阻扩散高熵合金涂层材料、耐高温涂层材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了阻扩散高熵合金涂层材料、耐高温涂层材料及其制备方法和应用，涉及涂层制备技术领域。阻扩散高熵合金涂层材料包括基材和阻扩散高熵合金涂层，阻扩散高熵合金涂层的元素包括Al、Co、Cr、Ni和Mo。耐高温涂层材料及其制备方法通过在基材上形成上述阻扩散高熵合金涂层，再以此为材料本体形成抗高温涂层，利用阻扩散高熵合金涂层特有的缓慢扩散效应，并且与基材和抗高温涂层均具有良好的物理和化学匹配性，能够有效抑制基材与涂层间合金组元互扩散以及界面有害相析出，提高涂层抗高温氧化能力。该耐高温涂层材料可以在制备航空发动机或燃气轮机热端部件中得到应用，提升部件服役寿命和工作可靠性。

【技术实现步骤摘要】
阻扩散高熵合金涂层材料、耐高温涂层材料及其制备方法和应用
本专利技术涉及涂层制备
，且特别涉及阻扩散高熵合金涂层材料、耐高温涂层材料及其制备方法和应用。
技术介绍
航空发动机或燃气轮机涡轮叶片服役环境恶劣，其工作温度极高，已远超过高温合金材料所能承受的极限温度，因此必须采用高温防护涂层以满足其使用温度，以有效延长部件的服役寿命。然而，由于涂层材料与高温合金基材之间存在较大的组织成分差异，高温服役时涂层与合金基材之间必然会发生元素互扩散。其中，涂层主要抗氧化元素Al向基材的内扩散，会加速Al元素的消耗而降低叶片服役寿命；而基材材料的固溶强化元素Mo、Re、Cr、W等朝涂层方向的外扩散，容易在界面形成一些金属间化合物相及拓扑密排相，显著降低基材合金的力学性能。因此，涂层与高温合金基材之间的互扩散已经成为制约合金、涂层性能发挥的关键问题，并将严重影响涡轮叶片的服役寿命和工作可靠性。为了解决互扩散引起的涂层寿命降低和基材力学性能退化，国内外开展了大量的研究工作，主要集中于防止再结晶、改进涂层结构和活度以及界面阻扩散等。其中，阻扩散本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种阻扩散高熵合金涂层材料，其特征在于，其包括基材和阻扩散高熵合金涂层，所述阻扩散高熵合金涂层的元素包括Al、Co、Cr、Ni和Mo。/n

【技术特征摘要】
1.一种阻扩散高熵合金涂层材料，其特征在于，其包括基材和阻扩散高熵合金涂层，所述阻扩散高熵合金涂层的元素包括Al、Co、Cr、Ni和Mo。


2.根据权利要求1所述的阻扩散高熵合金涂层材料，其特征在于，按原子百分比计，所述阻扩散高熵合金涂层的元素包括Al15％-30％、Co15％-30％、Cr15％-30％、Ni15％-30％和Mo15％-30％；
优选地，所述阻扩散高熵合金涂层材料为单相固溶体或非晶相结构；
优选地，所述基材为高温合金；更优选地，所述基材为铁基高温合金、镍基高温合金或钴基高温合金。


3.权利要求1或2所述阻扩散高熵合金涂层材料的制备方法，其特征在于，包括：在所述基材表面形成所述阻扩散高熵合金涂层。


4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，将Al、Co、Cr、Ni和Mo制备成单一合金靶材，再将所述单一合金靶材通过磁控溅射或电弧离子镀的方式在基材表面形成所述阻扩散高熵合金涂层；
优选地，所述单一合金靶材是通过熔炼或粉末冶金的方式进行制备。


5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述合金涂层的厚度为2μm-8μm；优选为2μm-4μm。


6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，采用磁控溅射的方式形成所述阻扩散高熵合金涂层时，是在背景真空度小于或等于5×10-3Pa、基材温度100-300℃的条件下进行；
优选地，靶功率200-300W、基材直流偏压为-100～-500V、占空比60-90％、靶基距10-15cm、工作氩气气压为0.6-0.8Pa...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪唯，许中湛，王磊，洪悦，石倩，林松盛，郭朝乾，唐鹏，苏一凡，代明江，王红莉，唐春梅，
申请(专利权)人：广东省科学院新材料研究所，
类型：发明
国别省市：广东;44