[发明专利]碳基材料表面高温抗氧化多层复合涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种碳基材料表面高温抗氧化多层复合涂层，其特征在于，所述多层复合涂层设于碳基材料基体表面，所述多层复合涂层包括由下至上依次布设的Re过渡层、Ir涂层和Ir-Al涂层。

2.根据权利要求1所述的碳基材料表面高温抗氧化多层复合涂层，其特征在于，所述Ir-Al涂层为单层IrAl涂层，或者为IrAl涂层与IrAl_2.7-IrAl₃混合涂层构成的双层涂层。

3.根据权利要求1或2所述的碳基材料表面高温抗氧化多层复合涂层，其特征在于，所述Re过渡层的厚度为10μm～200μm；所述Ir涂层的厚度为10μm～100μm；所述Ir-Al涂层的厚度为1μm～60μm。

4.一种如权利要求1～3中任一项所述的碳基材料表面高温抗氧化多层复合涂层的制备方法，包括以下步骤：

（1）将碳基材料进行抛光、超声清洗、干燥和高温真空热处理，得到碳基材料基体；

（2）在碳基材料基体表面沉积Re过渡层；

（3）将沉积有Re过渡层的碳基材料基体作为阴极，石墨或铱作为阳极，置于含Ir离子的熔盐中进行熔盐电镀，在Re过渡层上制备Ir涂层；

（4）将步骤（3）所得试样进行固体粉末渗铝处理，在Ir涂层上制备Ir-Al涂层，得到碳基材料表面高温抗氧化多层复合涂层。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述固体粉末渗铝处理中，渗铝剂按质量分数计由1%～10%的铝粉、80%～98%的氧化铝粉和1%～10%的氯化铵粉组成。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述固体粉末渗铝处理的工艺条件为：固渗温度500℃～900℃，保温时间0.5h～5h。

7.根据权利要求4、5或6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中，所述Re过渡层的沉积采用化学气相沉积法，所述化学气相沉积法是将ReCl₅输运至已被加热至沉积温度的碳基材料基体表面发生热分解而沉积下来，形成Re过渡层，其中，所述ReCl₅是采用氯气和高纯Re粉经原位氯化制备得到；所述化学气相沉积法的工艺条件为：氯气流量30mL/min～120mL/min，氯化温度600℃～800℃，氩气流量200mL/min～1000mL/min，沉积温度1000℃～1300℃，系统总压10kPa～90kPa，沉积时间20min～180min。

8.根据权利要求4、5或6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中，所述含Ir离子的熔盐是采用在NaCl-KCl-CsCl熔盐中添加IrCl₃得到，所述Ir离子的质量占所述NaCl-KCl-CsCl熔盐质量的1%～10%，所述NaCl-KCl-CsCl熔盐中，按质量百分比计，NaCl为10%～30%，KCl为10%～30%，CsCl为40%～80%。

9.根据权利要求4、5或6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中，所述熔盐电镀的工艺条件为：熔盐温度500℃～700℃，阴极电流密度5mA/cm²～80mA/cm²，保护气为空气或惰性气体，电镀时间1h～4h。