專利名稱：用于空氣動(dòng)力部件和結(jié)構(gòu)的抗侵蝕層及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于空氣動(dòng)力部件和結(jié)構(gòu)的抗侵蝕層，以及一種用于制造這樣的抗侵蝕層的方法。
背景技術(shù)：
空氣動(dòng)力部件和結(jié)構(gòu)，例如發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮機(jī)葉片、風(fēng)扇葉片或螺旋槳葉片、直升機(jī)旋翼、機(jī)翼前緣等，依據(jù)它們的工作剖面、在它們那里出現(xiàn)的空氣動(dòng)力負(fù)載以及使用的特殊材料，尤其是在纖維復(fù)合材料的情況下，遭受到由于氣流攜帶的如水、灰塵、較大的顆粒等的顆粒所導(dǎo)致的磨損。流動(dòng)剖面的這樣的侵蝕導(dǎo)致與增加的流動(dòng)阻力和變差的空氣動(dòng)力性能相關(guān)的型面保持性的偏差和破壞。此外，空氣動(dòng)力部件或結(jié)構(gòu)的材料能夠由于形成裂紋而退化。在這樣的構(gòu)件上的用于抗侵蝕的涂層能夠顯著地延緩這種老化。迄今為止，使用具有軟硬層交替的順序的涂層系統(tǒng)來(lái)提供空氣動(dòng)力部件和結(jié)構(gòu)的抗侵蝕。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，提供一種用于空氣動(dòng)力部件和結(jié)構(gòu)的抗侵蝕層，所述抗侵蝕層具有高的性能和耐抗性，并且所述抗侵蝕層以低成本制造。此外，還應(yīng)提供一種用于制造這樣的抗侵蝕層的方法。本發(fā)明通過(guò)具有權(quán)利要求1的特征的用于空氣動(dòng)力部件和結(jié)構(gòu)的抗侵蝕層得以實(shí)現(xiàn)。此外，該目的通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求17以及根據(jù)權(quán)利要求18的用于制造這樣的抗侵蝕層的方法得以實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的有利的實(shí)施形式和改進(jìn)形式在相應(yīng)的從屬權(quán)利要求中說(shuō)明。通過(guò)本發(fā)明提供一種用于空氣動(dòng)力部件和結(jié)構(gòu)的抗侵蝕層，在所述抗侵蝕層中， 在由良好地粘附在空氣動(dòng)力部件或結(jié)構(gòu)上的材料構(gòu)成的粘合層內(nèi)嵌入有大量的硬質(zhì)材料顆粒。硬質(zhì)材料顆粒能夠主要具有在微米范圍內(nèi)的直徑。硬質(zhì)材料顆粒能夠主要具有在納米范圍內(nèi)的直徑。硬質(zhì)材料顆粒能夠主要具有小于200 μ m的直徑。硬質(zhì)材料顆粒能夠主要具有在8 μ m和80 μ m之間的直徑。硬質(zhì)材料顆粒能夠主要具有在0. 8 μ m和8 μ m之間的直徑。硬質(zhì)材料顆粒能夠主要具有在80nm和800nm之間的直徑。硬質(zhì)材料顆粒能夠主要具有在8nm和80nm之間的直徑。硬質(zhì)材料顆粒能夠主要具有小于8nm的直徑。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施形式，硬質(zhì)材料顆粒主要具有相同的直徑。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施形式，硬質(zhì)材料顆粒具有不同的直徑。硬質(zhì)材料顆粒能夠具有上述范圍中的一個(gè)或多個(gè)中的不同的直徑，或者也具有在這些范圍以外的直徑。硬質(zhì)材料顆粒能夠由含有陶瓷、立方氮化硼(CBM)、硅酸鹽、碳化物或(其它)氮化物或者鉆石狀的碳顆粒的材料中的一種或多種組成。
粘合層能夠是金屬的、有機(jī)的或無(wú)機(jī)的。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施形式，粘合層相對(duì)于抗侵蝕層的體積百分比小于60%，最好是小于40%。此外通過(guò)本發(fā)明，提供一種用于制造用于所述種類的空氣動(dòng)力部件和結(jié)構(gòu)的抗侵蝕層的方法，在所述方法中，通過(guò)噴鍍硬質(zhì)材料顆粒和構(gòu)成粘合層的材料的混合物，將抗侵蝕層涂覆在空氣動(dòng)力部件或結(jié)構(gòu)上。此外通過(guò)本發(fā)明，提供一種用于制造用于前述種類的空氣動(dòng)力部件和結(jié)構(gòu)的抗侵蝕層的方法，在所述方法中，通過(guò)構(gòu)成粘合層的材料的蒸鍍，將抗侵蝕層形成在空氣動(dòng)力部件或結(jié)構(gòu)上，其中硬質(zhì)材料顆粒被引入構(gòu)成粘合層的材料的蒸汽云內(nèi)，并且連同該材料一起涂覆或凝結(jié)在空氣動(dòng)力部件或結(jié)構(gòu)上。按照根據(jù)本發(fā)明的方法的有利的實(shí)施形式，在一道工序內(nèi)將抗侵蝕層以希望的層厚涂覆在空氣動(dòng)力部件或結(jié)構(gòu)上。


下面借助于附圖闡述本發(fā)明的實(shí)施例。附圖示出圖1示出空氣動(dòng)力部件或結(jié)構(gòu)的一部分的示意的放大圖，在所述空氣動(dòng)力部件或結(jié)構(gòu)上，涂覆有根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的抗侵蝕層；圖2示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例用于制造在空氣動(dòng)力部件或結(jié)構(gòu)上的抗侵蝕層的方法的示意圖；以及圖3示出根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例用于制造在在空氣動(dòng)力部件或結(jié)構(gòu)上的抗侵蝕層的方法的示意圖。
具體實(shí)施例方式在圖1中示意地且以橫截面示出例如發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮機(jī)葉片、風(fēng)扇葉片或螺旋槳葉片、直升機(jī)旋翼、機(jī)翼前緣或另一產(chǎn)生空氣動(dòng)力效果的構(gòu)件的空氣動(dòng)力部件或結(jié)構(gòu)的一部分。在空氣動(dòng)力部件1上涂敷有抗侵蝕層2，所述抗侵蝕層設(shè)計(jì)成用于防止由于氣流攜帶的如水、灰塵、較大的顆粒等的顆粒所導(dǎo)致的磨損。該抗侵蝕層2包括由良好地粘附在空氣動(dòng)力部件或結(jié)構(gòu)1上的材料構(gòu)成的粘合層3，在所述粘合層內(nèi)嵌入有大量的硬質(zhì)材料顆粒4。硬質(zhì)材料顆粒4通常為微小尺寸或毫微尺寸的微粒，所述微粒能夠主要具有相同的或相似的直徑，或者能夠具有不同的直徑。根據(jù)待保護(hù)的空氣動(dòng)力部件1的種類和性質(zhì)以及負(fù)載，硬質(zhì)材料顆粒通常能夠具有幾納米至多個(gè)微米的直徑。硬質(zhì)材料顆粒4能夠?yàn)槿缦虏牧现械囊环N或多種，即陶瓷、立方氮化硼(CBM)、硅酸鹽、碳化物、其它氮化物或者鉆石狀的碳顆粒。粘合層3能夠是金屬的、有機(jī)的或無(wú)機(jī)的， 例如為適合的金屬層、有機(jī)漆或無(wú)機(jī)粘合劑等。因此，硬質(zhì)材料顆粒4和粘合層3形成系統(tǒng)， 在所述系統(tǒng)中，所述微小尺寸或毫微尺寸的硬質(zhì)材料顆粒4嵌入通過(guò)粘合層3提供的“軟的”結(jié)合件中。粘合層例如低于總的抗侵蝕層2的40%的體積百分比。由于顆粒4的高的硬質(zhì)材料比例，抗侵蝕層2表現(xiàn)為如同固體硬層，并且保護(hù)部件或結(jié)構(gòu)1的位于抗侵蝕層下面的表面。在較大的固體顆粒撞擊時(shí)，由于粘合層3的“軟的”或彈性的性質(zhì)，僅小的硬質(zhì)材料顆粒4被撞擊，而不會(huì)引起在抗侵蝕層2內(nèi)的裂紋。 根據(jù)在圖2中示出的用于制造這樣的抗侵蝕層2的方法的實(shí)施例，該抗侵蝕層通過(guò)噴鍍混合物涂覆在空氣動(dòng)力部件或結(jié)構(gòu)1上，所述混合物由硬質(zhì)材料顆粒4和構(gòu)成粘合層3的材料組成。粘合層3的材料能夠?yàn)榫哂幸粋€(gè)或多個(gè)組分的液態(tài)的可噴鍍的材料；其能夠含有溶劑和/或其它添加劑。硬質(zhì)材料顆粒4和構(gòu)成粘合層3的材料的混合物借助合適的噴鍍?cè)O(shè)備5涂覆，如其在現(xiàn)有技術(shù)中已熟知。在根據(jù)圖3中所示出的本發(fā)明的用于制造在空氣動(dòng)力部件或結(jié)構(gòu)1上的抗侵蝕層 2的方法的實(shí)施例中，將構(gòu)成粘合層3的材料蒸鍍?cè)诓考?上，其中在處理期間，硬質(zhì)材料顆粒4被引入構(gòu)成粘合層3的材料的蒸汽云內(nèi)，并且連同該材料一起凝結(jié)在部件1上。首先分開地進(jìn)行粘合層3的材料和硬質(zhì)材料顆粒4的供給；在它們混合后，這些材料然后共同凝結(jié)在部件1上，使得它們形成均勻的、均一的抗侵蝕層2。蒸鍍借助于蒸鍍?cè)O(shè)備6來(lái)進(jìn)行，所述蒸鍍?cè)O(shè)備在圖3中僅示意地示出，并且其在現(xiàn)有技術(shù)中是已知的。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，抗侵蝕層2在一道工序中以希望的層厚d涂覆。層厚 d能夠在納米范圍內(nèi)，其也能夠在微米范圍內(nèi)，并且能夠?yàn)橐缓撩谆驇缀撩椎男〔糠?。需要時(shí)還能夠附加地在抗侵蝕層2上涂覆覆蓋層，例如能夠提供特別的光滑這樣的覆蓋層，或者只是用于美觀的目的的這樣的覆蓋層，例如涂料層。附圖標(biāo)記列表1空氣動(dòng)力部件或結(jié)構(gòu)2抗侵蝕層3粘合層4硬質(zhì)材料顆粒5噴鍍?cè)O(shè)備6蒸鍍?cè)O(shè)備
權(quán)利要求
1.一種用于空氣動(dòng)力部件和結(jié)構(gòu)的抗侵蝕層，其特征在于，在由良好地粘附在所述空氣動(dòng)力部件或結(jié)構(gòu)(1)上的材料構(gòu)成的粘合層(3)內(nèi)嵌入有大量的硬質(zhì)材料顆粒(4)。
2.如權(quán)利要求1所述的抗侵蝕層，其特征在于，所述硬質(zhì)材料顆粒(4)主要具有在微米范圍內(nèi)的直徑。
3.如權(quán)利要求1所述的抗侵蝕層，其特征在于，所述硬質(zhì)材料顆粒(4)主要具有在納米范圍內(nèi)的直徑。
4.如權(quán)利要求2所述的抗侵蝕層，其特征在于，所述硬質(zhì)材料顆粒(4)主要具有小于 200 μ m的直徑。
5.如權(quán)利要求2所述的抗侵蝕層，其特征在于，所述硬質(zhì)材料顆粒(4)主要具有在 8μπι禾口 80 μ m之間的直徑。
6.如權(quán)利要求2所述的抗侵蝕層，其特征在于，所述硬質(zhì)材料顆粒(4)主要具有在 0. 8 μ m禾口 8 μ m之間的直徑。
7.如權(quán)利要求3所述的抗侵蝕層，其特征在于，所述硬質(zhì)材料顆粒(4)主要具有在 80nm和800nm之間的直徑。
8.如權(quán)利要求3所述的抗侵蝕層，其特征在于，所述硬質(zhì)材料顆粒(4)主要具有在8nm 和80nm之間的直徑。
9.如權(quán)利要求3所述的抗侵蝕層，其特征在于，所述硬質(zhì)材料顆粒(4)主要具有小于 8nm的直徑。
10.如權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的抗侵蝕層，其特征在于，所述硬質(zhì)材料顆粒(4) 主要具有相同的直徑。
11.如權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的抗侵蝕層，其特征在于，所述硬質(zhì)材料顆粒(4) 具有不同的直徑。
12.如權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的抗侵蝕層，其特征在于，所述硬質(zhì)材料顆粒(4) 由含有陶瓷、立方氮化硼、硅酸鹽、碳化物或其它氮化物或者鉆石狀的碳顆粒的材料中的一種或多種組成。
13.如權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)所述的抗侵蝕層，其特征在于，所述粘合層(3)是金屬的。
14.如權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)所述的抗侵蝕層，其特征在于，所述粘合層(3)是有機(jī)的。
15.如權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)所述的抗侵蝕層，其特征在于，所述粘合層(3)是無(wú)機(jī)的。
16.如權(quán)利要求1至15中任一項(xiàng)所述的抗侵蝕層，其特征在于，所述粘合層(3)相對(duì)于所述抗侵蝕層(2)的體積百分比小于60%，最好是小于40%。
17.一種用于制造如權(quán)利要求1至16中任一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的抗侵蝕層的方法，其特征在于，通過(guò)噴鍍所述硬質(zhì)材料顆粒(4)和構(gòu)成所述粘合層(3)的材料的混合物，將所述抗侵蝕層(2)涂覆在所述空氣動(dòng)力部件或結(jié)構(gòu)(1)上。
18.一種用于制造如權(quán)利要求1至16中任一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的抗侵蝕層的方法，其特征在于，通過(guò)將構(gòu)成所述粘合層(3)的材料的蒸鍍?cè)谒隹諝鈩?dòng)力部件或結(jié)構(gòu)(1)上來(lái)形成所述抗侵蝕層(2)，其中所述硬質(zhì)材料顆粒(4)被引入構(gòu)成所述粘合層(3)的所述材料的蒸汽云內(nèi)，并且連同該材料一起涂覆在所述空氣動(dòng)力部件或結(jié)構(gòu)(1)上。
19.如權(quán)利要求17或18所述的方法，其特征在于，在一道工序內(nèi)將所述抗侵蝕層(2) 以希望的層厚(d)涂覆在所述空氣動(dòng)力部件或結(jié)構(gòu)(1)上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于空氣動(dòng)力部件或結(jié)構(gòu)(1)的抗侵蝕層，以及一種用于制造這樣的抗侵蝕層的方法。在由良好地粘附在所述空氣動(dòng)力部件或結(jié)構(gòu)(1)上的材料構(gòu)成的粘合層(3)內(nèi)嵌入有大量的微小尺寸或毫微尺寸的硬質(zhì)材料顆粒(4)。所述抗侵蝕層(2)能夠通過(guò)噴鍍或蒸鍍涂覆。
文檔編號(hào)C23C30/00GK102216566SQ200980144750
公開日2011年10月12日 申請(qǐng)日期2009年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月10日
發(fā)明者于爾根·施泰因萬(wàn)德爾, 埃爾溫·拜爾 申請(qǐng)人:空中客車營(yíng)運(yùn)有限公司