[发明专利]被覆件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种被覆件及其制造方法。

背景技术

碳纤维由于其具有低密度、高强度、高模量、低热膨胀系数、耐腐蚀、易编织加工以及较好的热、电性能等优良特性被广泛用于航天航空、建筑及电子元器件制造等领域。但碳纤维的抗氧化性能较差，且与金属、聚合物复合材料的润湿性不佳，大大限制了碳纤维材料在上述领域的应用。

现有技术利用化学气相沉积技术(CVD)将碳纤维(Cf)与ZrB₂相结合形成Cf/ZrB₂复合材料，该种Cf/ZrB₂复合材料具有优良的机械性能及韧性，但其高温抗氧化性较差。

贵金属铱(Ir)熔点2443℃，因饱和蒸气压低、氧渗透率低而具有优良的高温抗氧化性能，是唯一在1600℃以上的空气中仍具有很好机械性能的金属。但是由于碳纤维与铱涂层之间润湿性较差，沉积于碳纤维材料上的铱涂层经高温处理后会产生大量裂纹，因此所述铱涂层的高温抗氧化性及抗热震性能较差。

发明内容

鉴于此，提供一种有效解决上述问题的被覆件。

另外，还提供一种上述被覆件的制造方法。

一种被覆件，包括基体、依次形成于该基体上的铬渗入层、铬层及铱层，该基体材质为碳纤维/ZrB₂复合材料。

一种被覆件的制造方法，包括以下步骤：

提供基体，该基体材质为碳纤维/ZrB₂复合材料；

以铬靶为靶材，于所述基体表面磁控溅射铬层，溅射温度为100～200℃，溅射时间为150～250min；在磁控溅射该铬层的过程中，该铬层与基体界面处的金属铬向基体扩散，于基体与铬层之间形成铬渗入层；

以铱靶为靶材，于所述铬层上磁控溅射形成铱层。

所述铬层的形成可提高所述铱层与基体之间的结合力，使被覆件经高温处理后铱层不易剥落或裂纹，如此可提高所述铱层的高温抗氧化性能。此外，通过上述制造方法形成的铱层几乎无针孔、具有良好的致密性，如此可进一步提高所述铱层的抗氧化性。

所述铱层还具有良好的抗热震性能，主要有如下两方面的原因：一方面，由于所述铬层从基体表层内向外梯度过渡，没有成分和力学性能的突变；另一方面，所述铱层与铬层之间过渡较好，没有成分和力学性能的突变。

因此，所述被覆件具有良好的高温抗氧化性及抗热震性。

附图说明

图1为本发明较佳实施例的被覆件的剖视图；

图2为制造图1中镀膜件所用真空镀膜机的示意图。

主要元件符号说明

被覆件    10

基体      11

铬渗入层  13

铬层      15

铱层      17

镀膜机    100

镀膜室    20

真空泵    30

轨迹      21

第一靶材  22

第二靶材  23

气源通道  24

具体实施方式

请参阅图1，本发明一较佳实施例的被覆件10包括基体11、依次形成于该基体11上的铬渗入层13、铬层15及铱层17。该被覆件10可以为涡轮叶片、喷嘴等航天航空机械零部件，也可为建筑、电子及汽车等交通工具的零部件。该基体11的材质为碳纤维/ZrB₂复合材料。

所述铬层15及铱层17均可通过磁控溅射镀膜法形成。所述铬层15的厚度为2～3.5μm。所述铱层17的厚度为2～3.5μm。

所述铬渗入层13是在所述铬层15的形成过程中，铬层15与基体11界面处的金属铬向基体11内扩散而形成。所述铬渗入层13包括碳纤维(Cf)、ZrB₂陶瓷相、Cr金属相及Cr-C相。

本发明一较佳实施例的制造所述被覆件10的方法主要包括如下步骤：

提供基体11，该基体11的材质为碳纤维/ZrB₂复合材料。

请参阅图2，提供一真空镀膜机100，将所述基体11置于该真空镀膜机100内进行氩气等离子体清洗，以进一步去除基体11表面的油污，以及改善基体11表面与后续涂层的结合力。