本技術(shù)涉及用于處理具有表面的裝置的方法及相應(yīng)裝置。

背景技術(shù)：

裝置，例如飛行器推進(jìn)系統(tǒng)中的潤滑油供應(yīng)和/或回流組件等，具有與油接觸的表面。當(dāng)油隨著時(shí)間的推移逐漸老化時(shí)，尤其當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)熱關(guān)閉時(shí)，溫度會(huì)升高到比如100-400℃，與熱的表面接觸的油會(huì)更迅速的老化產(chǎn)生含碳物質(zhì)的沉積。所述含碳物質(zhì)很容易附著在所述表面上、很難去除。

之前有建議對(duì)所述裝置進(jìn)行表面處理，以使含碳物質(zhì)的沉積減少及/或容易去除。但目前所知的處理裝置的方法以及相應(yīng)的裝置多少有些不盡如人意的方面。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)一個(gè)示例，一種用于處理具有表面的裝置的方法包括：將貴金屬前驅(qū)體和磷酸鋁前驅(qū)體施加于所述表面，以及，加熱從而在所述表面獲得含有貴金屬和磷酸鋁的覆層。

根據(jù)另一個(gè)示例，一種裝置包括：具有含有貴金屬和磷酸鋁的覆層的表面。

附圖說明

參考附圖閱讀下面的詳細(xì)描述，可以幫助理解本發(fā)明的特征、方面及優(yōu)點(diǎn)，其中：

圖1所示為例5中未加覆層的金屬管的照片及其對(duì)應(yīng)溫度梯度的示意。

圖2所示為例5中對(duì)應(yīng)于低、中溫區(qū)的金屬管段的表面沉積的含碳物質(zhì)的重量，這些段未加覆層，或者具有磷酸鋁覆層、鉑層和磷酸鋁層覆層、或鉑和磷酸鋁層覆層。

圖3所示為例5中對(duì)應(yīng)于高溫區(qū)的金屬管段的照片，這些段具有磷酸鋁覆層、鉑層和磷酸鋁層覆層、或鉑和磷酸鋁層覆層。

具體實(shí)施方式

所述裝置可為金屬的及/或陶瓷的。本文所用到的術(shù)語“金屬”及/或“金屬的”不僅代表純金屬，而且還包括合金、以及金屬和/或合金的任意組合。本文所用術(shù)語“金屬裝置”指的是一種或多種金屬制成的或者至少表面為金屬的任何裝置。所述金屬裝置可包含鐵、鋁、鎂、鋅、銀、銅、鋼、鈦、鎳、鉻、或其任意組合。所述金屬裝置可由鎳基合金，比如Inconel 625、Incoloy 718等；不銹鋼，比如321不銹鋼、316不銹鋼或347不銹鋼；鈷基合金，比如ASTM F1537；及/或其他金屬制得。本文用到的“陶瓷裝置”或者類似的術(shù)語指的是完全由一種或多種陶瓷制成或者至少有一個(gè)陶瓷表面的任何裝置。

所述裝置可用在飛行器中。所述裝置可以是飛行器推進(jìn)系統(tǒng)中的供應(yīng)和/或回流組件。所述油可以為燃油或潤滑油。所述裝置可以為金屬管，所述金屬管可以是直的、彎的、或其任意組合。所述裝置可以為燃?xì)廨啓C(jī)的燃油噴嘴、輸送管、油槽、和/或熱交換器。

本文所用術(shù)語“貴金屬前驅(qū)體”指的是含有貴金屬的覆層的任何前驅(qū)體。所述貴金屬可包含金、鉑、銥、鈀、銀、銠、釕、或其任意組合。所述貴金屬前驅(qū)體可為可溶性有機(jī)貴金屬，例如貴金屬戊二酮，或貴金屬鹽，例如貴金屬氯化鹽或貴金屬硝酸鹽。比如，就鉑來說，所述貴金屬前驅(qū)體可包含乙酰丙酮鉑、硝酸鉑、二氫氯鉑、六氯鉑酸銨、氯鉑酸鉀、四氨基鉑鹽、氯化四氨基鉑、氫氧化四氨基鉑、四氨基鉑磷酸鹽、或其任意組合。所述貴金屬前驅(qū)體可包含其它物質(zhì)，例如，但不限于，溶劑。所述溶劑可以為水、酸、堿、乙醇、甲基乙基酮、酮、酯、醚、液態(tài)烴、或其任意組合。

本文所用術(shù)語“磷酸鋁前驅(qū)體”指的是含有磷酸鋁的覆層的任何前驅(qū)體。所述磷酸鋁前驅(qū)體可包含流體介質(zhì)中的鋁鹽和磷酸五氧化二磷或包含鋁鹽和磷酸五氧化二磷的乙醇溶液。

本文所用術(shù)語“磷酸鋁”指的是包含鋁和磷酸鹽的化合物、組合物和/或材 料。所述化合物、組合物和/或材料的化學(xué)式可以為AlPO₄，其中鋁和磷酸鹽組分的化學(xué)計(jì)量關(guān)系可變化。

所述貴金屬前驅(qū)體和所述磷酸鋁前驅(qū)體可以通過將裝置的表面浸入貴金屬前驅(qū)體和磷酸鋁前驅(qū)體中(浸涂)、將貴金屬前驅(qū)體和磷酸鋁前驅(qū)體噴射到裝置表面(噴涂)、讓貴金屬前驅(qū)體和磷酸鋁前驅(qū)體流經(jīng)裝置表面(流涂)、化學(xué)氣相沉積、物理氣相沉積、和/或金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積、或者前述方式的任意組合等方式施加到所述表面。

所述前驅(qū)體和/或覆層相對(duì)于裝置表面和/或各自相互之間可能有一個(gè)或多個(gè)層、組件、膜和/或覆層。

所述貴金屬前驅(qū)體與所述磷酸鋁前驅(qū)體可一齊施加至表面上。所述貴金屬前驅(qū)體可于施加在表面上之前與磷酸鋁前驅(qū)體先混合。或者，所述磷酸鋁前驅(qū)體先施加在所述表面上然后再施加所述貴金屬前驅(qū)體。

只要能在表面獲得包含貴金屬以及磷酸鋁的覆層，可以用任何方式、任何時(shí)間、任何溫度以及任何壓強(qiáng)進(jìn)行加熱。加熱的溫度可超過200℃或295℃。壓強(qiáng)可為一個(gè)大氣壓。加熱時(shí)間可為30分鐘或1小時(shí)。

當(dāng)所述貴金屬前驅(qū)體和所述磷酸鋁前驅(qū)體一齊施加至表面時(shí)，獲得的覆層包含貴金屬和磷酸鋁層。

所述貴金屬前驅(qū)體可在磷酸鋁前驅(qū)體施加之后施加。此方法獲得的覆層包含貴金屬層和磷酸鋁層。

包含貴金屬和磷酸鋁的覆層可以用相對(duì)較低的成本制備得到。磷酸鋁的價(jià)格相對(duì)低廉。另外，如后述實(shí)驗(yàn)示例所示，當(dāng)溫度在低于400℃的范圍、從100℃至400℃的范圍、或者285℃至380℃的范圍時(shí)，所述覆層減少了含碳物質(zhì)在裝置接觸油的表面的形成和/或附著。

實(shí)驗(yàn)示例

后述例子不限制權(quán)利要求的范圍。

例1

將硝酸鋁和五氧化二磷分別溶解到乙醇，然后混合，以得到鋁離子為0.3摩爾/升、鋁元素和磷元素的摩爾比為1:2的溶液，即磷酸鋁前驅(qū)體。

將二(乙酰丙酮)鉑(II)溶解到丙酮中形成飽和溶液，即為鉑前驅(qū)體。

例2

將316不銹鋼管豎直浸入到例1所述的方法制備出的磷酸鋁前驅(qū)體中， 接著以400mm每分鐘的速度將其拉出。所述金屬管在110℃的溫度在空氣中固化5分鐘，接著將溫度以大約每小時(shí)60℃的速度升溫到300℃，并在300℃保持約20分鐘。所述管道的內(nèi)表面和外表面都獲得了包含磷酸鋁層的覆層。

例3

將用例2所述的方法得到的具有磷酸鋁覆層的316不銹鋼管豎直浸入到用例1所述的方法制備的鉑前驅(qū)體中，然后以400mm每分鐘的速度將其從鉑前驅(qū)體中取出。接著將鋼管用鋁箔包裝后放入烤爐中?？緺t中的溫度從室溫以10℃每分鐘的速度加熱到300℃，并在300℃保持1小時(shí)，接著冷卻到室溫。在磷酸鋁覆層上獲得一層鉑的覆層，即，所述鋼管的覆層包括磷酸鋁層和鉑層。

例4

將約3ml用例1所述的方法制備的鉑前驅(qū)體滴入到300ml用例1所述的方法制備的磷酸鋁前驅(qū)體中來獲得混合溶液。

316不銹鋼管豎直浸入到所述混合溶液中，并且以400mm每分鐘的速度拉出。所述鋼管在溫度為約110℃的空氣中固化5分鐘左右，接著在大約300℃的溫度保持30分鐘左右。升溫到300℃的速率為每小時(shí)60℃。所述金屬管的內(nèi)表面和外表面都獲得了包含鉑和磷酸鋁層的覆層。

例5

將按照例2-4所述的方法制備的表面具有磷酸鋁覆層、鉑層和磷酸鋁層覆層、或鉑和磷酸鋁層覆層、或未加覆層的金屬(316不銹鋼)管放入腔室內(nèi)。所述金屬管的兩相對(duì)端部與電極連接以進(jìn)行電加熱。BP渦輪2380潤滑油和空氣的混合物在腔室中、金屬管外自下而上循環(huán)穿過，在金屬管的下部、中部和上部產(chǎn)生一個(gè)溫度梯度。該溫度梯度為：下部(低溫區(qū)，285℃-305℃)，中部(中溫區(qū)，305℃-350℃)，上部(高溫區(qū)，350℃-380℃)。維持此溫度梯度六小時(shí)后，金屬管冷卻，然后從腔室取出，觀察其與油接觸的外表面。

圖1所示為未加覆層的金屬管的照片，可見其與油接觸的表面的三個(gè)溫度區(qū)域都有含碳物質(zhì)的沉積。之后，把金屬管根據(jù)三個(gè)溫度區(qū)域(低溫：285℃-305℃，中溫：305℃-350℃，高溫：350℃-380℃)分別切成3段。

將低溫和中溫對(duì)應(yīng)的段放入烤爐，在約600℃的溫度進(jìn)行燃燒。計(jì)算燃燒前后各段的重量差，以得到對(duì)應(yīng)于低、中溫區(qū)的金屬管各段的表面沉積的含碳物質(zhì)的重量，示于圖2中。可以看出，含有磷酸鋁和鉑的覆層在中溫區(qū) (305℃-350℃)和低溫區(qū)(285℃-305℃)對(duì)于減少含碳物質(zhì)的沉積有優(yōu)異的表現(xiàn)。

圖3所示為對(duì)應(yīng)于高溫區(qū)的金屬管段的照片，這些段具有磷酸鋁覆層、鉑層和磷酸鋁層覆層、或鉑和磷酸鋁層覆層?？梢钥闯觯练e在覆層表面的含碳物質(zhì)粘附的很松散，容易剝落。

說明書和權(quán)利要求中的近似用語用來修飾數(shù)量，表示本發(fā)明并不限定于所述具體數(shù)量，還包括與所述數(shù)量接近的、可接受的、不會(huì)導(dǎo)致相關(guān)基本功能的改變的修正的部分。相應(yīng)的，用“大約”、“約”、“左右”等修飾一個(gè)數(shù)值，意為本發(fā)明不限于所述精確數(shù)值。一些實(shí)施例中，近似用語可能對(duì)應(yīng)于測量數(shù)值的儀器的精度。本發(fā)明中的數(shù)值范圍可以合并及/或互換，除非另行清楚說明，數(shù)值范圍包括其所涵蓋的所有數(shù)值子范圍。

雖然結(jié)合特定的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說明，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，對(duì)本發(fā)明可以作出許多修改和變型。因此，要認(rèn)識(shí)到，權(quán)利要求書的意圖在于覆蓋在本發(fā)明真正構(gòu)思和范圍內(nèi)的所有這些修改和變型。