The invention relates to a Al2O3/YAG amorphous / eutectic composite ceramic coating and a preparation method. The main body of the amorphous composite ceramic coating is amorphous phase Al2O3 and Y3Al5O12, and a small amount of alpha Al2O3 grain and Y3Al5O12 grain are dispersed in the main body. In the amorphous composite ceramic coating, the mass fraction of Al2O3 is 22% to 54%, Y3Al The mass fraction of 5O12 is 46% to 78%. The amorphous composite ceramic coating prepared by the invention has compact structure, low porosity, better interfacial bonding and more free volume in the main part of the amorphous phase, and the shear band can be formed effectively during the deformation, so it has high fracture toughness.
【技术实现步骤摘要】
Al2O3/YAG非晶/共晶复合陶瓷涂层及其制备方法
本专利技术涉及一种原位形成非晶/共晶复合陶瓷涂层及其制备方法,属于陶瓷涂层
技术介绍
高速、高载、高温、富氧、强腐蚀等一种或几种复合苛刻工况要求材料应具有高硬度、高强韧性、优异的耐高温和抗氧化性能、耐腐蚀、良好的抗热冲击性能等。现有单一结构材料不能满足以上特殊工况对其表面性能的要求。开发一种针对复合苛刻工况新的结构材料成本较高、周期较长。大量研究表明,在现有结构材料(尤其是金属材料)表面制备陶瓷涂层的方法是提高金属基体耐磨损、耐高温、耐腐蚀、抗氧化等性能的重要途径之一。现有制备陶瓷涂层技术有很多种,包括:热喷涂、激光熔覆、物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)、溶胶凝胶法等。传统气相沉积制备的陶瓷涂层不仅厚度偏小(最大厚度为几微米至十几微米),而且工件尺寸较小;溶胶凝胶法制备的陶瓷涂层与基底结合强度较低;激光熔覆制备的陶瓷涂层,具有冶金结合强度高、组织细密、气孔率低等特点,但是该工艺过程会引入较大的残余内应力并可诱发金属基体氧化或相变,产生工件变形和熔覆层裂纹,疲劳力学性能降低,易导致涂层失效。热喷涂技术以其喷涂材料范围广泛、基底沉积温度范围宽、涂层厚度可控且范围大(几微米至几毫米)、工艺稳定性好、涂层质量可靠的优势成为制备陶瓷涂层的有效工艺方法,并已在航天、航空、汽车、机械、能源、冶金、石化、船舶等方面获得广泛的应用。氧化物陶瓷材料(如Al2O3、Cr2O3等)具有高强度、高硬度、耐磨损、耐高温、耐腐蚀等特点,表现出较好的综合性能,作为热喷涂涂层材料应用于高比压(即高PV值:P是接触 ...
【技术保护点】
1.一种Al2O3/YAG非晶复合陶瓷涂层,其特征在于,所述非晶复合陶瓷涂层的主体是非晶相的Al2O3和Y3Al5O12,并在主体中弥散分布有少量的α‑Al2O3晶粒和Y3Al5O12晶粒,所述非晶复合陶瓷涂层中,Al2O3的质量分数为22%~54%,Y3Al5O12的质量分数为46%~78%。
【技术特征摘要】
1.一种Al2O3/YAG非晶复合陶瓷涂层,其特征在于,所述非晶复合陶瓷涂层的主体是非晶相的Al2O3和Y3Al5O12,并在主体中弥散分布有少量的α-Al2O3晶粒和Y3Al5O12晶粒,所述非晶复合陶瓷涂层中,Al2O3的质量分数为22%~54%,Y3Al5O12的质量分数为46%~78%。2.根据权利要求1所述的Al2O3/YAG非晶复合陶瓷涂层,其特征在于,所述非晶复合陶瓷涂层的厚度为50~500μm。3.一种Al2O3/YAG共晶复合陶瓷涂层,其特征在于,所述涂层由α-Al2O3晶粒和Y3Al5O12晶粒组成,所述涂层的截面形貌呈现出三维互穿网络自锁结构,所述涂层中,α-Al2O3的质量分数为22%~54%,Y3Al5O12的质量分数为46%~78%。4.根据权利要求3所述的Al2O3/YAG共晶复合陶瓷涂层,其特征在于,所述共晶复合陶瓷涂层的厚度为50~500μm。5.一种权利要求1或2所述的Al2O3/YAG非晶复合陶瓷涂层的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:(1)将Al2O3粉末和Y2O3粉末混合均匀,造粒得到Al2O3/Y2O3复合粉体,其中Al2O3粉末的质量分数范围为55%~80%,Y2O3粉末的质量分数范围为20%~45%;其中,将纳米级主晶相分别为α-Al2O3和c-Y2O3的Al2O3和Y2O3粉末进行湿法球磨混合均匀,配置成悬浮稳定浆料后进行喷雾...
【专利技术属性】
技术研发人员:杨凯,荣建,赵华玉,刘晨光,庄寅,倪金星,邵芳,陶顺衍,
申请(专利权)人:中国科学院上海硅酸盐研究所,
类型:发明
国别省市:上海,31
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