中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所高溫復(fù)合材料與涂層技術(shù)研究組從事復(fù)合粉體材料、涂層制備及其應(yīng)用技術(shù)研究已有30多年的歷史，多年來(lái)承擔(dān)了幾十項(xiàng)國(guó)家、科學(xué)院重點(diǎn)科研項(xiàng)目，獲得多項(xiàng)國(guó)家、部級(jí)科技成果獎(jiǎng)。目前主要產(chǎn)品包括復(fù)合粉末和超細(xì)粉末兩大系列。
復(fù)合粉末以金屬或化合物顆粒為核心，表面包覆一層金屬或合金材料。復(fù)合粉末的多組份使其具有特殊的性能，通過(guò)熱噴涂能形成自結(jié)合、耐磨、高溫抗氧化、可磨耗封嚴(yán)、隔熱和低摩擦自潤(rùn)滑等涂層，廣泛應(yīng)用于航空、交通運(yùn)輸、石油、能源、化工和冶金等部門(mén)。
用先進(jìn)方法生產(chǎn)的超細(xì)粉末具有粒度細(xì)，分布均勻，純度高等特點(diǎn)，由于其高表面、高活性的高分散性而廣泛應(yīng)用于電子、吸波、防腐及特殊功能材料等領(lǐng)域。
1. 風(fēng)扇與低壓壓氣機(jī)封嚴(yán)涂層材料
名稱(chēng) | 牌號(hào) | 成分 | 應(yīng)用 |
鎳包石墨 （Ni/C） | CM03 | Ni含量50%~85%，也可根據(jù)用戶(hù)要求調(diào)整。可包覆人造、天然石墨。 | 涂層潤(rùn)滑性好，硬度低，用于火焰或等離子噴涂480℃以下飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)部位可磨耗封嚴(yán)。已成功用于我國(guó)眾多WP及WS發(fā)動(dòng)機(jī)。 |
鎳鉻鋁包石墨 （NiCrAl/C） | CM59 | Ni 70~76% Cr 7.5~11.5% Al 2.2~4.2% C 余量 | 低摩擦自潤(rùn)滑減磨涂層材料，工作溫度400-600℃，用于等離子、火焰噴涂航空發(fā)動(dòng)機(jī)的壓氣機(jī)部件的可磨封嚴(yán)涂層。 |
鎳銅鋁包石墨 （NiCuAl/C） | CM43 | Ni 31~36% Cu 46~52% Al 4~7% C 余量 | 低摩擦涂層材料，具有良好的自潤(rùn)滑性能，韌性好。工作溫度400-600℃。火焰噴涂、等離子噴涂航空發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)部件可磨封嚴(yán)涂層，抗鹽霧腐蝕性能優(yōu)于Ni/C涂層。 |
銅鋁包氮化硼（CuAl/BN） | CM80 | Cu ~67.5% Al ~7.5% BN余量 | 用于等離子噴涂防鈦火封嚴(yán)涂層，工作溫度500℃以下。 |
鋁硅氮化硼（AlSi/BN） | CM47 | AlSi ~65% BN ~25% 粘結(jié)劑 ~10% | 450℃以下飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)部位可磨耗封嚴(yán)涂層材料。 |
鋁硅石墨 （AlSi/C） | CM50 | AlSi ~68% C ~22% 粘結(jié)劑 ~10% | 用于風(fēng)扇、壓氣機(jī)封嚴(yán)，在415℃以下可替代Ni/C。 |
鋁氮化硼 （Al/BN） | CM42 | Al 65~70% 粘結(jié)劑 ~10% BN 余量 | 用于450℃以下壓氣機(jī)部位可磨耗封嚴(yán)涂層，大量應(yīng)用于WP、WS發(fā)動(dòng)機(jī)。 |
鋁硅聚苯酯 （AlSi/P.B.） | CM44 | AlSi ~52% P.B. ~40% 粘結(jié)劑 ~8% | 用于350℃以下風(fēng)扇、壓氣機(jī)封嚴(yán)，作用基本同于Ni/C。 |
2. 高壓壓氣機(jī)、篦齒封嚴(yán)涂層材料
名稱(chēng) | 牌號(hào) | 成分 | 應(yīng)用 |
鎳鋁包氮化硼（NiAl/BN） | CM53 | Ni 59~63% Al 8~10% 粘結(jié)劑4~6% BN余量 | 壓氣機(jī)葉尖和蓖齒封嚴(yán)，用于等離子噴涂，使用溫度<800oC。 |
鎳銅包氮化硼（NiCu/BN） | CM54 | Ni 56~62% Cu 15~20% BN余量 | 壓氣機(jī)葉尖和蓖齒封嚴(yán)，用于等離子噴涂，抗鹽霧腐蝕，使用溫度<750oC。 |
鎳銅鋁包氮化硼（NiCuAl/BN） | CM55 | Ni 60~62% Cu 8~10% Al 5~7% BN 余量 | 壓氣機(jī)葉尖和蓖齒封嚴(yán)，用于等離子噴涂，抗鹽霧腐蝕，使用溫度<800oC。 |
鎳鉻鋁包氮化硼（NiCrAl/BN） | CM48 | Ni 58~60% Cr 10~13% Al 1.5~2.5% BN余量 | 高壓壓氣機(jī)和渦輪部位封嚴(yán)，用于等離子噴涂，使用溫度<815oC。 |
鎳包氮化硼 （Ni/BN） | CM52 | Ni 71%，可根據(jù)用戶(hù)需求進(jìn)行調(diào)整。 | 壓氣機(jī)葉尖和蓖齒封嚴(yán)，用于等離子噴涂，使用溫度<700oC。 |
鎳包硅藻土 （Ni/D.e） | CM04 | 可根據(jù)用戶(hù)需求調(diào)整。 | 用于發(fā)動(dòng)機(jī)葉尖750oC以下可磨耗封嚴(yán)涂層材料。 |
鎳鉻鋁包膨潤(rùn)土 （NiCrAl/B.e） | CM29 | Ni 58~62% Cr 4~8% Al 2.5~4.5% B.e余量 | 用于發(fā)動(dòng)機(jī)葉尖700oC以下可磨耗封嚴(yán)涂層材料。 |
3. 低、高壓渦輪封嚴(yán)涂層材料
名稱(chēng) | 牌號(hào) | 成分 | 應(yīng)用 |
鎳鉻鋁包硅藻土 （NiCrAl/D.e） | CM46 | Ni 60~65% Cr 8~12% Al 2.5~3.5% D.e余量 | 用于火焰和等離子噴涂高壓渦輪封嚴(yán)（<1000oC）涂層， 具高溫抗氧化、可磨耗性和耐蝕性能，已大量使用。 |
鎳鉻鋁包空心二氧化硅（NiCrAl/SiO2） | CM49 | Ni 54~57% Cr 10~13% Al 1.5~2.5% SiO2余量 | 用于火焰和等離子噴涂高壓渦輪封嚴(yán)（~1100oC）涂層， 具高溫抗氧化、可磨耗性和耐蝕性能，已大量使用。 |
鎳鉻包硅藻土（NiCr/D.e） | CM26 | Ni 60%, Cr15%, D.e余量，或者根據(jù)用戶(hù)需求進(jìn)行調(diào)整。 | 具高溫抗氧化、耐磨、耐蝕性能。適用于850℃左右可磨耗封嚴(yán)涂層，已大量使用。 |
鎳鈷鉻鋁釔-氧化鋯（NiCoCrAlY/ZrO2） | CM24 | 根據(jù)用戶(hù)需求進(jìn)行調(diào)整。 | 用于等離子噴涂高壓渦輪封嚴(yán)（~1150oC）涂層。 |
鎳鈷鉻鋁釔-氧化鋯-氮化硼（NiCoCrAlY/(ZrO2+BN)） | CM25 | 根據(jù)用戶(hù)需求進(jìn)行調(diào)整。 | 用于等離子噴涂高壓渦輪封嚴(yán)（~1150oC）涂層。 |
鎳鈷鉻鋁釔-石墨（NiCoCrAlY/C） | CM19 | 根據(jù)用戶(hù)需求進(jìn)行調(diào)整。 | 用于等離子噴涂高壓渦輪封嚴(yán)（~1100oC）涂層。 |
鎳鈷鉻鋁釔-聚苯酯（NiCoCrAlY/(P.B.)） | CM20 | 根據(jù)用戶(hù)需求進(jìn)行調(diào)整。 | 用于等離子噴涂高壓渦輪封嚴(yán)（~1100oC）涂層。 |
4. 刷式封嚴(yán)涂層材料
名稱(chēng) | 牌號(hào) | 成分 | 應(yīng)用 |
鎳鉻包碳化鉻氟化物共晶（NiCr/Cr3C2-BaF2?CaF2） | CM70 | 25NiCr/Cr3C2- 5BaF2?CaF2 成分可調(diào) | 采用超音速火焰噴涂或者爆炸噴涂，用于700℃以下航空發(fā)動(dòng)機(jī)刷式密封或其他需要固體潤(rùn)滑的機(jī)械零部件。 |
鎳鈷鉻鋁釔包氧化鋁（NiCoCrAlY/Al2O3） | CM22 | NiCoCrAlY30% Al2O370% 成分可調(diào) | 采用超音速火焰噴涂，用于840℃以下航空發(fā)動(dòng)機(jī)刷式密封或其他需要固體潤(rùn)滑的機(jī)械零部件。 |
鎳鈷鉻鋁釔包氧化鋁·氮化硼（NiCoCrAlY/Al2O3·BN） | CM23 | NiCoCrAlY25% Al2O370% BN5% 成分可調(diào) | 采用超音速火焰噴涂，用于840℃以下航空發(fā)動(dòng)機(jī)刷式密封或其他需要固體潤(rùn)滑的機(jī)械零部件。 |
鎳包氟化物共晶 （Ni/BaF2?CaF2） | CM71 | 也可做成NiCr/BaF2?CaF2，成分可調(diào) | 用于700℃以下航空發(fā)動(dòng)機(jī)需要固體潤(rùn)滑的機(jī)械零部件。 |
5. 熱噴涂底層材料
名稱(chēng) | 牌號(hào) | 成分 | 應(yīng)用 |
鎳包鋁 （Ni/Al） | CM01 | Ni 50~80% Al余量 | 放熱型包覆粉末，與基體結(jié)合強(qiáng)度高，主要用于800℃以下火焰或等離子噴涂涂層打底層材料。 |
鋁包鎳 （Al/Ni） | CM66 | Al 4-6% 粘結(jié)劑≤4% Ni余量 | 放熱型包覆粉末，與基體結(jié)合強(qiáng)度高，主要用于800℃以下火焰或等離子噴涂涂層打底層材料。 |
鎳鈷鉻鋁釔合金粉末（NiCoCrAlY） | CM57 | 鎳基高溫合金粉末 | 鎳鈷鉻鋁釔合金粉，可在1100℃左右作高溫打底涂層，也可作為1100℃左右高溫抗氧化工作涂層。用于等離子噴涂工藝作為氧化鋯涂層的過(guò)渡底層最佳。 |
鎳鉻鋁粉末 （NiCrAl） | CM45 | 可以做成合金粉，也可以做成復(fù)合粉 | 鎳鉻鋁合金或者復(fù)合粉,可作高溫打底涂層，也可作為高溫抗氧化工作涂層。復(fù)合粉具有放熱效應(yīng)，結(jié)合強(qiáng)度更高。 |
6. 熱防護(hù)及耐磨涂層材料
名稱(chēng) | 牌號(hào) | 成分 | 應(yīng)用 |
納米氧化鋯粉末 （Y2O3·ZrO2） | CM60 | Y2O3 7~8% 純度≥99.5% 四方相含量＞95% | 具有良好抗高溫、抗熱震、耐沖蝕、耐濕熱和隔熱性能，主要用作熱障涂層材料。已大量用于等離子噴涂發(fā)動(dòng)機(jī)火焰筒、火箭噴管及其它航空部件熱障涂層和耐磨涂層。 |
氧化釔氧化鈰穩(wěn)定氧化鋯粉末 （Y2O3·CeO2·ZrO2） | CM62 | 3Y2O3·12CeO2·ZrO2 | 具有更好的抗高溫、抗熱震、耐沖蝕、耐濕熱和隔熱性能，主要用作熱障涂層材料。用于等離子噴涂發(fā)動(dòng)機(jī)火焰筒、火箭噴管及其它航空部件的熱障涂層和耐磨涂層。 |
鋯酸鑭 （La2Zr2O7） | CM63 | 亦可進(jìn)行La位摻雜Dy、Gd等提高性能。 | 用于＞1200℃高溫?zé)嵴贤繉印?/span> |
鈰酸鑭 （La2Ce2O7） | CM64 | 亦可進(jìn)行La位摻雜Dy、Gd等提高性能。 | 用于＞1200℃高溫?zé)嵴贤繉印?/span> |
鉻酸鈷 （CoCr2O4） | CM95 | 可進(jìn)行Fe、Mn等摻雜、與ZrO2復(fù)合提高隔熱性能等 | 高輻射率涂層，1500℃以下使用，熱輻射系數(shù)可達(dá)0.92。 |
鎳鉻碳化鉻 （NiCr/Cr3C2） | CM27 | 25NiCr或50NiCr，Cr3C2余量 | 涂層堅(jiān)硬致密，是中高溫工況下最理想的耐磨、抗氧化、耐蝕涂層，用于870℃以下航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片、軸類(lèi)表面等的沖蝕磨損、磨粒磨損、微動(dòng)磨損、硬表面磨損。 |
鈷包碳化鎢 （Co/WC） | CM21 | Co一般為12%或者17%，可以根據(jù)用戶(hù)需求調(diào)整 | 涂層堅(jiān)硬致密、具有極優(yōu)的耐磨粒磨損和耐沖蝕磨損性能，是540℃以下硬度極高的耐磨涂層，是抗中低溫磨損最好的涂層，推薦用于發(fā)動(dòng)機(jī)葉片以及軸類(lèi)等抗磨粒、硬面、微動(dòng)和顆粒沖蝕磨損。 |
鎳鉻包碳化鈦鎢（NiCr/WTiC2） | CM28 | Ni26%，Cr10%， WTiC2余量，可以根據(jù)用戶(hù)需求調(diào)整。 | 高硬度，抗氧化，耐磨，耐蝕。使用溫度≤830℃。 |
7. 其它涂層材料
名稱(chēng) | 牌號(hào) | 成分 | 應(yīng)用 |
鎳包氧化鋁（Ni/Al2O3） | CM05 | 鎳量可根據(jù)用戶(hù)需要進(jìn)行調(diào)整，可包覆超細(xì)Al2O3。 | 形成耐高溫、耐磨耐蝕及熱屏蔽涂層。 |
鎳包氧化鋯（Ni/ZrO2） | CM06 | 鎳量可根據(jù)用戶(hù)需要進(jìn)行調(diào)整，可包覆超細(xì)ZrO2。 | 形成耐高溫、耐磨耐蝕及熱屏蔽涂層。 |
鎳包鈦 （Ni/Ti） | CM08 | Ni50%，可根據(jù)用戶(hù)需要進(jìn)行調(diào)整。 | 能形成致密抗沖刷、耐蝕涂層。適用于抗海水中的空泡腐蝕。 |
鎳包碳化硅 （Ni/SiC） | CM13 | Ni 30%，鎳量可根據(jù)用戶(hù)需要進(jìn)行調(diào)整。 | 用于電磁屏蔽涂層及吸波材料、耐磨涂層等。 |
鎳包金剛石 （Ni/C(D)） | CM12 | 鎳量可根據(jù)用戶(hù)需要進(jìn)行調(diào)整。 | 粘結(jié)性良好，用做濕磨砂輪。 |
銅包石墨 （Cu/C） | CM36 | 銅量可根據(jù)用戶(hù)需要進(jìn)行調(diào)整。石墨可為人造、天然石墨或者碳纖維。 | 低摩擦涂層材料，潤(rùn)滑性好，具有良好的機(jī)械性能，導(dǎo)電性能較高。火焰噴涂可磨耗封嚴(yán)材料、或壓制燒結(jié)軸承材料及電弓材料等。 |
鎳包二氧化硅（Ni/SiO2） | CM07 | 鎳量可根據(jù)用戶(hù)需要進(jìn)行調(diào)整，可包覆超細(xì)SiO2。 | 形成耐高溫、耐磨耐蝕涂層。 |
中空鎳?yán)w維 | CM41 | 直徑20~200μm 長(zhǎng)度1~5mm | 金屬氈材料、多孔封嚴(yán)氈、鎳電池電極材料等。 |
另外還采用濕法冶金技術(shù)生產(chǎn)Ni、Cu、Ag、Co等超細(xì)金屬粉末。 |
