[發明專利]飛機炭/炭剎車盤用防氧化涂層及其制備方法

無效

• 申請號: 200710018629.9
• 申請日: 2007-09-11
• 公開（公告）號: CN101153123A
• 公開（公告）日: 2008-04-02
• 發明（設計）人: 薛寧娟;肖志超;蘇君明;彭志剛;孟凡才;潘向濤
• 申請（專利權）人: 西安超碼科技有限公司
• 主分類號: C09D1/00
• 分類號: C09D1/00;F16D65/12;B05D3/02
• 代理公司: 西安創知專利事務所
• 代理人: 譚文琰

技術領域

本發明涉及一種炭/炭復合材料防氧化涂層及其制備方法，具體涉及一種飛機炭/炭剎車盤用防氧化涂層及其制備方法。

背景技術

炭/炭復合材料具有優異的高溫力學性能，并且導熱性好、熱容量大、熱膨脹系數小、密度低、質量輕、摩擦磨損性能好和使用壽命長等特點，廣泛用于制造高能制動剎車裝置。但炭/炭復合材料一般在450℃以上的空氣中就開始顯著氧化，而用于飛機制動的炭/炭復合材料剎車副正常剎車時，剎車副體容溫度為450℃～750℃，大能量剎車時則為550℃～850℃，RTO剎車時可高達900℃～1600℃。炭/炭復合材料剎車副在這種反復熱沖擊條件下工作時，氧化可導致材質疏松、導熱性降低、結構強度降低、摩擦磨損性能惡化、金屬機械加固件和傳動齒部松動，從而導致剎車失效甚至發生事故。

中國專利授權公開號CN1164689C和CN1186129C均公開了一種用于飛機炭剎車盤防氧化涂層及其制備方法，它們均采用預浸涂處理和涂料處理的復合涂層方法。雖然這兩項專利申請均不同程度的提高了飛機炭剎車盤等C/C復合材料的防氧化能力以及抗濕能力，但其制備工藝比較復雜，在高溫時的防氧化能力和抗濕能力還有待提高。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的不足，而提供一種工藝簡單，在高溫時的防氧化能力良好，抗熱沖擊性能以及耐濕熱、耐海水腐蝕性能良好的飛機炭/炭剎車盤用防氧化涂層及其制備方法。

為實現上述目的，本發明所采用的技術方案是：一種飛機炭/炭剎車盤用防氧化涂層，其特征在于其原材料由下列組分按重量百分比組成：

蒸餾水10％-50％??磷酸15％-60％??磷酸錳0-15％??磷酸鋁2％-20％磷酸鋅1％-10％??氧化硼1％-8％。

一種飛機炭/炭剎車盤用防氧化涂層的制備方法，其特征在于該方法包括以下步驟；

(1)將各組分混合均勻，充分攪拌至各組分材料完全溶解，配制成涂層液，備用；

(2)將飛機炭剎車盤用酒精清洗干凈，用刷涂或噴涂的方法，將涂層液涂覆在清洗干凈的炭剎車盤表面的待涂部位；將涂覆有涂層的炭剎車盤在烘箱中烘干后再置于高溫爐內，在真空狀態下或預抽真空充惰性保護氣體條件下對涂層進行固化處理；隨高溫爐自然冷卻后出爐，即獲得飛機炭/炭剎車盤用防氧化涂層。

上述步驟(2)中所述刷涂或噴涂涂層時，涂層厚度控制在50um-300um之間。

上述步驟(2)中所述的烘干溫度控制在90℃-160℃。

上述步驟(2)中所述的固化處理溫度為450℃-950℃。

本發明與現有技術相比具有以下優點：

(1)本發明所需原材料價格低廉，實施工藝簡單，工藝性好，工藝實施成本低。

(2)經過涂層處理的尺寸為10×10×10mm的飛機炭剎車盤試樣，在700℃靜態氧化30h，其失重率為1.76％；動態氧化30h，其失重率為2.17％。

(3)本發明的涂層與炭剎車盤等C/C復合材料之間具有良好的結合性能，經過涂層處理的尺寸為10×10×10mm的飛機炭剎車盤試樣，在900℃、3min室溫、2min30次和1100℃、3min室溫、2min?10次連續熱震后，涂層未脫落，涂層試樣的氧化失重率為1.90％，氧化速率為1.03×10^-6g·cm^-2·s^-1。

(4)經過涂層處理的飛機炭剎車盤地面慣性臺試驗結果表明，經過數十次的正常剎車后，涂層完好無損，炭剎車盤沒有發生氧化現象。

(5)采用本發明的涂層，可與對氧化反應有催化性的鉀或鈉等堿金屬反應生成穩定的不活潑的磷酸鹽，達到抑制氧化的目的，提高飛機炭剎車盤等C/C復合材料在海水或鹽霧污染狀態下的高溫防氧化能力。

(6)本發明的防氧化涂層工作溫度為450℃～1100℃，在這一溫度范圍內，涂層具有良好的防氧化性能。

總之，本發明的涂層表面致密、未發現裂紋、孔洞等缺陷，涂層與C/C基材之間結合性能良好，而且在高溫下涂層具有一定的自愈合能力，可以愈合涂層中的微裂紋。采用本發明處理過的飛機炭剎車盤等C/C復合材料具有優異的防氧化能力、抗熱沖擊性能、以及耐濕熱、耐海水腐蝕的性能。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明進一步詳細說明。

實施例1