[發(fā)明專利]一種高電阻率電熱涂層及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710206204.4
• 申請(qǐng)日: 2017-03-31
• 公開（公告）號(hào): CN106811714B
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曹學(xué)強(qiáng);李勇華;蔣佳寧;王文勝;鄧龍輝;李文濤;周鑫;曹沁;董淑娟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C23C4/06
• 分類號(hào): C23C4/06;C23C4/129;C23C4/134;C23C4/18;C23C4/02
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 崔友明;徐曉琴

本發(fā)明屬于飛機(jī)防/除冰技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高電阻率電熱涂層及其制備方法和應(yīng)用。所述電熱涂層是由CuMn合金粉與玻璃粉的復(fù)合粉經(jīng)熱噴涂法制備而成，所述CuMn合金粉的組分為：Cu 80％～90％，Mn 10％～14％，其它元素3％～6％，CuMn合金粉與玻璃粉的質(zhì)量比100:0～50:50。本發(fā)明所述高電阻率電熱涂層的制備方法簡(jiǎn)單易行，CuMn合金粉與玻璃粉的復(fù)合粉噴涂在復(fù)合材料表面形成電熱涂層，涂層能均勻、致密地與復(fù)合材料結(jié)合形成一個(gè)整體，電熱涂層與復(fù)合材料之間的結(jié)合強(qiáng)度≥10MPa，室溫電阻率為50×10^?8Ω.m～1000×10^?8Ω.m，特別適合于電熱功率要求在3W.cm^?2以上的情況。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于飛機(jī)防/除冰技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高電阻率電熱涂層及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

飛機(jī)在結(jié)冰云層中飛行時(shí)，機(jī)翼前緣、機(jī)頭、發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道、螺旋槳、機(jī)身外傳感器等迎風(fēng)面可能結(jié)冰，結(jié)冰后會(huì)導(dǎo)致飛機(jī)升力減小、阻力增加、推力擾動(dòng)、操穩(wěn)性能下降、儀器/儀表指示異常等現(xiàn)象發(fā)生，從而影響飛行安全，嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致機(jī)毀人亡。為了保證飛機(jī)在結(jié)冰條件下的飛行安全，飛機(jī)多設(shè)計(jì)有防/除冰系統(tǒng)，尤其是民用飛機(jī)均裝備有防/除冰系統(tǒng)。

飛機(jī)機(jī)翼前緣防/除冰系統(tǒng)多采用熱氣，由發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)引出高溫高壓氣體作為能量來源，對(duì)前緣蒙皮進(jìn)行加熱。由于機(jī)翼前緣材料耐溫屬性限制，引出的熱氣需預(yù)冷，且熱氣在防冰腔內(nèi)換熱后排出廢氣的溫度較高，使得傳統(tǒng)引氣防冰的熱利用效率低。

使用電能作為前緣防冰能量來源時(shí)，在產(chǎn)生與熱氣防冰同樣的加熱量時(shí)，所消耗的能量大大降低。近年來，伴隨著多電/全電飛機(jī)的發(fā)展，促進(jìn)了電防冰系統(tǒng)在機(jī)上應(yīng)用。由于熱氣防冰管路熱慣性較大，熱氣防冰采用周期性除冰加熱控制困難，有些情況下可能會(huì)產(chǎn)生冰脊；相比之下，采用電加熱方式可對(duì)加熱功率進(jìn)行周期性精確控制，使得防冰系統(tǒng)也可使用除冰模式，進(jìn)一步降低能耗。

復(fù)合材料由于重量輕，強(qiáng)度高，在飛機(jī)上大幅使用。飛機(jī)機(jī)翼前緣結(jié)構(gòu)材料也逐步由復(fù)合材料取代傳統(tǒng)金屬材料?；趶?fù)合材料結(jié)構(gòu)減重和提升能量利用效率的考慮，需在具有防/除冰功能的飛機(jī)機(jī)翼前緣結(jié)構(gòu)上集成熱噴涂電熱涂層。

傳統(tǒng)的電熱防/除冰方法是將金屬加熱帶嵌入復(fù)合材料內(nèi)部，用膠粘劑將金屬加熱帶固定。但是，該方法存在如下難以克服的問題，即結(jié)合強(qiáng)度低、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度降低、易損壞、導(dǎo)熱性差、均勻性差。采用噴涂的方法在復(fù)合材料表面形成一體化的電熱涂層，可以有效地起到防/除冰效果，并且能克服上述問題，在飛機(jī)防/除冰方面有廣泛應(yīng)用。另外，由于飛機(jī)上的供電系統(tǒng)比較單一(110V或230V)，而需要防/除冰的部位很多、形狀復(fù)雜多樣、功率要求差別大，對(duì)電熱涂層的電阻率要求范圍也很寬，范圍達(dá)到50×10^-8Ω.m～1000×10^-8Ω.m。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，目的在于提供一種高電阻率電熱涂層及其制備方法和應(yīng)用。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種高電阻率電熱涂層，由CuMn合金粉與玻璃粉的復(fù)合粉經(jīng)熱噴涂法制備而成。

上述方案中，所述CuMn合金粉的組成按質(zhì)量百分比計(jì)為：Cu占80％～90％，Mn占10％～14％，其它元素占3％～6％。

上述方案中，所述CuMn合金粉與玻璃粉的質(zhì)量百分比是100:0～50:50。

上述方案中，所述CuMn合金粉與玻璃粉的質(zhì)量百分比是100:0。

上述方案中，所述CuMn合金粉與玻璃粉的質(zhì)量百分比是80:20。

上述方案中，所述CuMn合金粉與玻璃粉的質(zhì)量百分比是50:50。