The invention relates to the technical field of vacuum plasma spraying, in particular to a preparation method of vacuum plasma spraying for molybdenum, titanium and zirconium components on the surface of C/C and C/SiC composite materials. The coating structure system comprises a carbide and silicide pretreatment layer on the surface of composite materials, a gradient transition layer and a molybdenum, titanium and zirconium thick coating. The invention provides a specific preparation technology of molybdenum, titanium and zirconium components on the surface of C/C and C/SiC composite materials by vacuum plasma spraying, including the following steps: 1) preparation of molybdenum, titanium and zirconium powder; 2) surface pretreatment of composite materials; 3) preparation of gradient transition layer; 4) vacuum plasma spraying forming of molybdenum, titanium and zirconium thick coating; 5) densification and strengthening of molybdenum, titanium and zirconium components.
【技术实现步骤摘要】
C/C、C/SiC复合材料表面钼钛锆构件真空等离子喷涂成形制备方法
本专利技术涉及真空等离子喷涂成形
，具体涉及一种C/C、C/SiC复合材料表面钼钛锆构件真空等离子喷涂成形制备技术。本专利技术可用于C/C复合材料表面直接喷涂成形抗烧蚀构件，有望航空、航天领域获得广泛应用。
技术介绍
钼钛锆合金是在纯钼中加入微量合金元素Ti、Zr之后，该合金中Ti和Zr都是高熔点元素，它们固溶到钼基体中，由于原子半径差会使钼的晶格发生畸变，同时形成颗粒增强相，对钼产生强化效果，由此钼的力学性能在室温和高温都大为改善。钼钛锆合金与纯钼相比具有弹性模量好、蒸气压低、抗蚀性强以及高温力学性能良好等特点。钼钛锆合金常用的制备方法有熔炼法和粉末冶金法，这两种工艺方法只能获得单一的棒材或板材，无法实现陶瓷或复材上直接制备钼钛锆。针对金属-陶瓷或复材的异质材料连接工艺，近几年国内外研究的重点主要包括胶接法、机械连接法、钎焊、液相扩散法、等离子喷涂成形法。胶接法使用的胶在高温下结合力差、易碳化；机械连接法主要通过在陶瓷和金属上开孔，再用螺栓或销钉等来进行连接，会出现局部应力集中，在高温下陶...
【技术保护点】
1.一种C/C、C/SiC复合材料表面钼钛锆构件真空等离子喷涂成形制备方法，其特征在于通过下述方式实现：对C/C、C/SiC复合材料进行表面改性处理，得到包含SiC、MoSi2的预处理层；利用真空等离子喷涂成形技术在上述预处理层上依次喷涂梯度过渡层以及钼钛锆涂层。
【技术特征摘要】
1.一种C/C、C/SiC复合材料表面钼钛锆构件真空等离子喷涂成形制备方法，其特征在于通过下述方式实现：对C/C、C/SiC复合材料进行表面改性处理，得到包含SiC、MoSi2的预处理层；利用真空等离子喷涂成形技术在上述预处理层上依次喷涂梯度过渡层以及钼钛锆涂层。2.根据权利要求1所述的一种C/C、C/SiC复合材料表面钼钛锆构件真空等离子喷涂成形制备方法，其特征在于：所述的钼钛锆涂层的喷涂厚度3～10.6mm。3.根据权利要求1所述的一种C/C、C/SiC复合材料表面钼钛锆构件真空等离子喷涂成形制备方法，其特征在于：所述喷涂钼钛锆涂层用的钼钛锆粉体流动性≤50s/50g，粉体松装密度≥2.10g/cm3。4.根据权利要求3所述的一种C/C、C/SiC复合材料表面钼钛锆构件真空等离子喷涂成形制备方法，其特征在于：所述的钼钛锆粉体粒度20～60μm≥95％。5.根据权利要求3或4所述的C/C、C/SiC复合材料表面钼钛锆构件真空等离子喷涂成形制备方法，其特征在于：所述的钼钛锆粉体通过下述方式进行制备：将钼粉、0.07～0.12wt.％Zr或ZrH2粉、0.4～0.6wt.％Ti或TiH2粉、0.1～0.6wt.％ZrC或TiC、0.4～1.0wt.％La2O3均匀混合后，依次进行机械合金化、喷雾干燥团聚造粒及感应等离子球化处理，制备出适于真空等离子喷涂用的钼钛锆粉体。6.根据权利要求1所述的C/C、C/SiC复合材料表面钼钛锆构件真空等离子喷涂成形制备方法，其特征在于：所述的表面改性处理通过采用碳化物、硅化物对C/C、C/SiC复材表面进行包埋渗预处理，得到包含SiC、MoSi2两种组分的预处理层。7.根据权利要求6所述的C/C、C/SiC复合材料表面钼钛锆构件真空等离子喷涂成形制备方法，其特征在于：所述包埋渗预处理将包埋粉料按质量比{(40～60wt.％)Mo(60～40wt.％)Si)}：C：Al2O3＝(80～60)：(15～30)：(5～10)混合，加入无水乙醇，球磨2～4小时，再经旋蒸干燥后，充分包埋C/C、C/SiC复合材料基体，在Ar保护气氛中在1600～1800℃加热温度下反应4～6小时；所述的包埋粉料Mo、Si的原始尺寸为5～20μm，Al2O3、C的原始尺寸为20～50μm。8.根据权利要求1所述的C/C、C/SiC复合材料表面钼钛锆构件真空等离子喷涂成形制备方法，其特征在于：所述的梯度过渡层至少三层，每层喷涂的材料成分为SiC或MoSi2或50wt.％SiC50wt.％MoSi2以及钼钛锆；沿着复合材料基体到钼钛锆方向，钼钛锆成分的含量等比例递增，其余组分的含量同比例递减；所述的SiC、MoSi2的原始尺寸为20～40μm。9.根据权利要求1所...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨震晓，倪立勇，曾一兵，马康智，文波，曲栋，
申请(专利权)人：航天材料及工艺研究所，中国运载火箭技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11
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