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高純氧化鋁粉體，還能用來修飛機(jī)？

任丙科技 2025-06-24 | 閱讀：137

近幾年來的飛機(jī)結(jié)構(gòu)件，使用了大量的鋁合金，鋁合金結(jié)構(gòu)件在使用的過程中，因其所處的環(huán)境十分嚴(yán)酷，同時還承受交變或沖擊載荷，常會出現(xiàn)磨損、腐蝕和裂紋等故障，所以研究如何利用新技術(shù)快速高效修復(fù)結(jié)構(gòu)件故障的需求十分迫切。

各類噴涂技術(shù)在飛機(jī)結(jié)構(gòu)件故障修理過程中已展現(xiàn)出其獨(dú)特的優(yōu)勢，而氧化鋁陶瓷粉體因其優(yōu)良的性能和特點，作為原材料已廣泛地應(yīng)用在各類噴涂修復(fù)技術(shù)中，用于修復(fù)典型的飛機(jī)故障件。由此可見，未來關(guān)于高質(zhì)量的氧化鋁粉體的制造和應(yīng)用方面的研究意義重大。

氧化鋁陶瓷粉體修復(fù)結(jié)構(gòu)故障技術(shù)主要依托各類噴涂技術(shù)。噴涂技術(shù)(表面處理)可在普通材料上，制造一個特殊的工作表面，使其具備防腐蝕、耐磨、隔熱、導(dǎo)電、抗氧化、防微波輻射和絕緣等多種功能。常用的主要包括冷噴涂、熱噴涂等技術(shù)，這些技術(shù)在某些飛機(jī)零件修復(fù)中具有獨(dú)特的優(yōu)勢。

冷噴涂氧化鋁陶瓷粉體修復(fù)飛機(jī)結(jié)構(gòu)件故障

冷噴涂技術(shù)是指金屬粒子未發(fā)生融化，而是通過壓縮空氣將其加速到臨界速度以上，通過發(fā)生形變直接沉積到基體表面形成涂層的技術(shù)。據(jù)報道，美國現(xiàn)役多艘航母上均配備攜帶冷噴涂設(shè)備的移動平臺，實時保障航母及艦上裝備戰(zhàn)時修復(fù)需要?？梢?，冷噴涂技術(shù)在裝備修理方面應(yīng)用前景十分廣闊。

冷噴涂常用的噴涂粉體有鋁和氧化鋁粉的混合粉體、純鋁粉、通用的鎳基混合粉體(包括鎳和氧化鋁)等。鋁和氧化鋁粉的混合粉體冷噴涂修理飛機(jī)零件時，可快速地沉積。修復(fù)后零件和涂層間具有較好的結(jié)合力(大于35 MPa)，硬度在46 HB以上，并且具有較好的切削加工性能?？梢杂糜阡?、鋁、鎂及其合金等多種零件的修復(fù)。

熱噴涂氧化鋁陶瓷粉體修復(fù)飛機(jī)結(jié)構(gòu)件故障

熱噴涂主要是利用火焰、電弧、等離子體等熱源將噴涂材料加熱到熔融或半熔狀態(tài)，并加速使粒子碰撞到基體上形成涂層的技術(shù)。與其它表面處理工藝相比，熱噴涂技術(shù)的可噴涂材料更加廣泛。針對鋁合金硬度低、耐磨性差、受損時失效快等缺點，熱噴涂的高抗磨性正好可以彌補(bǔ)它的這些缺點。

熱噴涂層中所含的氧化物(氧化鋁陶瓷粉體等)、氮化物等第二相粒子均可以增加涂層硬度，提高耐磨性，而涂層孔隙尚能保持一層潤滑膜，還能容納因磨損所產(chǎn)生的碎屑，從而使接觸面積保持清潔，起到減磨作用。

氧化鋁涂層的研究方向

氧化鋁陶瓷涂層具有很高的硬度、優(yōu)良的耐磨性和化學(xué)穩(wěn)定性，適用于高溫耐磨損、耐腐蝕等極端工況條件，目前已成為極具潛力的涂層材料。然而，陶瓷涂層都表現(xiàn)一定的脆性，與基體金屬材料的熱膨脹系數(shù)差異較大，在大載荷或有沖擊力作用及摩擦條件下，陶瓷涂層容易產(chǎn)生裂紋，性能得不到充分發(fā)揮，最終失效縮短其使用壽命。因此，陶瓷涂層的強(qiáng)韌化一直是材料表面工程領(lǐng)域研究中的熱點之一。

氧化鋁涂層為了獲得更好的性能，達(dá)到使用要求，提高涂層壽命，目前從噴涂粉體、涂層成分和涂層結(jié)構(gòu)三個方面來著手解決，具體表現(xiàn)為：噴涂粉體逐漸細(xì)化，從微米級向納米級發(fā)展；涂層的成分從單一的氧化鋁向多組元復(fù)合成分涂層發(fā)展；涂層的結(jié)構(gòu)從單層的氧化鋁涂層向多層和梯度涂層方向發(fā)展。經(jīng)過研究人員的苦心鉆研，現(xiàn)在氧化鋁涂層已經(jīng)廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域。

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