[发明专利]一种用于飞机机翼的金属陶瓷复合涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种用于飞机机翼的金属陶瓷复合涂层，其特征在于，所述金属陶瓷复合涂层由金属陶瓷复合粉末喷涂而成，厚度在300μm以上，与基体的拉伸结合强度在15～30MPa；所述金属陶瓷复合粉末为铝与氧化铝或碳化硅的混合物，其中铝与氧化铝的体积比为7:3～4:1；铝与碳化硅的体积比为3:1～9:1。

2.根据权利要求1所述的用于飞机机翼的金属陶瓷复合涂层，其特征在于，所述基体包括碳纤维增强聚合物或轻量化合金；所述碳纤维增强聚合物包括碳纤维增强聚醚醚酮或碳纤维增强环氧树脂，所述轻量化合金包括铝合金或镁合金。

3.根据权利要求2所述的用于飞机机翼的金属陶瓷复合涂层，其特征在于，当所述基体为碳纤维增强聚合物时，所述金属陶瓷复合粉末中铝与氧化铝的体积比为3:1～4:1，铝与碳化硅的体积比为7:1～9:1。

4.根据权利要求2所述的用于飞机机翼的金属陶瓷复合涂层，其特征在于，当所述基体为轻量化合金时，所述金属陶瓷复合粉末中铝与氧化铝的体积比为7:3～3.1，铝与碳化硅的体积比为3:1～7:1。

5.根据权利要求2所述的用于飞机机翼的金属陶瓷复合涂层，其特征在于，所述金属陶瓷复合涂层与碳纤维增强聚合物基体的拉伸结合强度为15～20MPa，与轻量化合金基体拉伸结合强度在25～30MPa。

6.根据权利要求1～5任一项所述的用于飞机机翼的金属陶瓷复合涂层的制备方法，其特征在于，包括步骤：

(1)清洗基体；

(2)制备金属陶瓷复合粉末；

(3)基体表面冷喷涂金属陶瓷复合涂层。

7.根据权利要求6所述的用于飞机机翼的金属陶瓷复合涂层的制备方法，其特征在于，所述清洗基体的步骤包括：将基体于丙酮中超声清洗5～10分钟，干燥处理后得到表面洁净的基体。

8.根据权利要求6所述的用于飞机机翼的金属陶瓷复合涂层的制备方法，其特征在于，所述金属陶瓷复合粉末的制备包括步骤：

(1)将铝粉经150～250目筛子过筛后，在100～120℃条件下保温1～2h；

(2)将氧化铝/碳化硅粉末球磨1～2h后，再经700～900目筛子过筛，在100～120℃条件下保温1～2h；

(3)将干燥后铝粉和氧化铝/碳化硅粉末机械混合1h得到所述金属陶瓷复合粉末。

9.根据权利要求6所述的用于飞机机翼的金属陶瓷复合涂层的制备方法，其特征在于，所述冷喷涂工艺参数：冷喷涂的主气压力为1.0～3.5MPa，送粉气压为0.5～2.5MPa，主气温度为150～400℃喷涂粉末流量为30～80g/min，喷涂距离为25～40mm，喷枪移动速度为20～60mm/s，涂层喷涂遍数为1～3遍。

10.根据权利要求6所述的用于飞机机翼的金属陶瓷复合涂层的制备方法，其特征在于，当基体为铝合金时，所述冷喷涂工艺参数：冷喷涂的主气压力为3.0MPa，送粉气压为2.2MPa，主气温度为300℃，喷涂粉末流量为60g/min，喷涂距离为30mm，喷枪移动速度为50mm/s，涂层喷涂遍数为3遍；

当基体为碳纤维增强聚醚醚酮时，所述冷喷涂工艺参数：冷喷涂的主气压力为2.5MPa，送粉气压为2.2MPa，主气温度为200℃，喷涂粉末流量为60g/min，喷涂距离为30mm，喷枪移动速度为50mm/s，涂层喷涂遍数为3遍。