一种含铬的氧化物-碳化物复合涂层及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种含铬的氧化物‑碳化物复合涂层及其制备方法，属于超高温耐烧蚀氧化物‑碳化物复合涂层设计和制备技术领域。所述含铬的氧化物‑碳化物复合涂层中含有碳化硅、碳化锆、铬‑氧化铝固溶体、铝的碳化物。其制备方法为：首先按照摩尔比，Zr：Si：Al：Cr：C＝(3‑4)：(1‑3)：4：1：(7‑10)，分别配取零价Zr、Si、Al、Cr、C；然后将配取的Zr、Si、Al、Cr、C混合均匀并制成浆料；将所述浆料涂覆于基底上并烘干后，在1500‑1600℃高温烧结的同时采用低压等离子喷涂的方法，得到含铬的氧化物‑碳化物复合涂层。本发明专利技术涂层组份设计合理，制备工艺简单可控；便于大规模的工业化应用。

Oxide carbide composite coating and preparation method of chromium

【技术实现步骤摘要】
一种含铬的氧化物-碳化物复合涂层及其制备方法
本专利技术涉及一种含铬的氧化物-碳化物复合涂层及其制备方法，属于超高温耐烧蚀氧化物-碳化物复合涂层设计和制备

技术介绍
碳/碳复合材料具有优异的超高温力学性能、高比模量、高比强度等优势，因而成为目前最理想的超高温部件材料。但是高温下易氧化是碳/碳复合材料应用于航天航空高温热结构部件的瓶颈。尽管运用内部改性方法引进陶瓷相制备的C/C-ZrC-SiC复合材料能有所提高抗烧蚀性能。但是在2000℃及以上的含氧烧蚀环境中，材料表面形成的SiO2在高速气流的冲刷下易流失，造成表面SiO2消耗殆尽。仅剩的ZrO2层呈现疏松多孔的结构，无法形成有效的氧扩散阻挡层，因此制备连续致密的耐烧蚀涂层成为关键所在。随着高温热防护涂层研究的深入，多层多相复合涂层正在逐渐发展成为重要方向之一。氧扩散率低的A12O3是极具潜力的涂层材料，能作为环境热障涂层抵挡高温水蒸气等苛刻环境，并且和SiC陶瓷化学相容性好，在接触区发生互扩散行为。所形成的A12O3和SiC复合陶瓷展示出优越的力学性能，能有效抑制陶瓷相在高温烧结过程中的结晶长大，同时又可以提高涂层的热稳定本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含铬的氧化物‑碳化物复合涂层；其特征在于：所述含铬的氧化物‑碳化物复合涂层中含有碳化硅、碳化锆、铬‑氧化铝固溶体、铝的碳化物。

【技术特征摘要】
1.一种含铬的氧化物-碳化物复合涂层；其特征在于：所述含铬的氧化物-碳化物复合涂层中含有碳化硅、碳化锆、铬-氧化铝固溶体、铝的碳化物。2.根据权利要求1所述的一种含铬的氧化物-碳化物复合涂层；其特征在于：所述含铬的氧化物-碳化物复合涂层中；A1xCr2-xO3：SiC：ZrC：Zr2Al4C5的摩尔比为(1-3)：(1-3)：(1-2)：1。3.根据权利要求1所述的一种含铬的氧化物-碳化物复合涂层；其特征在于：所述含铬的氧化物-碳化物复合涂层中；A1xCr2-xO3：SiC：ZrC：Zr2Al4C5的摩尔比为1：1：1：1。4.一种制备如权利要求1-3任意一项所述含铬的氧化物-碳化物复合涂层的方法，其特征在于；包括下述步骤：步骤一按照摩尔比，Zr：Si：Al：Cr：C＝(3-4)：(1-3)：4：1：(7-10)，分别配取零价Zr、Si、Al、Cr、C；然后将配取的Zr、Si、Al、Cr、C混合均匀；得到粒径小于等于44微米的混合料；步骤二按质量比，混合料：溶液A＝(1-1.5)：2、优选为1:2的比例，将步骤一所得混料加入溶液A中，混合均匀，得到浆料；溶液A为含有粘接剂的有机溶液，优选为聚乙烯醇缩丁醛溶液。步骤三将步骤二所得浆料涂覆于基底上，进行干燥处理，得到预制涂层；步骤四选取粒度为200-300目的氧化铝粉材；将氧化铝粉材放入低压等离子喷涂设备的送料器中，将步骤三中得到的预制涂层基体固定；试样在1500-1600℃下烧结的同时低压喷涂氧化铝涂层，最终得到含铬的氧化物-碳化物复合涂层；喷涂工艺参数如下：送粉器的送粉量为20-25g/min，主气流量70-90L/h，辅气流量20-30L/h，密封室内压力为20-40KPa，等离子功率40-60kw，喷涂50-70遍，喷涂距离0.15-0.25m。5.根据权利要求4所述的一种含铬的氧化物-碳化物复合涂层的制备方法，其特征在于：步骤一中零价Zr有单质锆粉提供；所述单质锆粉的粒度小于等于74微米；所述锆粉的纯度大于等于99.9％；步骤一中零价Si由硅粉提供；所述硅粉的粒度小于等于74微米；所述硅粉的纯度大于等于99.9％；步骤一中零价Al由铝粉提供，所述铝粉的粒度小于等于74微米；所述铝粉的纯度大于等于99.9％；步骤一中零价Cr由铬粉提...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙威，彭峥，熊翔，徐永龙，陈招科，王雅雷，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43