一种钽表面抗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钽表面抗高温烧蚀涂层，包括Ta基体，Ta基体表面依次设置NbZr中间合金层、TaZrHf合金层、(TaHfZr

【技术实现步骤摘要】
一种钽表面抗高温烧蚀涂层及其制备方法


[0001]本专利技术属于复合涂层及其制法，具体为一种钽表面抗高温烧蚀涂层及其制备方法。

技术介绍

[0002]钽(Ta)属于难熔金属的一种，具有极高熔点、良好化学性能和稳定性。从1950年以来，钽及其合金一直是重要的航天用高温结构材料。由于其能适应火箭推进系统、高超声速飞行、大气层再入和跨大气层飞行等极端环境条件下的服役，到目前为止，Ta基体及其合金已经广泛的应用于航空、航天、核工业等领域的耐腐蚀和耐高温的结构件。例如火箭发动机的尾喷管，当火箭发动机运转以后，从燃烧室中喷出极高的温度与压力的气体，需要经过尾喷管对高温高压气体调整方向，从而使火箭达到超高音速的要求，所以鉴于如此高温下的恶劣环境，则对尾喷管的材料提出很高的要求，这种材料不但需要有极好的耐高温性，还需要有极好耐烧蚀和氧化性能。
[0003]但是钽对氧原子的亲和势高、氧在其中的溶解度大，故其在室温时就极易吸氧，并在远低于服役温度时就会发生严重氧化，致使其高温力学性能急剧下降。卫星火箭发动机工作温度的提高对难熔金属高温防护涂层的性能提出了更本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钽表面抗高温烧蚀涂层，其特征在于：包括Ta基体(1)，所述Ta基体(1)表面依次设置NbZr中间合金层(2)、TaZrHf合金层(3)、(TaHfZr
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Si)C涂层(4)；所述(TaHfZr
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Si)C涂层(4)以下质量百分数的物质：Ta 23％～25％，Hf 23％～25％，Zr 23％～25％，Si 12％～15％，余量为C；所述(TaHfZr
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Si)C涂层(4)中均匀分散有TaC、HfC、ZrC、SiC。2.根据权利要求1所述的一种钽表面抗高温烧蚀涂层，其特征在于：所述NbZr中间合金层(2)的厚度为2～3μm，所述TaZrHf合金层(3)的厚度为8～10μm，所述(TaHfZr
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Si)C涂层(4)的厚度为3～6μm。3.根据权利要求1所述的一种钽表面抗高温烧蚀涂层，其特征在于：所述NbZr中间合金层(2)包含以下质量百分数的物质：Nb 50％～60％，余量为Zr；所述TaZrHf合金层(3)包含以下质量百分数的物质：Ta 35％～37％，Zr 35％～37％，余量为Hf。4.根据权利要求1所述的一种钽表面抗高温烧蚀涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(a)对Ta基体(1)表面进行预磨、抛光、清洁后，进行溅射预处理；(b)使用双层辉光等离子表面冶金法在Ta基体(1)表面制备NbZr中间合金层(2)；(c)使用双层辉光等离子表面冶金法在NbZr中间合金层(2)表面制备TaZrHf合金层(3)；(d)使用双层辉光等离子表面冶金法，通过格栅状C
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Si复合靶材(5)，在TaZrHf合金层(3)的表面碳硅共渗，制备(TaHfZr
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Si)C涂层(4)，所述格栅状C
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Si复合靶材(5)包括片状石墨靶材(51)和栅状Si片(52)，所述片状石墨靶材(51)两两间隔均匀并嵌套在栅状Si片(52)上。5.根据权利要求4所述的一种钽表面抗高温烧蚀涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤(b)中，双层辉光等离子表面冶金法具体包括以下步骤：(b1)将NbZr合金靶材表面预磨、抛光、清洁后，安装作为源极，将步骤(a)所得试样作为工件极，设置源极与...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕绪明，魏东博，高泽宇，张平则，李淑琴，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：