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随着航空航天工业的迅猛发展,对航空发动机的性能也提出了更高的要求,新型高温封严涂层系统的应用己成为提高航空发动机的工作效率,延长发动机的服役寿命的重要途径之一。本文针对传统的密封技术及应用,对可磨耗封严涂层组分材料性能及研究现状进行分析,综合优势,开发研究了一种新型高温可磨耗封严涂层材料。由于封严涂层使用时对涂层性能要求的特殊性,本文主要研制出以复合微-纳米Y-PSZ为基相材料,纳米A1203为粘结相,添加定量的耐高温软相h-BN和高聚物聚苯酯造孔组分的可磨耗高温封严涂层材料。采用大气等离子喷涂(APS)方法,分别制备以纯纳米Y-PSZ为基相,纯微米Y-PSZ为基相以及复合微-纳米Y-PSZ为基相等五种高温封严涂层。对涂层材料、涂层微观组织结构及性能进行检测和分析,探讨了不同涂层所表现的基本性能,结果表明:(1)材料团聚粉末显内凹中空球形状,流动性和松装密度较优异,各个组分均匀分布,没有偏聚现象。材料及涂层制备中,基相Zr02以四方相和立方相存在,未发现其余组分相变化。(2)对五种涂层材料沉积效率检测比较并分析认为,涂层粉末材料的沉积效率随微米Zr02含量的增加而提高,整个喷涂过程更具高效性和连续性。(3)制备的纯纳米Y-PSZ涂层以光滑片层状蜂窝结构存在,涂层结构疏松,孔隙率偏大。纯微米Y-PSZ涂层以大片块状结构出现,结构较致密,孔隙稀少且多数为不规则多边尖角型。而主要研究的复合微-纳米Y-PSZ涂层则由完全熔化结晶区域(Ⅰ区)和未完全熔化沉积区域(Ⅱ区)特殊两区共同构成,其孔隙分布和结构较为合理,涂层综合性能良好。(4)制备的三种不同材料的涂层进行表面硬度和结合强度测试,1#和2#涂层超标硬度区间过大,而复合微-纳米Y-PSZ基封严涂层可具有适宜达标硬度的涂层厚度范围宽,能保证在最大厚度范围内满足涂层可磨耗性能要求。三种不同材料的封严涂层在厚度为2.5mm时,均与基体具有较高的结合强度。(5)涂层抗热震性能基本符合封严涂层要求,主要失效原因为涂层陶瓷材料与金属粘结底层材料热膨胀系数不匹配以及高温环境生成的热生长氧化物TGO引起涂层整体剥落。