本发明专利技术涉及目前常用于航空航天领域中的耐高温难熔材料，尤其是一种高温抗氧化材料，以及由其制备的高温抗氧化涂层。该涂层是将高温抗氧化材料制成粉末放入容器中，使用前述粉末体积３－７倍的乙醇或纯水作载体，加前述粉末质量１．５～２．３％的钾盐或钠盐后均匀混合，另加前述粉末质量０．１～０．３％的多聚乙二醇后再次均匀混合，然后将该涂层料浆涂覆在基材上，在温度１３５０℃～１６５０℃，真空大于１．０×１０↑［－１］Ｐａ条件下进行熔烧，保温５－３０分钟即。该涂层能够在高温环境中与铌钨合金配合使用，具有抗氧化腐蚀、抗冲刷等性能，并能够广泛应用在发动机喷嘴、涡轮叶片、燃烧室以及其他高温结构部件上。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及目前常用于航空航天领域中的耐高温难熔材料，尤其是一 种高温抗氧化材料，以及由其制备的高温抗氧化涂层。
技术介绍
随着航空航天技术的高速发展，高效率发动机、超高音速飞行器以及许多高温结构件均需要能在130(TC 180(TC下具有有效强度、抗氧化性及 可加工性的材料。为此人们开发了以难熔金属为主的多种高温合金，其中 铌钨合金系列，由于其优良的高温力学性能和高熔点、低密度性能是其他 高温材料难以比拟的，因而在航空航天领域得到了广泛应用。在实际使用中，几乎所有的高温合金都有在高温下剧烈氧化而使材料 遭到"灾乱性"破坏的问题，严重地限制了材料的应用范围。如铌及铌基 合金大约在35(TC以上即剧烈氧化，钨、钼、钽的发热体常常因为高温氧 化而被局限于高真空条件下使用。随着合金应用领域的扩展，高温合金及其涂层的研究和应用也得到了 快速发展。其中C103合金及其涂层适用于140(TC以下高温范围，已在国 内外持续使用了二、三十年，前苏联研制的5BMy是一种明显优于C103的 航空航天用高温材料，加涂涂层后可用于160(TC-170(TC高温，据报道， 铼、铱合金可使用到180CTC-200(TC,但其比重较大，价格太高。目前， 航空航天用高温铌合金如C103合金，及其美国专利5， 942， 055和5， 721， 061等提到的铌合金及其涂层一般只适用于140(TC以下稳定使用，不能胜 任160(TC以上高温环境，不能满足更高比冲及工作效率要求的发动机。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供能够在高温环境中与铌钨合金配合使用，具有抗 氧化腐蚀、抗冲刷等性能，并能够广泛应用在发动机喷嘴、涡轮叶片、燃 烧室以及其他高温结构部件上的一种高温抗氧化材料；本发朋的另一目的是提供一种由上述高温抗氧化材料制备的高温抗 氧化涂层。一种高温抗氧化材料，其特征在于，组分为MoSi2为2. 5 9. 5 Wt%， Mo为2. 5 10. 0 Wt%， W为1. 0 4. 0 Wt %， Hf02为0. 1 1.5 Wt%， Yi为1.0 8. 0 Wt%; 余量为Si。一种高温抗氧化材料，其特征在于，包括下列组份MoSi2为2. 5 9. 5 Wt%， Mo为2. 5 10. 0 Wt% ， W为1. 0 4. 0 Wt %， Hf02为0. 1 1.5 Wt%， Yi为1.0 8.0 Wt%;以及下列组份中的至少一种Fe为1.5 4. 0 Wt%， Al为2. 0 8. 0 Wt%， Ta为3. 0 9. 0 Wt%， Ti为O. 1 3.0 Wt%， S为O. 1 5.0 Wt%， B为O. 1 2.5 Wt%; 余量为Si 。进一步的，高温抗氧化材料，其特征在于，组分为MoSi2为6. 5 Wt%， Mo为6.0 Wt%， W为3. 8 Wt%， Hf02为1,5 Wt %， Yi为6.0 Wt%;Fe为3. 5 Wt%， Al为4 Wt%， Ta为4. 5 Wto%， Ti为1 Wt%， S为 0. 9 Wt%， B为1. 7 Wt%;余量为Si。一种高温抗氧化材料，Al为2. 0 8. 0 Wt% %, Mo为2. 5 10. 0 Wt% Zr为4. 0 15. 0 Wt%;余量为Si。一种高温抗氧化材料，Al为2. 0 8. 0 Wt% %， Mo为2. 5 10. 0Wt% Zr为4. 0 15. 0 Wt%;以及下列组份中的至少一种Fe为1.5 4. 0 Wt%， W为1.0 4. 0 Wt%， Hf02为0. 1 1. 5 Wt%， Ti为0. 1 3. 0 Wt%， B为0. 1 2. 5 Wt%， Yi为1. 0 8. 0 Wt%， V为 1.0 2. 5 Wt%;余量为Si。进一步的，高温抗氧化材料，其特征在于，组分为Al为6.0 Wt%， MoSi2为8. 0 Wt%， Ni为5 Wt%， Mo为8. 0 Wt%， Ta为3. 4 Wt%， Cr为8. 5 Wt%， Zr为7. 5 Wt%;Fe为1.5 Wt%， W为3. 0 Wt%， Hf02为1.2 Wt%， Ti为0. 5 Wt%， B为2.0 Wt%， Yi为2. 4 Wt%， V为2. 2 Wt%;余量为Si。一种高温抗氧化涂层，其特征在于，可由下述方法制备取前述任意一种高温抗氧化材料制成粒度为一300至一500后的粉末 并放入容器中，使用前述粉末体积3 — 7倍的乙醇或纯水作载体，加前述 粉末质量1. 5 2. 3%的钾盐或钠盐后均匀混合，另加前述粉末质量0. l 0.3%的多聚乙二醇后再次均匀混合，制得涂层料浆，然后将该涂层料浆 涂覆在基材上，在温度1350°C 1650°C，真空大于1.0X10-1 Pa条件下 进行熔烧，保温5—30分钟，即可形成高温抗氧化涂层。其中钾盐或钠盐是氯化钾、氯化纳、氟化钾、或氟化钠。其中基材是铌钨合金基材。其中涂层厚度控制在50—140微米。本专利技术技术方案的高温抗氧化材料制备的涂层具有以下特征(1) 、涂层具有良好的高温抗氧化性在高温(1600°C、 1700°C、 1800°C)静态下的寿命较长，主要测试项目为空气中静态、热震寿命；(2) 、涂层表面均匀，涂层微观结构本专利技术研制的涂层由四层组成 (具体见附图1)。其中1表示第一层即所谓的第一阻挡层，为氧化物；2表示第二层即第二阻挡层为涂层主体，由此层生长氧化物；3表示第三层 即第三阻挡层，为强化层，是区别于一般涂层的主要特征和关键技术所在; 4表示第四层为扩散层，属于内扩散层型涂层。作为氧的阻挡层的这四层， 通常决定了涂层的质量与寿命。(3) 、涂层主要成分为含Si、 Y等不同元素组成的金属间化合物，这种涂层在高温抗氧化环境下表面生成半玻璃体，起氧的阻挡层作用。氧化 膜生成速度低，且具有很强的缺陷自愈能力。(4) 、涂层后的铌鸭合金不仅具有很强的高温抗氧化性同时也保持原 有的优异力学性能，且该铌钨合金与钛合金焊接后涂层性能仍然良好。附图说明附图1为本专利技术制备的涂层典型断面形貌；附图2为本专利技术实施例1的涂层表面形貌；附图3为本专利技术实施例1的涂层断面形貌；附图4为本专利技术实施例2的涂层表面形貌。具体实施例方式实施例1根据本专利技术的涂层体系以及相应工艺，制备了一种涂层配方，按重量 百分比计算含有下表所列的组分表1 涂层粉料配比<table><row><column>粉料名称</column><column>Fe</column><column>Al</column><column>MoSi2</column><column>Mo</column><column>W</column><column>Ta</column><column> HfO2 </column><column>Ti</column><column> S</column><column>B</column>本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高温抗氧化材料，其特征在于，组分为：Ａｌ为２．０～８．０Ｗｔ％，ＭｏＳｉ↓［２］为２．５～９．５Ｗｔ％，Ｎｉ为０．１～５．８Ｗｔ％，Ｍｏ为２．５～１０．０Ｗｔ％，Ｔａ为３．０～９．０Ｗｔ％，Ｃｒ为１．０～１０．０Ｗｔ％，Ｚｒ为４ ．０～１５．０Ｗｔ％；余量为Ｓｉ。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：周小军，郑金凤，韩建川，李海军，王秋迎，陈林，孙本双，李彬，
申请(专利权)人：宁夏东方钽业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：64[中国|宁夏]
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