一种超高温陶瓷的表面处理方法技术

本发明专利技术涉及涂层的表面处理技术领域，尤其涉及一种超高温陶瓷的表面处理方法。本发明专利技术提供的超高温陶瓷的表面处理方法，包括以下步骤：在氩气气氛中，将ZrB2‑

【技术实现步骤摘要】
一种超高温陶瓷的表面处理方法


[0001]本专利技术涉及涂层的表面处理
，尤其涉及一种超高温陶瓷的表面处理方法。

技术介绍

[0002]高超声速飞行器具有飞行速度快，突防能力强等优点，是各军事强国竞相发展的重点，但飞行器在服役过程中受到严重的气动加热，由C/C复合材料制备的关键部件容易受到烧蚀而时效，在其表面制备抗氧化烧蚀涂层是良好的解决方法，在涂层材料体系中，ZrB2‑
SiC复合涂层因为较好的性能受到广泛关注。目前大气等离子喷涂是制备该涂层的常用方法，通过大气等离子喷涂制备的涂层通常存在较多孔洞，这些孔洞在飞行器服役过程中会成为氧气扩散的通道，带来涂层温度过高导致与基体结合能力差等一系列问题，进而导致涂层失去防护作用，这成为亟待解决的问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种超高温陶瓷的表面处理方法，所述表面处理方法能够提高涂层的致密度。
[0004]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0005]本专利技术提供了一种超高温陶瓷的表面处理方法，包括以下步骤：
[0006]在氩气气氛中，将ZrB2‑
SiC复合涂层进行微波等离子体处理。
[0007]优选的，所述氩气气氛的气压为100～200Pa。
[0008]优选的，所述微波等离子体处理的温度≤50℃，功率为600～900W，频率为2.3～2.6GHz，时间为2～4h。
[0009]优选的，所述ZrB2‑
SiC复合涂层为掺杂LaSi2改性的ZrB2‑
SiC复合涂层。
[0010]优选的，所述掺杂LaSi2改性的ZrB2‑
SiC复合涂层的制备方法包括以下步骤：
[0011]将原料、粘合剂和水混合，进行球磨，得到球磨浆料；所述原料包括LaSi2、ZrB2和SiC；
[0012]将所述球磨浆料进行喷雾干燥，得到团聚粉体；
[0013]将所述团聚粉体进行感应等离子球化处理，得到掺杂LaSi2改性的ZrB2‑
SiC复合粉体；
[0014]将所述掺杂LaSi2改性的ZrB2‑
SiC复合粉体喷涂在基体表面，得到所述掺杂LaSi2改性的ZrB2‑
SiC复合涂层。
[0015]优选的，所述ZrB2和SiC的质量比为(4～8)：1；
[0016]所述原料中LaSi2的质量百分含量为5～15％。
[0017]优选的，所述感应等离子球化处理的条件为：氩气流量为60～66slpm，氢气流量为5～9slpm，处理室压力为12～16Psig，送粉器频率为128～137Hz。
[0018]优选的，所述喷涂的方式为大气等离子喷涂。
[0019]优选的，所述大气等离子喷涂的条件为：电流为900～950A，主气流量为80～90lpm，辅气流量为50～55lpm，载气流量为10～12lpm，送粉率为3～5rpm，喷涂距离为55～65cm。
[0020]本专利技术提供了一种超高温陶瓷的表面处理方法，包括以下步骤：在氩气气氛中，将ZrB2‑
SiC复合涂层进行微波等离子体处理。
[0021]与现有技术相比，本专利技术所述表面处理方法具有以下优势：
[0022]1)本专利技术所述表面处理方法可以使涂层表面更清洁，等离子体对涂层原子轰击，超高温陶瓷涂层自身连接为离子键，键能高，不易断裂。而有机物等杂质的分子间，以及一些低熔点的杂质的化学结合键，这些键能较低的化学键在原子赋能后发生剧烈震动而断裂从而达到清洁涂层表面的作用；
[0023]2)涂层表面得到强化，涂层整体更加致密，涂层中原本的堆垛结构为片层状结构，而经过微波等离子表面处理后，高能粒子束和高温条件赋予了这个基体一定的能量使其粒子更容易脱离原来位置重新组合，为符合能量最低原理排列，自发倾向于更加致密。同时涂层表面的一部分颗粒熔融对孔隙进行填充进一步的降低了涂层的孔隙率；
[0024]3)采用微波等离子处理表面的过程，微波能量通过电子回旋转换为氩气气体分子的内能，从而使气体激发电离产生等离子体，与其他放电等离子体相比，微波等离子体由于无极高频放电，能够避免电极污染并且具有更高的电子温度、电子密度以及更宽的发射光谱。
附图说明
[0025]图1为实施例1制备得到的热防护涂层的SEM图；
[0026]图2为实施例1制备得到的处理后的热防护涂层的SEM图；
[0027]图3为实施例2制备得到的处理后的热防护涂层的SEM图；
[0028]图4为实施例3制备得到的处理后的热防护涂层的SEM图。
具体实施方式
[0029]本专利技术提供了一种超高温陶瓷的表面处理方法，包括以下步骤：
[0030]在氩气气氛中，将ZrB2‑
SiC复合涂层进行微波等离子体处理。
[0031]在本专利技术中，若无特殊说明，所有制备原料均为本领域技术人员熟知的市售产品。
[0032]在本专利技术中，所述ZrB2‑
SiC复合涂层优选为掺杂LaSi2改性的ZrB2‑
SiC复合涂层。
[0033]在本专利技术中，所述掺杂LaSi2改性的ZrB2‑
SiC复合涂层的制备方法优选包括以下步骤：
[0034]将原料、粘合剂和水混合，进行球磨，得到球磨浆料；所述原料包括LaSi2、ZrB2和SiC；
[0035]将所述球磨浆料进行喷雾干燥，得到团聚粉体；
[0036]将所述团聚粉体进行感应等离子球化处理，得到掺杂LaSi2改性的ZrB2‑
SiC复合粉体；
[0037]将所述掺杂LaSi2改性的ZrB2‑
SiC复合粉体喷涂在基体表面，得到所述掺杂LaSi2改性的ZrB2‑
SiC复合涂层。
[0038]本专利技术将原料、粘合剂和水混合，进行球磨，得到球磨浆料；所述原料包括LaSi2、ZrB2和SiC。
[0039]在本专利技术中，所述ZrB2和SiC的质量比优选为(4～8)：1，更优选为(5～7)：1，最优选为(5.5～6.5)：1；所述原料中LaSi2的质量百分含量优选为5～15％，更优选为8～13％，最优选为8～10％。
[0040]在本专利技术中，所述粘合剂优选为聚乙烯醇(PVA)；所述粘合剂占原料和粘合剂总质量的质量百分含量优选为0.3％～0.6％，更优选优选为0.4％。
[0041]在本专利技术中，所述原料和水的质量比优选为1：(1.5～2.5)，更优选为1：2。
[0042]本专利技术对所述混合和球磨的过程没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的过程进行即可。
[0043]得到球磨浆料后，本专利技术将所述球磨浆料进行喷雾干燥，得到团聚粉体。
[0044]本专利技术对所述喷雾干燥的过程没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的过程进行即可。
[0045]得到团聚粉体后，本专利技术将所述团聚粉体进行感应等离子球化处理，得到掺杂LaSi2改性的ZrB2‑<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超高温陶瓷的表面处理方法，其特征在于，包括以下步骤：在氩气气氛中，将ZrB2‑
SiC复合涂层进行微波等离子体处理。2.如权利要求1所述的表面处理方法，其特征在于，所述氩气气氛的气压为100～200Pa。3.如权利要求1所述的表面处理方法，其特征在于，所述微波等离子体处理的温度≤50℃，功率为600～900W，频率为2.3～2.6GHz，时间为2～4h。4.如权利要求1所述的表面处理方法，其特征在于，所述ZrB2‑
SiC复合涂层为掺杂LaSi2改性的ZrB2‑
SiC复合涂层。5.如权利要求4所述的表面处理方法，其特征在于，所述掺杂LaSi2改性的ZrB2‑
SiC复合涂层的制备方法包括以下步骤：将原料、粘合剂和水混合，进行球磨，得到球磨浆料；所述原料包括LaSi2、ZrB2和SiC；将所述球磨浆料进行喷雾干燥，得到团聚粉体；将所述团聚粉体进行感应等离子球化处理，得到掺杂LaSi2改性的...

【专利技术属性】
技术研发人员：柳彦博，刘玲，何思源，牟广义，刘少璞，迟寰宇，王一帆，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：