高熵硼硅陶瓷表面材料冷喷涂制备梯度陶瓷涂层的方法技术

本发明专利技术公开了高熵硼硅陶瓷表面材料冷喷涂制备梯度陶瓷涂层的方法，高熵硼硅陶瓷表面材料包括高熵硼硅陶瓷混合粉和致密剂，方法包括以下步骤：步骤一、分别研磨、干燥和过筛；步骤二、过筛混合后的高熵硼硅陶瓷混合粉末材料加入冷喷涂设备；步骤三、基材清理；步骤四、操控冷喷枪体对基材需覆膜区域进行喷涂，制得高熵硼硅梯度陶瓷复合涂层；步骤五、对制得高熵硼硅陶瓷复合涂层表面进行打磨剖光，本发明专利技术通过控制高熵硼硅陶瓷混合粉的粒径40

【技术实现步骤摘要】
高熵硼硅陶瓷表面材料冷喷涂制备梯度陶瓷涂层的方法


[0001]本专利技术涉及陶瓷
，尤其涉及高熵硼硅陶瓷表面材料冷喷涂制备梯度陶瓷涂层的方法。

技术介绍

[0002]高熵碳化物陶瓷的研究目前主要集中在过渡金属IVB、VB族碳化物固溶体。这些碳化物具有岩盐结构，且与硼化物一样，具有很强的共价键特征及很高的熔点，可应用于各种极端条件下。多种金属离子固溶到一个晶体中，也同样极大地拓展了碳化物陶瓷的种类。
[0003]现有的冷喷涂涂层具有特殊的层状结构和若干微小气孔,涂层与底材的结合一般是机械方式,其结合强度较低，导致出现孔洞、涂层不稳定附着力低下，稳定性不高，会降低涂层的力学性能。
[0004]现有的冷喷涂技术普遍将喷射粒子速度控制在300
‑
1000m/s，供粉速度80
‑
250g/min，在整个过程中粒子没有熔化,保持固体状态,粒子发生纯塑性变形聚合形成涂层，同时有部分粒子粉末未形成涂层，造成了混合材料利用率低，资源浪费。
[0005]本专利技术基于冷喷涂技术提出高熵硼硅陶瓷表面材料及其冷喷涂制备梯度陶瓷涂层的方法，用来进一步提升高熵硼硅梯度陶瓷表面材料制备陶瓷涂层附着力高和高稳定性的特点，同时提高高熵硼硅梯度陶瓷混合粉末的利用率，大大节省了资源。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供高熵硼硅陶瓷表面材料及其冷喷涂制备梯度陶瓷涂层的方法，通过控制高熵硼硅梯度陶瓷混合粉的粒径40
‑
50um和致密剂1
‑
10um混合，大大降低了颗粒间的缝隙，同时高速撞击基材表面制得涂层密度高，且具有附着力高和高稳定性的特点，同时通过控制冷喷枪出口速度与供粉流量实现提高高熵硼硅梯度陶瓷混合粉末的利用率，大大节省了资源。
[0007]本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0008]高熵硼硅陶瓷表面材料冷喷涂制备梯度陶瓷涂层的方法，包括以下步骤：
[0009]步骤一、原料混合，将准备好高熵硼硅梯度陶瓷混合粉末和致密剂分别研磨、干燥和过筛，过筛后的高熵硼硅梯度陶瓷混合粉经研磨后粒径控制在40
‑
50um，致密剂经研磨后粒径控制在1
‑
10um；
[0010]步骤二、将过高熵硼硅梯度陶瓷混合粉末和致密剂搅拌混合加入冷喷涂设备；
[0011]步骤三、基材清理，基材打磨剖光，打磨剖光时间1
‑
2h，热风风干0.5
‑
1.0h；
[0012]步骤四、操控冷喷枪体出口速度1000
‑
1100m/s，供粉速度60
‑
80g/min对基材需覆膜区域进行喷涂，制得高熵硼硅梯度陶瓷复合涂层；
[0013]步骤五、对制得高熵硼硅梯度陶瓷复合涂层表面进行打磨剖光。
[0014]进一步的，在步骤一中，所述高熵硼硅梯度陶瓷混合粉末和致密剂分别经硬质合金搅拌球磨机进行磨制16
‑
24h和32
‑
48h，干燥温度300
‑
400℃，干燥时间2
‑
3h，干燥后高熵
硼硅梯度陶瓷混合粉筛网中过筛制得40
‑
50um粒子，致密剂筛网过筛制得1
‑
10um粒子。
[0015]进一步的，在步骤三中，基材打磨剖光主要为清理基材表面的油脂、碎屑和氧化层，打磨剖光后进行热风风干0.5
‑
1.0h，热风温度50
‑
60℃。
[0016]进一步的，在步骤四中，通过冷喷涂设备往返对基材表面喷涂制得高熵硼硅梯度陶瓷复合涂层厚度为1
‑
2mm。
[0017]进一步的，在步骤五中，对制得高熵硼硅梯度陶瓷复合涂层表面进行打磨剖光时间为45
‑
60min。
[0018]进一步的，所述冷喷涂制备陶瓷涂层所使用的材料为一种高熵硼硅梯度陶瓷表面材料。
[0019]一种高熵硼硅梯度陶瓷表面材料，包含：高熵硼硅梯度陶瓷混合粉90
‑
95份，致密剂5
‑
10份。
[0020]进一步的，所述高熵硼硅梯度陶瓷混合粉组成分数为：碳化硼：70
‑
85份,碳化硅：5
‑
15份，氮化硅：10
‑
15份，均为重量份，所述致密剂包含组成分数为：氮化铝20
‑
30份，氧化铝70
‑
80份。
[0021]本专利技术的有益效果是：
[0022](1)本专利技术设计了一种基于冷喷涂技术方法制备的高熵硼硅梯度陶瓷涂层，通过在高熵硼硅梯度陶瓷表面材料里面加入致密剂，致密剂中的氮化铝、氧化铝，氮化铝具有导热性好、热膨胀系数小，同时是良好的耐热冲击材料，氧化铝具有硬度高和熔点高的特点，通过控制高熵硼硅梯度陶瓷混合粉的粒径为40
‑
50um和致密剂的粒径1
‑
10um混合后大大降低了颗粒间的缝隙，经过冷喷涂制得的高熵硼硅梯度陶瓷涂层相比现有的热喷涂技术制得的高熵硼硅梯度陶瓷涂层具有更高的密度、抗振动和高稳定性等优点。
[0023](2)本专利技术通过控制冷喷枪出口速度(1000
‑
1100m/s)与供粉流量60
‑
80g/min,实现进一步提高高熵硼硅梯度陶瓷混合粉末的利用率，大大节省了资源。
具体实施方式
[0024]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0025]根据本专利技术的实施例，提供了高熵硼硅陶瓷表面材料及其冷喷涂制备梯度陶瓷涂层的方法。
[0026]实施例一
[0027]取一组高熵硼硅梯度陶瓷混合粉材料，包含：高熵硼硅梯度陶瓷混合粉90份，致密剂10份。
[0028]高熵硼硅梯度陶瓷混合粉组成分数为：碳化硼：70份,碳化硅：15份，氮化硅：15份，均为重量份；致密剂包含组成分数为：氮化铝20份，氧化铝80份。
[0029]根据本专利技术所提供的高熵硼陶瓷材料冷喷涂制备陶瓷涂层的方法，包括以下步骤：
[0030]步骤一、原料混合，将准备好高熵硼硅梯度陶瓷混合粉末和致密剂分别研磨、干燥和过筛，高熵硼硅梯度陶瓷混合粉末经硬质合金搅拌球磨机进行磨制16h，干燥温度300℃，干燥时间2h，干燥后经筛网中过筛制得40
‑
50um粒子；致密剂经硬质合金搅拌球磨机进行磨
制32h，干燥温度300℃，干燥时间2h，干燥后经筛网中过筛制得1
‑
10um粒子。
[0031]步骤二、将过高熵硼硅梯度陶瓷混合粉末和致密剂搅拌混合加入冷喷涂设备，冷喷涂设备选型为德维DWCS
‑
2000，冷喷涂设备将高熵硼硅梯度陶瓷混合粉末加速至1000m/s经冷喷枪射本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.高熵硼硅陶瓷表面材料冷喷涂制备梯度陶瓷涂层的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、原料混合，将准备好高熵硼硅陶瓷混合粉末和致密剂分别研磨、干燥和过筛，过筛后的高熵硼硅陶瓷混合粉经研磨后粒径控制在40
‑
50um，致密剂经研磨后粒径控制在1
‑
10um；步骤二、将过高熵硼硅陶瓷混合粉末和致密剂搅拌混合加入冷喷涂设备；步骤三、基材清理，基材打磨剖光，打磨剖光时间1
‑
2h，热风风干0.5
‑
1.0h；步骤四、操控冷喷枪体出口速度1000
‑
1100m/s，供粉速度60
‑
80g/min对基材需覆膜区域进行喷涂，制得高熵硼硅陶瓷复合涂层；步骤五、对制得高熵硼硅陶瓷复合涂层表面进行打磨剖光。2.根据权利要求1所述的高熵硼硅陶瓷表面材料冷喷涂制备梯度陶瓷涂层的方法，其特征在于，在步骤一中，所述高熵硼硅陶瓷混合粉末和致密剂分别经硬质合金搅拌球磨机进行磨制16
‑
24h和32
‑
48h，干燥温度300
‑
400℃，干燥时间2
‑
3h，干燥后高熵硼硅陶瓷混合粉筛网中过筛制得40
‑
50um粒子，致密剂筛网过筛制得1
‑
10um粒子。3.根据权利要求1所述的高熵硼硅陶瓷表面材料冷喷涂制备梯度陶瓷涂层的...

【专利技术属性】
技术研发人员：邰召山，
申请(专利权)人：兆山科技北京有限公司，
类型：发明
国别省市：