本发明涉及石墨烯涂层技术领域，具体涉及一种燃气涡轮叶片石墨烯涂层薄膜及其制备方法。
背景技术：
石墨烯材料主要是碳原子和稀土氧化物原子复合而成，这种复合性碳原子保护共性材料，使基础材料强度增强，形成了超保护薄膜，从而改变了隔热系数。由石墨烯材料衍生出的石墨烯涂层是一种新型功能性涂料，广泛应用于航空、航天、船舶、石油化工、冶金、电子等领域。
目前，热障涂层在发动机燃气涡轮叶片上的应用主要采用冷喷涂工艺和热喷涂工艺两种。由于现有技术满足不了我国高端装备生产工艺制备过程中的一般要求，直接影响到石墨烯制备薄膜的质量和成本问题，我国航空发动机的发展面临着巨大压力。相关数据统计显示，西方国家飞机发动机燃气涡轮叶片寿命一般在2000小时以上，而我国目前使用的还是两代半机热障涂层技术，发动机燃气涡轮叶片寿命只有400小时左右。
技术实现要素：
基于此，有必要针对现有航空发动机燃气涡轮叶片使用寿命不足的技术问题，提供一种燃气涡轮叶片石墨烯涂层薄膜及其制备方法。
一种燃气涡轮叶片石墨烯涂层薄膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)将调配好的石墨烯涂层浆料进行球磨，球磨完成后将石墨烯涂层浆料搅拌均匀；
(2)将燃气涡轮叶片进行表面喷砂处理；
(3)将喷砂后的燃气涡轮叶片用干燥空气吹干处理，随后用化学试剂进行清洗处理；
(4)将清洗完毕的燃气涡轮叶片在消毒柜进行高温消毒干燥处理，随后在烘干箱中进行工艺优化处理；
(5)将石墨烯涂层浆料放在喷涂设备中搅拌；
(6)将燃气涡轮叶片从烘干箱中取出放于模具上，用石墨烯涂层浆料对燃气涡轮叶片通过喷涂设备进行自动喷涂，喷涂后的燃气涡轮叶片进行干燥处理；
(7)将干燥完成后的燃气涡轮叶片进行二次喷涂，喷涂后的燃气涡轮叶片再次进行干燥处理，累计完成三次喷涂工艺流程；
(8)将经三次喷涂并干燥处理后的燃气涡轮叶片进行排查，随后将燃气涡轮叶片经真空烧结，形成石墨烯涂层薄膜。
上述燃气涡轮叶片石墨烯涂层薄膜的制备方法，主要根据石墨烯涂料的高温防腐、耐冲刷抗磨损的特性，通过冷喷涂干燥处理进行优化再烧结这种特殊生产工艺，实现了对航空发动机燃气涡轮叶片寿命的有效提升。
在其中一个实施例中，所述步骤(1)中球磨完成后石墨烯涂层浆料的密度≤8.92mm。
在其中一个实施例中，所述步骤(2)中砂粒的粒度为80～100mm、粗糙度为2.5mm。
在其中一个实施例中，所述步骤(3)中干燥空气吹干处理的空气压力为0.45mpa。
在其中一个实施例中，所述步骤(4)中烘干箱的温度保持在150℃左右。
在其中一个实施例中，所述步骤(6)中喷涂设备进行自动喷涂的温度设置为50℃。
在其中一个实施例中，所述步骤(6)和(7)中干燥处理的温度为80℃。
在其中一个实施例中，所述步骤(8)中真空烧结在真空炉中进行。
在其中一个实施例中，所述真空炉的烧结温度为860～960℃。
本发明还提供了根据上述制备方法得到的燃气涡轮叶片石墨烯涂层薄膜。
本发明的燃气涡轮叶片石墨烯涂层薄膜，具有耐高温烧蚀、抗氧化、耐磨、抗冲刷的特点。在中航发株洲某所某型号发动机经过长久试车验证，对航空涡轴发动机寿命的提升起到了决定性作用，为航空发动机的功率提高也得到了充分实现。
附图说明
图1为本发明实施例所涉及燃气涡轮叶片石墨烯涂层薄膜的制备方法流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，以下结合具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
一种燃气涡轮叶片石墨烯涂层薄膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)将调配好的石墨烯涂层浆料进行球磨，球磨完成后将石墨烯涂层浆料搅拌均匀；
(2)将燃气涡轮叶片进行喷砂处理；
(3)将喷砂后的燃气涡轮叶片用干燥空气吹干处理，随后用化学试剂进行清洗处理；
(4)将清洗完毕的燃气涡轮叶片在消毒柜进行高温消毒干燥处理，随后在烘干箱中进行工艺优化处理；
(5)将石墨烯涂层浆料放在喷涂设备中搅拌；
(6)将燃气涡轮叶片从烘干箱中取出放于模具上，用石墨烯涂层浆料对燃气涡轮叶片通过喷涂设备进行自动喷涂，喷涂后的燃气涡轮叶片进行干燥处理；
(7)将干燥完成后的燃气涡轮叶片进行二次喷涂，喷涂后的燃气涡轮叶片再次进行干燥处理，累计完成三次喷涂；
(8)将经三次喷涂并干燥处理后的燃气涡轮叶片进行排查，随后将燃气涡轮叶片经真空烧结，形成石墨烯涂层薄膜。
上述燃气涡轮叶片石墨烯涂层薄膜的制备方法，主要根据石墨烯涂料的高温防腐、耐冲刷抗磨损的特性，通过冷喷涂干燥处理进行优化再烧结这种特殊生产工艺，实现了对航空发动机燃气涡轮叶片寿命的有效改善。
优选地，所述步骤(1)中球磨完成后石墨烯涂层浆料的密度≤8.92mm。
优选地，所述步骤(2)中砂粒的粒度为80～100mm、粗糙度为2.5mm。
优选地，所述步骤(3)中干燥空气吹干处理的空气压力为0.45mpa。
优选地，所述步骤(4)中烘干箱的温度保持在150℃左右。
优选地，所述步骤(6)中喷涂设备进行自动喷涂的温度设置为50℃。
优选地，所述步骤(6)和(7)中干燥处理的温度为80℃。
优选地，所述步骤(8)中真空烧结在真空炉中进行。
优选地，所述真空炉的烧结温度为860～960℃。
本发明还提供了根据上述制备方法得到的燃气涡轮叶片石墨烯涂层薄膜。
以下结合具体实施例对本发明作进一步阐述。
实施例1
检查真空炉及其它工艺设备。
(1)将调配好的石墨烯涂层浆料进行球磨，球磨两个小时后，将石墨烯涂层浆料搅拌均匀，显微镜检测浆料密度，浆料密度≤8.92mm；
(2)选择合格的燃气燃气涡轮叶片，进行喷砂处理，砂粒的粒度为80～100mm、粗糙度为2.5mm；
(3)将喷砂后的燃气燃气涡轮叶片用0.45mpa压力干燥空气吹干处理，随后用化学试剂进行清洗处理；
(4)将清洗完毕的燃气涡轮叶片在消毒柜进行高温消毒干燥处理，随后在150℃左右的烘干箱中进行一小时工艺优化处理；
(5)将石墨烯涂层浆料放在喷涂设备中搅拌，进行喷涂作业前的准备工作；
(6)将燃气涡轮叶片从烘干箱中取出放于模具上，用石墨烯涂层浆料对燃气涡轮叶片通过喷涂设备进行自动喷涂，自动喷涂的温度设置为50℃，喷涂后的燃气涡轮叶片进行干燥处理，干燥箱温度设置在80℃左右；
(7)将干燥完成后的燃气涡轮叶片进行二次喷涂，喷涂后的燃气涡轮叶片再次进行干燥处理，干燥箱温度设置在80℃左右，如此反复，累计完成三次喷涂；
(8)将经三次喷涂并干燥处理后的燃气涡轮叶片进行排查，确保产品完成后再进行成膜工艺过程；随后将真空炉温度设置为860～960℃，烧结完成后取出燃气燃气涡轮叶片，待冷却后发现燃气燃气涡轮叶片表面形成石墨烯涂层薄膜。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
1.一种燃气涡轮叶片石墨烯涂层薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将调配好的石墨烯涂层浆料进行球磨，球磨完成后将石墨烯涂层浆料搅拌均匀；
(2)将燃气涡轮叶片进行喷砂处理；
(3)将喷砂后的燃气涡轮叶片用干燥空气吹干处理，随后用化学试剂进行清洗处理；
(4)将清洗完毕的燃气涡轮叶片在消毒柜进行高温消毒干燥处理，随后在烘干箱中进行工艺优化处理；
(5)将石墨烯涂层浆料放在喷涂设备中搅拌；
(6)将燃气涡轮叶片从烘干箱中取出放于模具上，用石墨烯涂层浆料对燃气涡轮叶片通过喷涂设备进行自动喷涂，喷涂后的燃气涡轮叶片进行干燥处理；
(7)将干燥完成后的燃气涡轮叶片进行二次喷涂，喷涂后的燃气涡轮叶片再次进行干燥处理，累计完成三次喷涂；
(8)将经三次喷涂并干燥处理后的燃气涡轮叶片进行排查，随后将燃气涡轮叶片经真空烧结，形成石墨烯涂层薄膜。
2.根据权利要求1所述的燃气涡轮叶片石墨烯涂层薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中球磨完成后石墨烯涂层浆料的密度≤8.92mm。
3.根据权利要求1所述的燃气涡轮叶片石墨烯涂层薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中砂粒的粒度为80～100mm、粗糙度为2.5mm。
4.根据权利要求1所述的燃气涡轮叶片石墨烯涂层薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中干燥空气吹干处理的空气压力为0.45mpa。
5.根据权利要求1所述的燃气涡轮叶片石墨烯涂层薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中烘干箱的温度保持在150℃左右。
6.根据权利要求1所述的燃气涡轮叶片石墨烯涂层薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(6)中喷涂设备进行自动喷涂的温度设置为50℃。
7.根据权利要求1所述的燃气涡轮叶片石墨烯涂层薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(6)和(7)中干燥处理的温度为80℃。
8.根据权利要求1所述的燃气涡轮叶片石墨烯涂层薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(8)中真空烧结在真空炉中进行。
9.根据权利要求8所述的燃气涡轮叶片石墨烯涂层薄膜的制备方法，其特征在于，所述真空炉的烧结温度为860～960℃。
10.根据权利要求1～9任一项所述制备方法得到的燃气涡轮叶片石墨烯涂层薄膜。
技术总结