CN108385050B - 一种钛酸钾晶须/SiCp复合铝基粉芯丝材、其制备及其应用 - Google Patents

一种钛酸钾晶须/SiCp复合铝基粉芯丝材、其制备及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种钛酸钾晶须/SiCp复合铝基粉芯丝材、其制备及其应用，属于船舶腐蚀防护技术领域。本发明采用钛酸钾晶须对SiCp增强铝基复合材料进行改性，显著改善了采用SiCp增强铝基复合材料制备得到的涂层的耐磨、耐冲击及耐腐蚀性能，从而可以大幅度提高飞行甲板的服役寿命；另外，采用超音速电弧喷涂技术将各组分之间配比不同的钛酸钾晶须/SiCp复合铝基粉芯丝材喷涂在基体上，使所制备的涂层由内到外呈现出逐步升高的硬度梯度，该方法能解决现有技术中不适应船舶现场施工的问题。

Description

一种钛酸钾晶须/SiCp复合铝基粉芯丝材、其制备及其应用
技术领域
本发明涉及一种钛酸钾晶须/SiCp复合铝基粉芯丝材、其制备及其应用，特别涉及一种用于制备复合金属基高耐蚀防滑涂层的材料、其制备及其应用，属于船舶腐蚀防护技术领域。
背景技术
船舶飞机甲板防滑涂层是指大型船舶起降和停泊飞机所配备的特种防滑涂层，按使用区域不同可分为着降区和非着降区甲板防滑涂层；根据其采用材料的不同，又可分为树脂基防滑涂层和金属基防滑涂层。飞行甲板防滑涂层要求具备优良的耐冲击、耐磨损、耐高温性能、在恶劣海洋环境下的耐腐蚀性能以及抗溶剂和抗紫外线性能，特别是应满足以下特殊要求：
(1)可承载5000～15000次大型飞机着陆时的冲击，磨损后的涂层仍能保持高的摩擦系数和耐冲击性；
(2)在干、湿及油性条件下都应具有优良的防滑性，保证飞机及重型设备在恶劣海况下均不滑动；
(3)可耐起降时由于摩擦产生的高温；
(4)使用寿命长，至少应保证二年以上的免维护期，而且维修保养方便。
长期以来，欧美发达国家等大型船舶飞行甲板防滑涂层均以树脂基涂层为主。然而，实践证明树脂基防滑涂层相对于金属基防滑涂层存在着以下主要不足：(1)易老化降解和粉化；(2)摩擦系数不稳定：刚开始时摩擦系数可达1.4，一年后降至0.9，两年后降至0.8，而金属基防滑涂层的摩擦系数可长期稳定在 0.9以上；(3)耐磨性不足：金属基防滑的耐磨性与铸铁相当，高于树脂基防滑涂层5倍以上；(4)施工和高温下会挥发出有毒气体，而金属基防滑涂层不会挥发出有毒气体；(5)与甲板基体结合力差：树脂基涂层结合力最多仅为10～20 MPa，而金属基防滑涂层与基体结合力可达到50MPa以上；(7)耐蚀寿命短：树脂基涂层寿命通常仅为3～5年，而金属基防滑涂层的耐蚀寿命可达15年以上。
20世纪90年代初，美国NKF工程公司曾用电弧喷涂方法把含SiC的铝丝喷涂到舰载机钢质飞行甲板表面，并克服了树脂基复合材料的上述缺点。与此同时，加拿大Duralcan公司的Al-8～12％Al2O3防滑涂层也在美国海军5艘船舶上进行了实践，并取得满意的效果。尤其是近年来，外国海军尤其是美军逐渐加大了对金属基防滑涂层的研究开发力度。例如，为应对当前防滑涂层难以满足使用寿命需求以及高性能新型舰载机连续执行任务的需要，美国海军研究实验室(NRL)2009年对超音速火焰喷涂Ti/Al金属间化合物涂层、电弧喷涂Zn/金属碳化物涂层、等离子喷涂Al2O3涂层以及水泥基聚合物涂层等作为船舶飞行甲板防滑涂层的可行性进行了研究。然而，超音速火焰喷涂和等离子喷涂存在设备庞大，船舶现场施工困难等弊端。
1999年，我国装甲兵工程学院也进行了船舶飞行甲板电弧喷涂Al-10％Al2O3耐磨防滑涂层的研究，涂层摩擦因数为0.7～0.9，结合强度高达22MPa，涂层具有良好的抗热震性能和抗冲击性能，目前已在海军某猎潜艇上进行了应用，经试用防滑效果良好。然而，该涂层由于与甲板基体的结合强度偏低，尚未能满足大型舰载机起降的复杂性能需求。
当前快速发展的超音速电弧喷涂(High Velocity Arc Spray，简称HVAS)是一种优质、高效、经济的表面工程新技术，并且日益成为热喷涂长效防护涂层的主流方向。由于克服了普通电弧喷涂结合强度低、孔隙率和粗糙度高等缺点，超音速电弧喷涂可获得具有良好致密度和非平衡组织的高质量防护涂层，涂层与基体的结合强度可达50MPa(普通电弧喷涂最高仅为20MPa)，因此目前已在海洋及建筑钢结构防腐蚀、电厂和化工锅炉“四管”耐磨耐高温防护及再制造等领域获得大量应用。与超音速火焰喷涂和等离子喷涂相比，超音速电弧喷涂性价比高而且便于现场施工及维护，因此在制备船舶飞行甲板防滑涂层方面具有十分突出的优越性。
SiCp(颗粒状碳化硅)增强铝基复合材料由于具有高比强度、优良的耐磨、耐腐蚀、耐疲劳、低热膨胀系数、低密度、高微屈服强度以及尺寸稳定性等性能，目前已在航空航天、汽车等摩擦磨损领域得到初步广泛应用。实践证明，电弧喷涂SiCp增强铝基复合涂层的耐磨性能可比Al-10％Al2O3涂层提高35％以上，因此近十年来逐步在耐磨防滑涂层领域获得大量应用。然而，单一SiCp增强铝基复合涂层在高载荷磨擦条件下会发生严重的切削和粘着磨损现象。
发明内容
针对现有单一SiCp增强铝基复合涂层存在的问题，本发明的目的在于提供一种钛酸钾晶须/SiCp复合铝基粉芯丝材、其制备及其应用，利用钛酸钾晶须对 SiCp增强铝基复合材料进行复合强化，显著改善了采用SiCp增强铝基复合材料制备得到的涂层的耐磨、耐冲击及耐腐蚀性能；采用超音速电弧喷涂技术制备复合金属基防滑涂层，解决了现有技术中不适应船舶现场施工的难题。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种钛酸钾晶须/SiCp复合铝基粉芯丝材，所述粉芯丝材是以钛酸钾晶须、 SiCp以及铝粉为原料制备而成的；
其中，铝粉的质量与钛酸钾晶须和SiCp的质量之和比为1:9～999:1，优选 (0.5～30):1，更优选(2～9):1；钛酸钾晶须的质量与SiCp的质量比为1:9～9:1，优选(0.5～3):1。
所述粉芯丝材的直径优选1.6mm～3mm，更优选2mm。
本发明所述钛酸钾晶须/SiCp复合铝基粉芯丝材的制备方法，所述方法步骤包括：
步骤1.钛酸钾晶须和SiCp依次用质量分数为5％～30％的稀酸水溶液(盐酸或硝酸)、丙酮清洗并烘干后，再与含环氧树脂的工业纯铝粉浆料进行混合，之后再将混合均匀的浆料置于-0.05MPa～-0.09MPa真空度以及600℃～700℃下保温10min～60min，随炉冷却，得到铝包覆的钛酸钾晶须/SiCp；
步骤2.将铝包覆的钛酸钾晶须/SiCp与铝粉进行球磨混合，得到混合均匀的混合粉体；
步骤3.将混合粉体加入到粉芯丝材成型设备中，选用工业纯铝带为外皮，进行多道轧制及拉拔成粉芯丝材，得到所述粉芯丝材。
步骤1中所述钛酸钾晶须的粒度优选50目～200目。
步骤1中所述SiCp的粒度优选200目～400目。
步骤1中所述含环氧树脂的工业纯铝粉浆料中铝粉的粒度优选100目～400 目。
步骤2中，球磨混合后所得的混合粉体的粒度优选100目～150目。
所述工业纯铝带的厚度为0.1mm～0.3mm，优选0.2mm～0.25mm。
一种本发明所述钛酸钾晶须/SiCp复合铝基粉芯丝材的应用，采用所述粉芯丝材制备复合金属基防滑涂层的步骤如下：
步骤1.将待喷涂基体的表面进行除油污以及喷砂处理，使其表面清洁度达到Sa2.5级以上；
步骤2.将所述粉芯丝材采用超音速电弧喷涂方法在处理后的基体表面进行 3次以上喷涂，得到复合金属基防滑涂层；
其中，每次喷涂工艺参数分别独立为：喷涂电压20V～45V，喷涂电流100 A～400A，喷涂距离100mm～300mm，压缩空气压力0.6MPa～0.9MPa；每次喷涂使用的钛酸钾晶须/SiCp复合铝基粉芯丝材中各组分的含量不同，第一次喷涂所用的钛酸钾晶须/SiCp复合铝基粉芯丝材中铝粉的含量最高，钛酸钾晶须/SiCp的含量最低，随着喷涂次数的增加，喷涂使用的钛酸钾晶须/SiCp复合铝基粉芯丝材中的铝粉含量逐渐降低，钛酸钾晶须/SiCp的含量逐渐升高，相邻两次喷涂所采用的两种钛酸钾晶须/SiCp复合铝基粉芯丝材中铝粉的质量百分数差值优选 2％～30％，从而在基体上得到由内到外呈现出逐步升高的硬度梯度。
所述复合金属基防滑涂层的厚度优选100μm～500μm。
有益效果：
本发明所述的钛酸钾晶须/SiCp复合铝基粉芯丝材制备中，利用真空包覆技术在钛酸钾晶须和SiCp表面包覆一层金属铝，可以有效增强钛酸钾晶须和SiCp与Al的润湿性；钛酸钾晶须是一种具有高硬度、高耐磨、高绝热、高红外反射性以及高化学稳定性的新型的针状单晶纤维，所以在SiCp增强铝基复合涂层中加入钛酸钾晶须后，可以显著增强涂层的耐磨、耐冲击及耐腐蚀性能，从而大大提高飞行甲板的服役寿命。同时，采用超音速电弧喷涂技术将各组分之间配比不同的的钛酸钾晶须/SiCp复合铝基粉芯丝材喷涂在基体上，使所制备的涂层由内到外呈现出逐步升高的硬度梯度，该方法能解决现有技术中不适应船舶现场施工的问题。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明做进一步说明。
以下实施例中：
钛酸钾晶须：粒度50目、粒度100目以及粒度150目的钛酸钾均购买于上海卡吉特化工科技有限公司；
SiCp：粒度300目，购买于河南超华硅液有限公司；
含环氧树脂的工业纯铝粉浆料：150目～200目、200目～250目以及300目～400目的含环氧树脂的工业纯铝粉浆料均购买于济南化茂化工有限公司；
粉芯丝材成型设备：BSJ-3型直送式拔丝机，哈尔滨工业大学喷涂研究中心。
实施例1
一种钛酸钾晶须/SiCp复合铝基粉芯丝材的制备步骤如下：
步骤1.将粒度为150目的钛酸钾晶须和SiCp依次用质量分数为10％的盐酸水溶液、丙酮进行超声清洗并烘干；然后，将清洗后的钛酸钾晶须和SiCp与过量的含环氧树脂的工业纯铝粉浆料(铝粉粒度为300目～400目)在球磨机中混合均匀，再将混合均匀的浆料置于真空电阻炉中，在-0.08MPa真空度以及680℃下包覆15min后，随炉冷却，得到铝包覆的钛酸钾晶须/SiCp；
步骤2.先将铝包覆的钛酸钾晶须/SiCp球磨粉碎成粒度为100目～200目的颗粒，然后与铝粉球磨混合，得到粒度为100目～150目的混合粉体；
步骤3.将混合粉体加入到粉芯丝材成型设备中，选用厚度0.2mm的工业纯铝带为外皮，进行多道轧制及拉拔成直径为2mm的粉芯丝材，即得到钛酸钾晶须/SiCp复合铝基粉芯丝材。
采用上述方法，通过改变步骤2所述混合粉体中铝粉、钛酸钾晶须以及SiCp之间的含量比例关系，其他条件不变，分别制备得到材料Ⅰ、材料Ⅱ和材料Ⅲ三种材料：其中，制备材料Ⅰ的步骤2中所述混合粉体中铝粉：钛酸钾晶须： SiCp的质量比为9.5:0.4:0.1，制备材料Ⅱ的步骤2中所述混合粉体中铝粉：钛酸钾晶须：SiCp的质量比为9:0.5:0.5，制备材料Ⅲ的步骤2中所述混合粉体中铝粉：钛酸钾晶须：SiCp的质量比为8:0.8:1.2。
采用本实施例所制备的三种材料制备复合金属基防滑涂层的步骤如下：
步骤1.用丙酮清洗待喷涂的飞行甲板，并用20目白刚玉砂进行喷砂处理，使飞行甲板的表面清洁度达到Sa 2.5级；
步骤2.在处理后的飞行甲板表面，先将材料Ⅰ采用超音速电弧喷涂方法进行第一次喷涂，采用材料Ⅰ制备的涂层厚度为50μm～80μm；再将材料Ⅱ采用超音速电弧喷涂方法进行第二次喷涂，采用材料Ⅱ制备的涂层厚度为80μm～120 μm；最后将材料Ⅲ采用超音速电弧喷涂方法进行第三次喷涂，采用材料Ⅲ制备的涂层厚度为120μm～150μm，从而在飞行甲板表面得到厚度为250μm～350μm 硬度呈梯度分布的复合金属基防滑涂层；
其中，三次喷涂的工艺参数均为：喷涂电压36V，喷涂电流300A，喷涂距离150mm，压缩空气压力0.8MPa。
实施例2
一种钛酸钾晶须/SiCp复合铝基粉芯丝材的制备步骤如下：
步骤1.将粒度为100目的钛酸钾晶须和SiCp依次用质量分数为15％的盐酸水溶液、丙酮进行超声清洗并烘干；然后，将清洗后的钛酸钾晶须和SiCp与含环氧树脂的工业纯铝粉浆料(铝粉粒度为200目～300目)在球磨机中混合均匀，再将混合均匀的浆料置于真空电阻炉中，在-0.055MPa真空度以及700℃下包覆 20min后，随炉冷却，得到铝包覆的钛酸钾晶须/SiCp；
步骤2.先将铝包覆的钛酸钾晶须/SiCp球磨粉碎成粒度为200目～300目的颗粒，然后与铝粉球磨混合，得到粒度为100目～150目的混合粉体；
步骤3.将混合粉体加入到粉芯丝材成型设备中，选用厚度0.3mm的工业纯铝带为外皮，进行多道轧制及拉拔成直径为3mm的粉芯丝材，即得到钛酸钾晶须/SiCp复合铝基粉芯丝材。
采用上述方法，通过改变步骤2所述混合粉体中铝粉、钛酸钾晶须以及SiCp之间的含量比例关系，其他条件不变，分别制备得到材料Ⅰ、材料Ⅱ和材料Ⅲ三种材料：其中，制备材料Ⅰ的步骤2中所述混合粉体中铝粉：钛酸钾晶须： SiCp的质量比为9:0.5:0.5，制备材料Ⅱ的步骤2中所述混合粉体中铝粉：钛酸钾晶须：SiCp的质量比为8:0.7:1.3，制备材料Ⅲ的步骤2中所述混合粉体中铝粉：钛酸钾晶须：SiCp的质量比为7:1:2。
采用本实施例所制备的三种材料制备复合金属基防滑涂层的步骤如下：
步骤1.用丙酮清洗待喷涂的飞行甲板，并用40目白刚玉砂进行喷砂处理，使飞行甲板的表面清洁度达到Sa 2.5级；
步骤2.在处理后的飞行甲板表面，先将材料Ⅰ采用超音速电弧喷涂方法进行第一次喷涂，采用材料Ⅰ制备的涂层厚度为80μm～120μm；再将材料Ⅱ采用超音速电弧喷涂方法进行第二次喷涂，采用材料Ⅱ制备的涂层厚度为50μm～80 μm；最后将材料Ⅲ采用超音速电弧喷涂方法进行第三次喷涂，采用材料Ⅲ制备的涂层厚度为100μm～120μm，从而在飞行甲板表面得到厚度为230μm～320μm 硬度呈梯度分布的复合金属基防滑涂层；
其中，三次喷涂的工艺参数均为：喷涂电压42V，喷涂电流400A，喷涂距离180mm，压缩空气压力0.9MPa。
实施例3
一种钛酸钾晶须/SiCp复合铝基粉芯丝材的制备步骤如下：
步骤1.将粒度为150目的钛酸钾晶须和SiCp依次用质量分数为20％的盐酸水溶液、丙酮进行超声清洗并烘干；然后，将清洗后的钛酸钾晶须和SiCp与含环氧树脂的工业纯铝粉浆料(铝粉粒度为150目～200目)在球磨机中混合均匀，再将混合均匀的浆料置于真空电阻炉中，在-0.067MPa真空度以及640℃下包覆 20min后，随炉冷却，得到铝包覆的钛酸钾晶须/SiCp；
步骤2.先将铝包覆的钛酸钾晶须/SiCp球磨粉碎成粒度为200目～300目的颗粒，然后与铝粉球磨混合，得到粒度为100目～150目的混合粉体；
步骤3.将混合粉体加入到粉芯丝材成型设备中，选用厚度0.3mm的工业纯铝带为外皮，进行多道轧制及拉拔成直径为2mm的粉芯丝材，即得到钛酸钾晶须/SiCp复合铝基粉芯丝材。
采用上述方法，通过改变步骤2所述混合粉体中铝粉、钛酸钾晶须以及SiCp之间的含量比例关系，其他条件不变，分别制备得到材料Ⅰ、材料Ⅱ、材料Ⅲ和材料Ⅳ四种材料：其中，制备材料Ⅰ的步骤2中所述混合粉体中铝粉：钛酸钾晶须：SiCp的质量比为8.5:1:0.5，制备材料Ⅱ的步骤2中所述混合粉体中铝粉：钛酸钾晶须：SiCp的质量比为8:1:1，制备材料Ⅲ的步骤2中所述混合粉体中铝粉：钛酸钾晶须：SiCp的质量比为7.5:1.5:1，制备材料Ⅳ的步骤2中所述混合粉体中铝粉：钛酸钾晶须：SiCp的质量比为7:2:1。
采用本实施例所制备的四种材料制备复合金属基防滑涂层的步骤如下：
步骤1.用丙酮清洗待喷涂的飞行甲板，并用20目石榴石进行喷砂处理，使飞行甲板的表面清洁度达到Sa 2.5级；
步骤2.在处理后的飞行甲板表面，先将材料Ⅰ采用超音速电弧喷涂方法进行第一次喷涂，采用材料Ⅰ制备的涂层厚度为50μm～100μm；然后将材料Ⅱ采用超音速电弧喷涂方法进行第二次喷涂，采用材料Ⅱ制备的涂层厚度为50 μm～100μm；再将材料Ⅲ采用超音速电弧喷涂方法进行第三次喷涂，采用材料Ⅲ制备的涂层厚度为50μm～80μm；最后将材料Ⅳ采用超音速电弧喷涂方法进行第四次喷涂，采用材料Ⅳ制备的涂层厚度为50μm～80μm，从而在飞行甲板表面得到厚度为200μm～360μm硬度呈梯度分布的复合金属基防滑涂层；
其中，四次喷涂的工艺参数均为：喷涂电压36V，喷涂电流300A，喷涂距离160mm，压缩空气压力0.85MPa。
实施例4
一种钛酸钾晶须/SiCp复合铝基粉芯丝材的制备步骤如下：
步骤1.将粒度为50目的钛酸钾晶须和SiCp依次用质量分数为20％的硝酸水溶液、丙酮进行超声清洗并烘干；然后，将清洗后的钛酸钾晶须和SiCp与含环氧树脂的工业纯铝粉浆料(铝粉粒度为200目～250目)在球磨机中混合均匀，再将混合均匀的浆料置于真空电阻炉中，在-0.075MPa真空度以及600℃下包覆 60min后，随炉冷却，得到铝包覆的钛酸钾晶须/SiCp；
步骤2.先将铝包覆的钛酸钾晶须/SiCp球磨粉碎成粒度为100目～200目的颗粒，然后与铝粉球磨混合，得到粒度为100目～150目的混合粉体；
步骤3.将混合粉体加入到粉芯丝材成型设备中，选用厚度0.25mm的工业纯铝带为外皮，进行多道轧制及拉拔成直径为3mm的粉芯丝材，即得到钛酸钾晶须/SiCp复合铝基粉芯丝材。
采用上述方法，通过改变步骤2所述混合粉体中铝粉、钛酸钾晶须以及SiCp之间的含量比例关系，其他条件不变，分别制备得到材料Ⅰ、材料Ⅱ、材料Ⅲ、材料Ⅳ和材料Ⅴ五种材料：其中，制备材料Ⅰ的步骤2中所述混合粉体中铝粉：钛酸钾晶须：SiCp的质量比为8.5:1:0.5，制备材料Ⅱ的步骤2中所述混合粉体中铝粉：钛酸钾晶须：SiCp的质量比为8:1.5:0.5，制备材料Ⅲ的步骤2中所述混合粉体中铝粉：钛酸钾晶须：SiCp的质量比为7.5:1.5:1，制备材料Ⅳ的步骤2中所述混合粉体中铝粉：钛酸钾晶须：SiCp的质量比为7:2:1，制备材料Ⅴ的步骤2 中所述混合粉体中铝粉：钛酸钾晶须：SiCp的质量比为6:2:2。
采用本实施例所制备的五种材料制备复合金属基防滑涂层的步骤如下：
步骤1.用丙酮清洗待喷涂的飞行甲板，并用40目石英砂进行喷砂处理，使飞行甲板的表面清洁度达到Sa 2.5级；
步骤2.在处理后的飞行甲板表面，先将材料Ⅰ采用超音速电弧喷涂方法进行第一次喷涂，采用材料Ⅰ制备的涂层厚度为30μm～50μm；然后将材料Ⅱ采用超音速电弧喷涂方法进行第二次喷涂，采用材料Ⅱ制备的涂层厚度为30 μm～50μm；再将材料Ⅲ采用超音速电弧喷涂方法进行第三次喷涂，采用材料Ⅲ制备的涂层厚度为50μm～100μm；再将材料Ⅳ采用超音速电弧喷涂方法进行第四次喷涂，采用材料Ⅳ制备的涂层厚度为50μm～100μm；最后将材料Ⅴ采用超音速电弧喷涂方法进行第五次喷涂，采用材料Ⅴ制备的涂层厚度为100μm～120μm，从而在飞行甲板表面得到厚度为260μm～420μm硬度呈梯度分布的复合金属基防滑涂层；
其中，五次喷涂的工艺参数均为：喷涂电压42V，喷涂电流400A，喷涂距离180mm，压缩空气压力0.9MPa。
实施例5
一种钛酸钾晶须/SiCp复合铝基粉芯丝材的制备步骤如下：
步骤1.将粒度为50目的钛酸钾晶须和SiCp依次用质量分数为25％的硝酸水溶液、丙酮进行超声清洗并烘干；然后，将清洗后的钛酸钾晶须和SiCp与含环氧树脂的工业纯铝粉浆料(铝粉粒度为150目～200目)在球磨机中混合均匀，再将混合均匀的浆料置于真空电阻炉中，在-0.065MPa真空度以及620℃下包覆 40min后，随炉冷却，得到铝包覆的钛酸钾晶须/SiCp；
步骤2.先将铝包覆的钛酸钾晶须/SiCp球磨粉碎成粒度为100目～200目的颗粒，然后与铝粉球磨混合，得到粒度为100目～150目的混合粉体；
步骤3.将混合粉体加入到粉芯丝材成型设备中，选用厚度0.25mm的工业纯铝带为外皮，进行多道轧制及拉拔成直径为3mm的粉芯丝材，即得到钛酸钾晶须/SiCp复合铝基粉芯丝材。
采用上述方法，通过改变步骤2所述混合粉体中铝粉、钛酸钾晶须以及SiCp之间的含量比例关系，其他条件不变，分别制备得到材料Ⅰ、材料Ⅱ、材料Ⅲ、材料Ⅳ和材料Ⅴ五种材料：其中，制备材料Ⅰ的步骤2中所述混合粉体中铝粉：钛酸钾晶须：SiCp的质量比为8.5:1:0.5，制备材料Ⅱ的步骤2中所述混合粉体中铝粉：钛酸钾晶须：SiCp的质量比为8:0.5:1.5，制备材料Ⅲ的步骤2中所述混合粉体中铝粉：钛酸钾晶须：SiCp的质量比为7.5:1.5:1，制备材料Ⅳ的步骤2中所述混合粉体中铝粉：钛酸钾晶须：SiCp的质量比为7:1.5:1.5，制备材料Ⅴ的步骤 2中所述混合粉体中铝粉：钛酸钾晶须：SiCp的质量比为6:1:3。
采用本实施例所制备的五种材料制备复合金属基防滑涂层的步骤如下：
步骤1.用丙酮清洗待喷涂的飞行甲板，并用30目石英砂进行喷砂处理，使飞行甲板的表面清洁度达到Sa 2.5级；
步骤2.在处理后的飞行甲板表面，先将材料Ⅰ采用超音速电弧喷涂方法进行第一次喷涂，采用材料Ⅰ制备的涂层厚度为40μm～60μm；然后将材料Ⅱ采用超音速电弧喷涂方法进行第二次喷涂，采用材料Ⅱ制备的涂层厚度为40μm～ 60μm；再将材料Ⅲ采用超音速电弧喷涂方法进行第三次喷涂，采用材料Ⅲ制备的涂层厚度为60μm～120μm；再将材料Ⅳ采用超音速电弧喷涂方法进行第四次喷涂，采用材料Ⅳ制备的涂层厚度为60μm～120μm；最后将材料Ⅴ采用超音速电弧喷涂方法进行第五次喷涂，采用材料Ⅴ制备的涂层厚度为120μm～140μm，从而在飞行甲板表面得到厚度为320μm～500μm硬度呈梯度分布的复合金属基防滑涂层；
其中，五次喷涂的工艺参数均为：喷涂电压42V，喷涂电流400A，喷涂距离170mm，压缩空气压力0.8MPa。
性能表征
分别对实施例1～5所制备的复合金属基基防滑涂层的耐中性盐雾、结合强度、磨损量和摩擦系数等性能进行相关测试。其中，耐中性盐雾试验按照标准 GB/T 10125-1997《人造气氛腐蚀试验-盐雾试验》进行测试，各实施例所制备的复合金属基防滑涂层的耐蚀性测试结果详见表1；结合强度按照标准GB/T 8642-2002《热喷涂抗拉结合强度的测定》进行测试，各实施例所制备的复合金属基防滑涂层的结合强度测试结果详见表2；耐磨损性试验按照标准GB/T 1768-2006《色漆和清漆耐磨性的测定-旋转橡胶砂轮法》进行测定，各实施例所制备的复合金属基防滑涂层的磨损数据详见表3；摩擦系数测试采用CETR公司生产的UMT-3型多功能摩擦磨损试验机进行往复摩擦磨损试验，试样采用150 mm×100mm的钢板(氯丁橡胶夹装在下方)，加载力2.7Kg，使用40mm×10 mm×4mm的氯丁橡胶与试样表面相对运动引起的摩擦进行摩擦系数测试：加载力15N，相对运动速度5mm/s，往返行程70mm，各实施例所制备的复合金属基防滑涂层的摩擦系数数据详见表4。
表1
实施例 1 2 3 4 5
耐蚀性(h) 3000 3120 3360 3600 3480
表2
实施例 1 2 3 4 5
结合强度(Mpa) 54 53 55 56 54
表3
实施例 1 2 3 4 5
原始重量(g) 561.85 568.29 572.36 574.21 577.36
5000h后重量(g) 557.36 566.17 570.54 571.83 574.82
重量损失(g) 4.49 2.12 1.82 2.38 2.54
质量损失率(％) 0.79 0.37 0.32 0.41 0.44
表4
实施例 1 2 3 4 5
原始摩擦系数 1.1 1.1 1.1 1.1 1.0
5000h后摩擦系数 1.0 0.9 1.0 1.0 0.9
由表1～4的测试结果可知，采用本发明所述材料制备的复合金属基防滑涂层具有优异的耐蚀性、耐冲击性和抗磨损性，在船舶飞行甲板上可服役3～5年，并且该技术现场施工及维护方便，可在船舶飞行甲板防滑涂层领域推广应用。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种钛酸钾晶须/SiCp复合铝基粉芯丝材的应用，其特征在于：采用所述粉芯丝材制备复合金属基防滑涂层的步骤如下，
步骤1.将待喷涂基体的表面进行清洁处理，使其表面清洁度达到Sa 2.5级以上；
步骤2.将所述粉芯丝材采用超音速电弧喷涂方法在处理后的基体表面进行3次以上喷涂，得到复合金属基防滑涂层；
其中，每次喷涂工艺参数分别独立为：喷涂电压20V～45V，喷涂电流100A～400A，喷涂距离100mm～300mm，压缩空气压力0.6MPa～0.9MPa；随着喷涂次数的增加，所采用的钛酸钾晶须/SiCp复合铝基粉芯丝材中铝粉的质量百分数依次递减；
所述粉芯丝材是以钛酸钾晶须、SiCp以及铝粉为原料制备而成的；
其中，铝粉的质量与钛酸钾晶须和SiCp的质量之和比为1:9～999:1，钛酸钾晶须的质量与SiCp的质量比为1:9～9:1。
2.根据权利要求1所述的一种钛酸钾晶须/SiCp复合铝基粉芯丝材的应用，其特征在于：铝粉的质量与钛酸钾晶须和SiCp的质量之和比为(0.5～30):1。
3.根据权利要求1所述的一种钛酸钾晶须/SiCp复合铝基粉芯丝材的应用，其特征在于：钛酸钾晶须的质量与SiCp的质量比为(0.5～3):1。
4.根据权利要求1所述的一种钛酸钾晶须/SiCp复合铝基粉芯丝材的应用，其特征在于：所述钛酸钾晶须/SiCp复合铝基粉芯丝材的直径为1.6mm～3mm。
5.如权利要求1至4任一项所述的钛酸钾晶须/SiCp复合铝基粉芯丝材的应用，其特征在于：所述粉芯丝材的制备方法步骤包括，
步骤1.钛酸钾晶须和SiCp依次用质量分数为5％～30％的稀酸水溶液、丙酮清洗并烘干后，再与含环氧树脂的工业纯铝粉浆料进行混合，之后再将混合均匀的浆料置于-0.05MPa～-0.09MPa真空度以及600℃～700℃下保温10min～60min，得到铝包覆的钛酸钾晶须/SiCp；
步骤2.将铝包覆的钛酸钾晶须/SiCp与铝粉进行球磨混合，得到混合均匀的混合粉体；
步骤3.将混合粉体加入到粉芯丝材成型设备中，选用工业纯铝带为外皮，进行多道轧制及拉拔成粉芯丝材，得到所述粉芯丝材；
其中，所述稀酸水溶液为盐酸水溶液或硝酸水溶液。
6.根据权利要求5所述的一种钛酸钾晶须/SiCp复合铝基粉芯丝材的应用，其特征在于：步骤1中，所述钛酸钾晶须的粒度为50目～200目，所述SiCp的粒度为200目～400目，所述含环氧树脂的工业纯铝粉浆料中铝粉的粒度为100目～400目。
7.根据权利要求5所述的一种钛酸钾晶须/SiCp复合铝基粉芯丝材的应用，其特征在于：步骤2中，球磨混合后所得的混合粉体的粒度为100目～150目。
8.根据权利要求5所述的一种钛酸钾晶须/SiCp复合铝基粉芯丝材的应用，其特征在于：所述工业纯铝带的厚度为0.1mm～0.3mm。
9.根据权利要求1所述的一种钛酸钾晶须/SiCp复合铝基粉芯丝材的应用，其特征在于：相邻两次喷涂所采用的两种钛酸钾晶须/SiCp复合铝基粉芯丝材中铝粉的质量百分数差值为2％～30％。
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