂包括两种以上上述具体物质时，本专利技术对具体物质的配比无特殊要求，采用任意配比即可。在本专利技术中，所述第一粘结剂和填料的质量比优选为0.5～2:100，更优选为1～1.5:100。
[0031]在本专利技术中，所述第一涂料的固含量优选为50～70％，更优选为60～65％。
[0032]本专利技术优选将填料、第一粘结剂和水混合，得到所述第一涂料。本专利技术对所述混本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗氧化涂层修补材料，其特征在于，包括第一涂料、第二涂料和超高温陶瓷片；所述第一涂料包括填料、第一粘结剂和水；所述填料为碳化硅粉和硅粉或碳化硅粉；所述第二涂料包括碳化物、硼化物、氧化物、第二粘结剂和水；所述碳化物为碳化硅、碳化锆和碳化铪中的一种或多种，所述硼化物为硼化锆、硼化铪、硼化钽和硼化钛中的一种或多种，所述氧化物为氧化钇、氧化铝、氧化镧中的一种或多种。2.根据权利要求1所述抗氧化涂层修补材料，其特征在于，所述超高温陶瓷片的材质包括超高温碳化物和/或超高温硼化物。3.根据权利要求2所述抗氧化涂层修补材料，其特征在于，所述超高温碳化物包括碳化硅；所述超高温硼化物包括硼化锆、硼化铪、硼化钽、硼化钛和高熵硼化物中的一种或多种。4.根据权利要求1所述抗氧化涂层修补材料，其特征在于，所述碳化硅粉和硅粉的质量比为1:0.1～0.5；所述第一涂料的固含量为50～70％。5.根据权利要求1所述抗氧化涂层修补材料，其特征在于，所述氧化物、碳化物和硼化物的质量比为1:4～10:10～15；所述第二涂料的固含量为50～80％。6.根据权利要求1～...

【专利技术属性】
技术研发人员：甄强，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：