一种强韧化超高致密度抗超高温烧蚀涂层及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种强韧化超高致密度抗超高温烧蚀涂层及其制备方法，包括：将原料粉末TaC,HfC(ZrC),WC(W),C以预设比例均匀混合，得到混合粉末；将混合粉末进行喷雾造粒以得到团聚粉末，并进行粒径筛分，从而得到一类超高温陶瓷复合粉末；或以预设输出功率对粒径筛分后的团聚粉末进行等离子球化，从而得到二类超高温陶瓷复合粉末；采用真空等离子喷涂将超高温陶瓷复合粉末喷涂在基底表面，从而得到抗超高温烧蚀涂层；通过该方法，增加了复合粉末的等离子喷涂可用功率区间，在保证原材料不被分解或氧化的条件下完成抗超高温烧蚀涂层的制备，同时提高了陶瓷涂层的喷涂效率，与基底的结合性能以及涂层质量，从而大幅提高C/Si复合材料的超高温抗烧蚀性能。

【技术实现步骤摘要】
一种强韧化超高致密度抗超高温烧蚀涂层及其制备方法
本专利技术涉及表面涂层制备
，特别涉及一种强韧化超高致密度抗超高温烧蚀涂层及其制备方法。
技术介绍
目前应用于超高温的材料之一是碳纤维所形成的编织体与填入编织体中的碳基体所形成的碳/碳复合材料(Carbon-carboncompositematerial)，它具有低密度、高强度、高导热性、抗热冲击性能好等优点，但在有氧高温环境下发生的氧化反应使得其性能急剧下降，为进一步提高在有氧条件下的应用温度，材料工程师们提出了在其表面覆盖超高温陶瓷涂层的解决方案。ZrB2-SiC是目前针对抗烧蚀超高温陶瓷研究最热的候选材料。但由于ZrB2与SiC会形成低温共晶化合物(熔点小于3000K)，2500℃是该材料体系的最高服役温度，因而难以满足更高温度如火箭尾喷管，超高音速飞行器前缘的发展需求，急需开发新型的超高温陶瓷。TaC，Hf(Zr)C超高温陶瓷有着极高的熔点，同时二者结合时不仅不会形成低温共晶化合物，还能提高陶瓷熔点，Ta4HfC5为世界上熔点最高的物质，但两者采用真空等离子喷涂形成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种强韧化超高致密度抗超高温烧蚀涂层及其制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n将原料粉末TaC,HfC(ZrC),WC(W),C以预设比例均匀混合，得到混合粉末；/n对混合粉末进行喷雾造粒，得到团聚粉末，并进行粒径筛分，从而得到一类超高温陶瓷复合粉末；/n或对以预设输出功率对筛分后的团聚粉末进行等离子球化，从而得到二类超高温陶瓷复合粉末；/n采用真空等离子喷涂将超高温陶瓷复合粉末喷涂在基底表面，从而得到抗超高温烧蚀涂层；/n或采用真空等离子喷涂将复合粉末喷涂在以钨金属或钨合金为过渡层的基底材料上，从而得到抗超高温烧蚀涂层；/n或采用真空等离子喷涂将复合粉末喷涂在以SiC为过渡层的基底材料...

【技术特征摘要】
1.一种强韧化超高致密度抗超高温烧蚀涂层及其制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将原料粉末TaC,HfC(ZrC),WC(W),C以预设比例均匀混合，得到混合粉末；
对混合粉末进行喷雾造粒，得到团聚粉末，并进行粒径筛分，从而得到一类超高温陶瓷复合粉末；
或对以预设输出功率对筛分后的团聚粉末进行等离子球化，从而得到二类超高温陶瓷复合粉末；
采用真空等离子喷涂将超高温陶瓷复合粉末喷涂在基底表面，从而得到抗超高温烧蚀涂层；
或采用真空等离子喷涂将复合粉末喷涂在以钨金属或钨合金为过渡层的基底材料上，从而得到抗超高温烧蚀涂层；
或采用真空等离子喷涂将复合粉末喷涂在以SiC为过渡层的基底材料上，从而得到抗超高温烧蚀涂层。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，
所述原料粉末的预设比例为：30～50mol％HfC(ZrC)，20～40mol％TaC，10-30mol％WC(W)，1-15mol％C。


3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，
所述原料粉末纯度与粒径为：原料粉末的粒径≤5μm，纯度≥99％。


4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，
所述筛分后团聚粉末的粒径为10-80μm。


5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，
所述原料粉末的均匀混合包括采用行星式球磨机，球磨转速150-280r/min，球磨时间为8-16h。


6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，
所述喷雾造粒，包括将原料粉末或混合粉末与去离子水和PVA混合并进一步球磨形成混合浆料，随后将混合浆料进行喷雾造粒工艺，主...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱旺，谭振宇，杨丽，周益春，
申请(专利权)人：湘潭大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43