[00328766]用于热障涂层制备的等离子体喷涂-物理气相沉积技术

交易价格： 面议

类型： 非专利

技术成熟度： 可以量产

交易方式：

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所在地：四川成都市

服务承诺: 产权明晰; 资料保密
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技术详细介绍

　　项目概述：

　　热障涂层技术是指在高温基体表面涂覆一层耐高温、高隔热的陶瓷材料，提高发动机热防护效率，从而大幅度改善发动机服役寿命、可靠性、油耗、性能等。目前，航空发动机用热障涂层制备技术主要包括大气等离子体喷涂、电子束气相沉积和等离子体喷涂-物理气相沉积技术，各涂层的微观组织结构如图4-1所示。

　　相较于另两种技术，等离子体喷涂-物理气相沉积技术可以更高效的制备热导率低、结合强度高、抗热震性好的羽毛柱状结构热障涂层，并具有良好的绕镀性，可以在外形复杂的工件表面实现非视线热障涂层沉积。

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　　图4-1热障涂层喷涂技术：（a）大气等离子体喷涂；（b）电子束气相沉积；（c）等离子体喷涂-物理气相沉积；（d）大气等离子体喷涂制备涂层的微结构；（e）电子束气相沉积制备涂层的微结构；（f）等离子体喷涂-物理气相沉积制备涂层的微结构

　　研究基础：

　　课题组针对等离子体喷涂-物理气相沉积中存在的弧压和等离子体射流波动大导致涂层质量不可控的问题，开发了运行更加稳定的大功率级联式等离子体发生器（图4-2a）和反极性等离子体发生器（图4-2b），其在真空腔室中的射流形态分别如图4-2c和4-2d所示。针对等离子体喷涂-物理气相沉积中等离子体射流加热能力不足和粉末气化不充分的问题，提出了使用耐高温热壁喷管来大幅延长等离子体射流高温和高速区域的新方法（图4-2e），并在大气环境下进行了YSZ涂层喷涂实验，在较低的输出功率、纯氩气工作气体和大气环境下制备了类似大功率超低压等离子体喷涂制备的致密结构陶瓷涂层（如图4-2f），验证了该装置对于显著提高粉末加热效率和涂层质量的有效性。

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　　图4-2等离子体喷涂技术：（a）级联式等离子体发生器装置；（b）反极性等离子体发生器装置；（c）级联式等离子体发生器在真空腔室中的射流照片；（d）反极性等离子体发生器在真空腔室中的射流照片；（e）大气环境下使用耐高温热壁喷管喷涂YSZ粉末的射流照片；（f）使用耐高温热壁喷管在大气环境下制备的致密YSZ涂层

　　应用范围：

　　先进材料。航空发动机高性能热障涂层或交通领域耐磨耐腐蚀陶瓷涂层制造。

　　项目所属阶段：

　　课题组已开发一套新型的高电压低电流高稳定性的反极性等离子体喷枪系统，粉末沉积效率约85%，制备涂层孔隙率约5~10%，硬度11.9±1.5 GPa，杨氏模量197.9±29.4 GPa。

　　知识产权情况：

　　已发表SCI论文1篇，授权发明专利1项、实用新型专利1项。

　　1.一种用于超低压等离子喷涂的反极性等离子喷涂枪，专利号：ZL202110930409.3，2022年5月7日。

　　2.一种用于超音速等离子喷涂的环形送粉和气体聚焦装置，专利号：CN202120097757.2，2021年10月08日。

　　技术成熟度以及期望合作方式：

　　1.技术成熟度：已具备小批量喷涂致密陶瓷涂层能力。

　　2.合作方式：联合研发或推广。

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