多孔型高温可磨耗封严涂层的制备及其性能研究

发布时间：2017-09-30 09:06

  本文关键词：多孔型高温可磨耗封严涂层的制备及其性能研究

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【摘要】：可磨耗封严涂层技术的应用,在改进发动机气路密封性、减少气体泄漏、提高发动机综合性能方面,发挥着重要的作用。现在,随着航空工业的迅速发展,航空发动机对封严涂层的要求也随之提高,高温可磨耗封严涂层的研究成为了现代航空发动机涂层研究的热点之一。本文在多孔型高温封严涂层材料的制备,涂层的制备及涂层性能等方面进行了研究和分析,主要包括以下内容:选用氧化钇稳定的氧化锆(YSZ)为耐高温基相材料,聚苯酯为造孔材料,利用溶胶凝胶法制备TiO2包覆型聚苯酯粉末,分别采用机械混合方式和团聚混合方式,得到包覆型聚苯酯和YSZ均匀混合的喷涂用涂层材料。对涂层材料进行检测,结果表明,利用钛酸丁酯的水解可以将生成的TiO2均匀地包覆在聚苯酯表面,表面TiO?的晶体类型主要为锐钛矿。喷雾干燥法制备的团聚型混合粉末的形状基本上都是形状规则的球状,能将包覆型聚苯酯和YSZ均匀的团聚在一起,在高温下,包覆型聚苯酯的耐热性较常规聚苯酯好。利用等离子喷涂工艺制备了六种涂层,对涂层的结构及性能方面进行检测,结果显示,以团聚混合粉末为喷涂材料制备的涂层,喷涂效果较好,涂层中没有出现明显裂纹和孔隙团聚现象,孔隙大小和分布比较均匀。涂层中聚苯酯的存在,能改善纯YSZ陶瓷涂层的硬度、孔隙率和断裂韧性。对涂层进行摩擦磨损试验,经过测试,纯YSZ陶瓷涂层材料的磨损失重量、磨痕宽度和刮磨深度最小,平均力矩最大,摩擦系数最大,涂层材料中聚苯酯的存在,使涂层在磨损中磨损失重量增多,平均力矩和摩擦系数降低,且聚苯酯含量越多,涂层磨损失重量越大,平均力矩和摩擦系数越小。机械混合粉末制备的涂层在磨损过程中磨损严重,而团聚型混合粉末制备的涂层中孔隙大小和分布较均匀,能防止涂层在摩擦磨损过程中发生大块脱落,既有良好的可磨耗性,又存在一定的强度,能较好地保护叶片,提高涂层的使用寿命。
【关键词】：可磨耗性 封严涂层 YSZ 包覆 摩擦磨损
【学位授予单位】：中国民航大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V263
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 绪论9-18
• 1.1 研究背景及意义9-11
• 1.2 国内外研究与应用现状11-12
• 1.3 等离子喷涂工艺技术介绍12-14
• 1.3.1 等离子喷涂技术原理12-13
• 1.3.2 等离子喷涂技术特点及应用13-14
• 1.4 封严涂层在航空发动机中的应用14-15
• 1.5 封严涂层目前存在的问题及展望15-17
• 1.6 本课题的主要研究内容17-18
• 第二章 高温封严涂层材料的制备与检测18-27
• 2.1 高温封严涂层材料的制备18-21
• 2.1.1 试验原料及涂层材料的设计18-19
• 2.1.2 试验设备19
• 2.1.3 包覆型聚苯酯粉末的制备19-20
• 2.1.4 机械混合型粉末的制备20
• 2.1.5 团聚混合型粉末的制备20-21
• 2.2 高温封严涂层材料的检测方法21-22
• 2.3 检测结果与分析22-26
• 2.3.1 高温封严涂层材料形貌分析22-25
• 2.3.2 高温封严涂层材料XRD分析25-26
• 2.4 本章小结26-27
• 第三章 高温封严涂层的制备与检测27-43
• 3.1 高温封严涂层的制备27-32
• 3.1.1 试验材料及涂层设计27-28
• 3.1.2 试验设备28-29
• 3.1.3 试验步骤29-30
• 3.1.4 金相试样的制备30-32
• 3.2 高温封严涂层的检测方法32-35
• 3.2.1 高温封严涂层的形貌及微观结构检测32-33
• 3.2.2 高温封严涂层的孔隙率检测33
• 3.2.3 高温封严涂层的显微硬度检测33-34
• 3.2.4 高温封严涂层的断裂韧性检测34-35
• 3.2.5 高温封严涂层的抗热震性能检测35
• 3.3 高温封严涂层的检测结果与分析35-41
• 3.3.1 高温封严涂层的形貌及微观结构的分析35-37
• 3.3.2 高温封严涂层的孔隙率分析37-39
• 3.3.3 高温封严涂层的显微硬度分析39-40
• 3.3.4 高温封严涂层的断裂韧性分析40-41
• 3.3.5 高温封严涂层的抗热震性能分析41
• 3.4 本章小结41-43
• 第四章 高温封严涂层摩擦磨损性能43-52
• 4.1 摩擦磨损试验43
• 4.2 试验设备43-45
• 4.3 试验方法45-46
• 4.4 高温封严涂层磨损性能检测与分析46-50
• 4.4.1 高温封严涂层磨损后表面及截面形貌分析46-48
• 4.4.2 高温封严涂层磨损率分析48-49
• 4.4.3 高温封严涂层摩擦系数分析49-50
• 4.4.4 高温封严涂层磨损机理简要分析50
• 4.5 本章小结50-52
• 第五章 结论52-54
• 参考文献54-59
• 致谢59

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3 ;涂层检验[J];北京电力技术;1977年02期

4 韩修训,阎逢元,阎鹏勋,刘维民;多层涂层的摩擦学研究进展[J];机械工程材料;2002年05期

5 韩修训,阎鹏勋,阎逢元,刘维民,余画洋,徐建伟,吴志国;两种物理气相沉积氮化钛涂层的结构及摩擦性能研究[J];摩擦学学报;2002年03期

6 钟鸣;傅戈雁;;激光涂层多次冲撞疲劳失效的典型过程及分析[J];机械制造与自动化;2006年06期

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8 蔡华麟;;塑料与薄膜涂层表面特性的测量[J];常州工业技术学院学报;1990年02期

9 夏志东,丁树森,宋振琦;等离子涂层抗冲蚀性研究[J];中国机械工程;2000年05期

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1 张琼;蔡传荣;;钛阳极涂层溶蚀失效的研究[A];第三届全国扫描电子显微学会议论文集[C];2003年

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3 单凯军;余文莉;徐四清;;家电环保涂层表面性能检测的研究[A];2007中国钢铁年会论文集[C];2007年

4 李金桂;;无机富锌涂层的诞生和应用[A];第二届全国重防腐蚀与高新涂料及涂装技术研讨会论文集[C];2004年

5 王允夫;陈小英;王红玲;;高温合金抗热震涂层研究[A];中国硅酸盐学会搪瓷分会2003年学术研讨会论文集[C];2003年

6 刘建华;李兰娟;李松梅;;铝合金早期腐蚀预警光基敏感涂层的研制[A];2004年材料科学与工程新进展[C];2004年

7 林达仁;;梅雨期涂层表面泛白现象及其防治[A];中国电子学会生产技术学会第三届化工学术年会论文汇编（下）[C];1991年

8 庞佑霞;刘厚才;郭源君;;有机复合弹性涂层材料的抗磨蚀实验研究[A];第七届全国摩擦学大会论文集（二）[C];2002年

9 付前刚;李贺军;黄剑锋;史小红;史波;李克智;;炭/炭复合材料磷酸盐涂层的抗氧化性能研究[A];第19届炭—石墨材料学术会论文集[C];2004年

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