[發(fā)明專利]一種用于樹脂基復合材料的復合涂層的制備方法和裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210377638.1
• 申請日: 2022-04-12
• 公開（公告）號: CN114950919B
• 公開（公告）日: 2023-07-04
• 發(fā)明（設計）人: 王海斗;劉明;彭啟清;馬國政;黃艷斐;周新遠;邢志國;郭偉玲;董麗虹
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍陸軍裝甲兵學院
• 主分類號: B05D7/24
• 分類號: B05D7/24;B05D7/02;B05D1/12;B05D3/00;C04B35/10;C04B35/622;C09D1/00;C09D161/06;C09D7/61
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理有限公司 11369
• 代理人: 王雪嬌

本發(fā)明公開了一種用于樹脂基復合材料的復合涂層的制備方法，包括以下步驟：制備陶瓷?樹脂復合粉末，所述陶瓷?樹脂復合粉末包括Alsubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;陶瓷、熱固性樹脂和固化劑，所述陶瓷?樹脂復合粉末是半熱固型的復合粉末；采用超音速等離子噴涂，在所述樹脂基復合材料的表面上分別噴涂純Alsubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;陶瓷粉末和所述復合粉末，形成陶瓷?樹脂復合涂層，其中所述純Alsubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;陶瓷粉末通過噴槍內送粉方式送入射流，所述復合粉末通過噴槍外送粉方式送入射流。相應地，本發(fā)明還提供了一種用于樹脂基復合材料的復合涂層的制備裝置。通過本發(fā)明，涂層質量得以提升，而且有效減小了涂層與樹脂基復合材料的熱膨脹差異，提高基體和涂層之間的粘結強度。

技術領域

本發(fā)明涉及材料領域，具體涉及對材料的涂層領域，更具體的是，本發(fā)明涉及一種樹脂基復合材料的復合涂層的制備方法和裝置。

背景技術

樹脂基復合材料是利用碳纖維、芳綸纖維、陶瓷顆粒等作為增強材料的一種高分子聚合物基復合材料(Polymer?matrix?composite,PMC)，與其他傳統(tǒng)結構材料相比，具有質量輕、比強度高、抗疲勞斷裂性好、耐腐蝕、結構穩(wěn)定性好，以及便于大面積整體成型等一系列突出的優(yōu)點，已經廣泛應用于航空航天、船舶建造等高新技術領域，實現結構減重、降低成本、提高經濟效益等目的，但是樹脂基復合材料耐熱性和抗沖蝕性差等局限，使其應用受到了限制。

為克服樹脂基復合材料耐熱性和抗沖蝕性差的局限，用合適的噴涂方法以涂層來覆蓋樹脂基復合材料表面是必要的。

等離子噴涂技術被廣泛應用于制備熱障、耐磨等涂層。等離子射流具有高溫高速及較大的溫度梯度等特性，因而噴涂材料的選擇非常廣泛。作為噴涂材料的一種，氧化鋁Al₂O₃陶瓷具有較高的強度以及較好的耐熱性、耐磨性，且資源豐富、價格便宜，是等離子噴涂耐熱、耐磨涂層的理想材料。但是Al₂O₃的熔點在2000℃以上，而樹脂基復合材料發(fā)生熱分解的溫度只有300～500℃，因而利用Al₂O₃陶瓷作為樹脂基復合材料的涂層成分，實現耐熱性和耐磨性特點，但又不能使樹脂基復合材料發(fā)生分解，成為材料領域不可兼顧的難題。目前尚未見在樹脂基復合材料表面直接等離子噴涂Al₂O₃涂層的研究。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于，提供一種用于樹脂基復合材料的復合涂層的制備方法，避免涂層和樹脂基復合材料之間的熱膨脹差異，利用Al₂O₃陶瓷的耐熱性和耐磨性特點，克服樹脂基復合材料的耐熱性和抗沖蝕性差的缺陷。

一方面，本發(fā)明提供一種用于樹脂基復合材料的復合涂層的制備方法，包括以下步驟：制備陶瓷-樹脂復合粉末，所述陶瓷-樹脂復合粉末包括Al₂O₃陶瓷、熱固性樹脂和固化劑，所述陶瓷-樹脂復合粉末是半熱固型的復合粉末；采用超音速等離子噴涂，在所述樹脂基復合材料(在本文中也被稱為樹脂基體或簡稱基體)的表面上分別噴涂純Al₂O₃陶瓷粉末和所述復合粉末，形成陶瓷-樹脂復合涂層，其中所述純Al₂O₃陶瓷粉末通過噴槍內送粉方式送入射流，所述復合粉末通過噴槍外送粉方式送入射流。

由此，通過熱塑性或熱固性樹脂，并添加一定的固化劑，因而制備的復合粉末是一種半熱固型的復合粉末，可以使得復合粉末中的Al₂O₃陶瓷粉末熔融不充分，使得熱塑性或熱固性樹脂盡量熔融充分但不至于分解，在提高涂層的耐熱和耐磨性能的同時，可以減緩涂層與基體之間的熱膨脹差異。