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1021高温防氧化涂料有效解决材料高温损耗

慧聪涂料网
2014-05-27
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  根据高温金属在高温下氧化机理,ZS-1021耐高温防氧化涂料对氧阻隔层是阻止高温原子氧的扩散侵入,扩散侵入的原子氧会在高温下与基体发生反应,削弱涂层与基体的结合,影响涂层的使用寿命。根据使用要求,抗氧化涂层有效工作时间一般在100h以上,C/C复合材料允许最大氧化失重为1%,允许最大氧化速率为0.01%/h。针对以上工况要求,ZS-1021耐高温防氧化涂料,生产时采用了志盛威华特制高温溶液,耐温可以达到1800℃,可以长时间耐火烧烤,材料采用纳米鱼鳞片状结构,致密性好,有效的防止氧在高温下的扩散,解决氧化气体接触基体材料,抗氧化性能好,涂层硬度可以达到7-8H,硬度高于金属的硬度。ZS-1021耐高温防氧化涂料包括了封填和耐烧蚀两个层次的功能。封填层,即此层材料在高温下变成熔融状态,会对涂层体系中由于热膨胀系数不匹配所产生的裂纹进行封填,可以有效的防止氧的侵入以及C的扩散;ZS-1021耐烧蚀层的存在最为关键,由于高温复合材料主要应用在航空航天和军事领域,其零部件一般都在高速气流中工作,如重返大气层时的气动加热可达1300~1700℃,耐烧蚀层需要有效的抵抗气流中热颗粒对涂层的冲刷和涂层自身的蒸发。

  为了解决C/C、C/SiC和SiC/SiC高温复合材料抗高温氧化能力不足的问题,需要通过开发新的涂层涂刷保护,来实现新型抗氧化防护涂层满足1700℃以上使用要求的目标。多次对位于丰台区东铁营的北京志盛威华耐高温防氧化涂料研究发现,防氧化涂料涂层热膨胀系数均明显高于石墨材料或沿纤维方向的复合材料的热膨胀系数。这使得ZS-1021耐高温防氧化涂料涂层和高温复合材料在高温下的机械相容性较差。一方面,由于ZS-1021耐高温防氧化涂料涂层通常在高温下沉积而成,其较高的热膨胀系数使得涂层中存在一些微裂纹,高温下微裂纹处的炭暴露于氧化气氛中发生氧化反应而失重;另一方面,当复合材料工作在从室温至高温的热冲击条件下,涂层中的微裂纹将会扩展,涂层有剥离和脱落的危险。涂刷志盛ZS-1011石墨过渡层的主作用是降低涂层与复合材料之间CTE的不匹配程度,排除材料中的空气,增加涂层和基材的附着力,减少防氧化涂层裂纹的产生,避免剥离和脱落。


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