具有一定的厚度且较软,可利用发动机运行时转子尖端对涂层的刮削作用,使静子与转子形成适当的配合,有效降低径向气流间隙,从而获得最大压差,显著提高发动机效率并降低油耗。可磨耗封严涂层由基相、润滑相和一定量的微小孔洞组成。基相的主要作用是作为支撑体,以确保涂层自身强度以及与基体的结合强度。根据使用温度的不同,基相可以是金属相或陶瓷相。常用的金属相有镍、铝、铜及其合金等,常用的陶瓷相有氧化钇稳定氧化锆等。润滑相的主要作用是降低硬度、提高涂层的可磨耗性和抗黏着性,常用的润滑相材料有石墨、硅藻土、膨润土、六方氮化硼等。微小孔洞可以通过制备过程或加入特定的造孔相形成,其主要作用是降低涂层硬度,缓解涂层应力,提高涂层的可磨耗性并使涂层具有一定的隔热能力,常用的造孔相为聚酯等高分子聚合物。
可磨耗封严涂层的研究起步于20世纪50年代,已发展有20多种适用于发动机不同部位、不同温度要求的可磨耗封严涂层材料(可磨耗封严涂层材料与温度关系见图1),主要材料体系有铝硅/聚苯酯、镍/石墨、NiCrAlY/聚苯酯。其中铝硅/聚苯酯工作温度低于400℃,应用于风扇和低压压气机;镍/石墨工作温度在400~800℃之间,应用于高压压气机和低压涡轮;NiCrAlY/聚苯酯工作温度在800℃ 以上,应用于高压涡轮。此外,国际上还开发了使用温度达1000℃以上的氧化锆陶瓷可磨耗涂层,具有较好的可磨耗性和隔热性。中国对可磨耗封严涂层的研究起步于70年代后期,其中铝硅/聚苯酯、镍/石墨、NiCrAlY/聚苯酯等涂层已在航空发动机获得应用。
随着航空发动机技术的发展,其服役温度逐渐提高,需要开发可承受1200℃以上温度的可磨耗封严涂层。同时大量复合材料在静子部件上应用,由于复合材料与金属材料具有较大的差异,因此亟须针对具体的基体材料研究开发匹配性更好的涂层体系。