一种耐长时高温氧化的纳米结构热防护涂层及其制备方法技术

技术编号:44937108 阅读:22 留言:0更新日期:2025-04-12 01:14
本发明专利技术公开了一种耐长时高温氧化的纳米结构热防护涂层及其制备方法,所述纳米结构热防护涂层以陶瓷基复合材料作为基体,在基体表面依次喷涂粘结层和复合成分涂层,具体制备步骤如下:采用喷雾造粒的方法,制得纳米结构自愈合添加剂/Re<subgt;2</subgt;Si<subgt;2</subgt;O<subgt;7</subgt;球型粉体;以陶瓷基复合材料作为基体,在其表面制备粘结层;三、将纳米结构自愈合添加剂/Re<subgt;2</subgt;Si<subgt;2</subgt;O<subgt;7</subgt;球型粉体沉积在粘结层表面,形成复合成分涂层。本发明专利技术首次将自愈合添加剂/Re<subgt;2</subgt;Si<subgt;2</subgt;O<subgt;7</subgt;制备为适用于热喷涂的纳米结构球形粉体,为该高性能材料在热喷涂纳米结构涂层上的实施提供方法。本发明专利技术制备的涂层高温下相结构稳定,喷涂过程粉体未相变,与基体具有良好的热膨胀系数匹配性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高温热防护涂层及其制备方法,具体涉及一种耐长时高温氧化的纳米结构热防护涂层及其制备方法


技术介绍

1、随着航空航天及航海工业的不断发展,发动机和燃气轮机的工作温度在不断升高,传统的镍基高温合金已经不能满足未来的服役需求。以硅基结构陶瓷材料为代表的陶瓷基复合材料由于轻质、高温力学性能良好等特点被认为是最有希望替代镍基高温合金的发动机热端部件材料。但陶瓷基复合材料在服役环境下易受环境介质侵蚀,造成材料迅速失效,环境障涂层被提出作为一种保护陶瓷基复合材料免受环境介质侵蚀的重要屏障。

2、随着环境障涂层的不断发展,稀土硅酸盐材料以低的热导率、抗水氧腐蚀和熔盐腐蚀性能良好、且在发动机高温气流工作环境下稳定性优良等特点受到研究者们广泛关注。大气等离子作为目前最广泛应用的喷涂手段,在制备硅酸盐涂层过程中会导致硅酸盐分解而产生相变,而由于服役过程存在多个温度循环,在使用过程中很可能出现裂纹,热生长氧化物生长,这将导致热应力累积,并最终导致垂直裂纹松弛,服役寿命短。


技术实现思路

1、针对现有环本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种自愈合添加剂/Re2Si2O7可喷涂粉体,其特征在于所述可喷涂粉体以自愈合添加剂和Re2Si2O7为主要原料,经喷雾造粒而成,其中:所述自愈合添加剂为Si、MoSi2、SiC、TiC、Al2O3中的一种或多种;所述自愈合添加剂的含量为可喷涂粉体总质量的1~60%;所述Re2Si2O7中,Re为Y、Yb、Lu、Er、Sc中的一种或多种。

2.一种权利要求1所述自愈合添加剂/Re2Si2O7可喷涂粉体的制备方法,其特征在于所述方法包括如下步骤:

3.根据权利要求2所述的自愈合添加剂/Re2Si2O7可喷涂粉体的制备方法,其特征在于所述纳米Re2O3粉体、纳米S...

【技术特征摘要】

1.一种自愈合添加剂/re2si2o7可喷涂粉体,其特征在于所述可喷涂粉体以自愈合添加剂和re2si2o7为主要原料,经喷雾造粒而成,其中:所述自愈合添加剂为si、mosi2、sic、tic、al2o3中的一种或多种;所述自愈合添加剂的含量为可喷涂粉体总质量的1~60%;所述re2si2o7中,re为y、yb、lu、er、sc中的一种或多种。

2.一种权利要求1所述自愈合添加剂/re2si2o7可喷涂粉体的制备方法,其特征在于所述方法包括如下步骤:

3.根据权利要求2所述的自愈合添加剂/re2si2o7可喷涂粉体的制备方法,其特征在于所述纳米re2o3粉体、纳米sio2粉体的粒径为5~60nm,4n级纯度;所述分散剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、柠檬酸铵、柠檬酸钠、甲基戊醇、聚丙烯酰胺中的一种或多种;所述粘粘结剂为阿拉伯树胶、聚乙烯醇、聚乙二醇、环氧树脂中的一种;所述固相烧结在保护气氛环境下进行,保护气氛为氮气、氩气、氦气中的一种或多种;所述球形粉体的粒径为25~100μm。

4.一种耐长时高温氧化的纳米结构热防护涂层,其特征在于所述纳米结构热防护涂层以陶瓷基复合材料作为基体,在基体表面依次喷涂粘结层和复合成分涂层,其中:所述复合成分涂层的材料为权利要求1所述自愈合添加剂/re2si2o7可喷涂粉体。

5.根据权利要求4所述的耐长时高温氧化的纳米结构热防护涂层,其特征在于所述陶瓷基复合材料为碳化硅结构陶瓷和氮化硅结构陶瓷中的一种;所述粘结层的材料为si、sic、sin、mosi2、si-hfo2、mosi2-hfo2、hfsio4中的一种或多种材料;所述粘结层的厚度为50~150μm;所述复合成分涂层的厚度为80~350μm。

6.一种权利要求4-5任一项所述耐长时高温氧化的纳米结构热防护涂层的制备方法,其特征在于所述方法包括如下步骤:

7.根据权利要求6...

【专利技术属性】
技术研发人员:张晓东邓路炜王铀唐莎巍孟祥龙
申请(专利权)人:哈尔滨工业大学
类型:发明
国别省市:

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