【技术实现步骤摘要】
本申请涉及热防护涂层材料，尤其涉及一种用于陶瓷基复合材料的环境障涂层及其制备方法。
技术介绍
1、陶瓷基复合材料(cmc)凭借质轻、比强度高、比模量高及耐温性高等性能优势，有望替代传统的高温合金作为先进航空发动机高温部件用结构材料。然而在实际应用中，cmc部件在高温燃气环境下产生水氧腐蚀及熔盐腐蚀，导致性能降低。通过在cmc部件表面制备耐高温腐蚀的环境障涂层(ebc)，能够有效提高cmc在发动机环境中的服役寿命。
2、现阶段常用的环境障涂层，其结构包括硅粘结层和稀土硅酸盐面层。然而，硅粘结层的熔点较低，仅为1410℃，无法在1400℃以上长时使用；此外，si粘结层对氧气敏感性极高，极易氧化形成二氧化硅而产生内应力，导致涂层失效。通过对硅粘结层进行改性，如使用si-hfo2粘结层或使用稀土改性si粘结层代替硅粘结层，在一定程度上提高了硅粘结层的使用温度。
3、然而，对硅粘结层进行改性仍不能从根本上解决硅易氧化的问题，当温度在1400℃以上时，仍然存在硅粘结层氧化而导致涂层失效，限制了环境障涂层的使用。开发一种具有更高熔点、更好的耐水氧腐蚀性、无si粘结层即与基体结合强度高的环境障涂层，是急需解决的问题。
技术实现思路
1、本申请的目的在于提供一种用于陶瓷基复合材料的环境障涂层及其制备方法，旨在解决现有的环境障涂层存在的使用温度低、耐水氧腐蚀性差、易氧化失效的问题。
2、为了达到上述目的，本申请采用以下技术方案予以实现。
3、本申请的第一
4、s1，将高熵稀土微晶玻璃粉加入分散剂中，再加入烧结助剂与粘结剂，混合搅拌得到环境障涂层浆料；
5、s2，将环境障涂层浆料均匀涂覆在cmc基体材料上，在60～80℃加热去除分散剂，得到预处理cmc基体材料；
6、s3，将预处理cmc基体材料加热至1500-1600℃并保温，得到环境障涂层。
7、在一些实施方案中，所述高熵稀土微晶玻璃为高熵稀土铝硅酸盐微晶玻璃。
8、在一些实施方案中，所述高熵稀土铝硅酸盐微晶玻璃，通过如下方法制备：
9、将re2o3粉、al2o3粉和sio2粉分散于溶剂中，充分混合均匀，得到预烧料；其中，所述re2o3由sc、y、gd、ho、tm、yb或lu中的任意5种元素的氧化物以等摩尔比混合而成；
10、将所述预烧料烘干、研磨得到细粉，细粉加热至1600-1800℃保温1-2h，淬火，得到高熵稀土铝硅酸盐微晶玻璃。
11、在一些实施方案中，所述re2o3、al2o3和sio2的摩尔比为5:(3-6):(12-18)。
12、在一些实施方案中，所述溶剂为无水乙醇或丙酮。
13、在一些实施方案中，所述高熵稀土微晶玻璃粉的粒度小于5μm。
14、在一些实施方案中，
15、所述分散剂为无水乙醇、无水甲醇或丙酮；
16、所述烧结助剂为碳酸锂、氯化锂或氯化锂水合物；
17、所述粘结剂为pva溶液。
18、在一些实施方案中，
19、所述高熵稀土微晶玻璃与分散剂的质量比为(1.5～2.5):(0.8～1.2)；
20、所述烧结助剂的用量为所述高熵稀土微晶玻璃质量的1-3％；
21、所述粘结剂的用量为所述高熵稀土微晶玻璃质量的1-3％。
22、在一些实施方案中，所述环境障涂层浆料的涂覆采用旋转提拉法。
23、本申请的另一方面，提供上述制备方法制备的环境障涂层。
24、与现有技术相比，本申请的有益效果为：
25、本申请的制备方法成本低，工艺简单可控，制备的环境障涂层高温稳定性好。本申请的制备方法可在复杂构件上制备环境障涂层，适用性广。
26、本申请通过高熵稀土铝硅酸盐微晶玻璃在高温下原位析晶，得到耐腐蚀的高熵稀土二硅酸盐(5re0.2)2si2o7晶体和化学容限高的莫来石晶体，两者产生协同作用，提高了环境障涂层的耐腐蚀性以及熔点，提高了环境障涂层的使用温度。同时环境障涂层中的少量残余玻璃相还可以增强环境障涂层和cmc基体的结合强度，无需si粘结层，避免了因si粘结层氧化而导致的涂层失效。
27、本申请的环境障涂层为单层涂层，其稳定性高，在1500℃进行水氧腐蚀测试300h后，仍能有效保护cmc基体复合材料，具有良好的抗水氧化性能。
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1.一种用于陶瓷基复合材料的环境障涂层的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的用于陶瓷基复合材料的环境障涂层的制备方法，其特征在于，所述高熵稀土微晶玻璃为高熵稀土铝硅酸盐微晶玻璃。
3.根据权利要求2所述的的用于陶瓷基复合材料的环境障涂层的制备方法，其特征在于，所述高熵稀土铝硅酸盐微晶玻璃，通过如下方法制备：
4.根据权利要求3所述的的用于陶瓷基复合材料的环境障涂层的制备方法，其特征在于，所述RE2O3、Al2O3和SiO2的摩尔比为5:(3-6):(12-18)。
5.根据权利要求3所述的的用于陶瓷基复合材料的环境障涂层的制备方法，其特征在于，所述溶剂为无水乙醇或丙酮。
6.根据权利要求1所述的用于陶瓷基复合材料的环境障涂层的制备方法，其特征在于，所述高熵稀土微晶玻璃粉的粒度小于5μm。
7.根据权利要求1所述的用于陶瓷基复合材料的环境障涂层的制备方法，其特征在于，
8.根据权利要求1所述的用于陶瓷基复合材料的环境障涂层的制备方法，其特征在于，
9.根据权利要求1所述
10.根据权利要求1-9任一项所述的用于陶瓷基复合材料的环境障涂层的制备方法制备的环境障涂层。
...【技术特征摘要】
1.一种用于陶瓷基复合材料的环境障涂层的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的用于陶瓷基复合材料的环境障涂层的制备方法，其特征在于，所述高熵稀土微晶玻璃为高熵稀土铝硅酸盐微晶玻璃。
3.根据权利要求2所述的的用于陶瓷基复合材料的环境障涂层的制备方法，其特征在于，所述高熵稀土铝硅酸盐微晶玻璃，通过如下方法制备：
4.根据权利要求3所述的的用于陶瓷基复合材料的环境障涂层的制备方法，其特征在于，所述re2o3、al2o3和sio2的摩尔比为5:(3-6):(12-18)。
5.根据权利要求3所述的的用于陶瓷基复合材料的环境障涂层的制备方...
【专利技术属性】
技术研发人员：范尚武，马玉洁，崔永静，寇思捷，蒙欣雨，郭淳，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：
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