[发明专利]复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种复合材料，其特征在于，包括：

基体；

粘结层，所述粘结层形成于所述基体的表面上；

第一陶瓷层，所述第一陶瓷层形成于所述粘结层的表面上；以及

第二陶瓷层，所述第二陶瓷层形成于所述第一陶瓷层的表面上，

其中，

所述第一陶瓷层含有5.66wt％的陶瓷纤维、7.55wt％的Y₂O₃和86.79wt％的ZrO₂，

所述第二陶瓷层含有5.66wt％的陶瓷纤维、7.55wt％的La₂O₃、6.94wt％的Y₂O₃和79.85wt％的ZrO₂。

2.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述基体为1Cr18Ni9Ti。

3.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述粘结层为NiCrCoAl合金。

4.根据权利要求3所述的复合材料，其特征在于，所述NiCrCoAl合金含有：4.0～8.0wt％的Al；16.0～20.0wt％的Cr；10.0～12.0wt％的Co；以及剩余的Ni。

5.根据权利要求4所述的复合材料，其特征在于，进一步包括第一过渡层，所述第一过渡层形成于所述粘结层和所述第一陶瓷层之间，并且所述第一过渡层含有50wt％的所述NiCrCoAl合金和50wt％的第一粉末，其中所述第一粉末含有5.66wt％的陶瓷纤维、7.55wt％的Y₂O₃和86.79wt％的ZrO₂。

6.根据权利要求5所述的复合材料，其特征在于，进一步包括第二过渡层，所述第二过渡层形成于所述第一陶瓷层和所述第二陶瓷层之间，并且所述第二过渡层含有50wt％的所述第一粉末和50wt％的第二粉末，其中所述第二粉末含有5.66wt％的陶瓷纤维、7.55wt％的La₂O₃、6.94wt％的Y₂O₃和79.85wt％的ZrO₂。

7.根据权利要求6所述的复合材料，其特征在于，所述粘结层、所述第一过渡层、所述第一陶瓷层、所述第二过渡层和所述第二陶瓷层的厚度分别独立的为100～150微米。

8.一种制备权利要求1-7任一项所述的复合材料的方法，其特征在于，包括：

(1)提供基体；

(2)利用溶胶-凝胶法和静电纺丝制备陶瓷纤维；

(3)采用高能球磨机将所述陶瓷纤维分别与第一陶瓷粉末和第二陶瓷粉末进行混合，以便分别得到第一混合物和第二混合物；

(4)利用等离子喷涂，在所述基体表面喷涂NiCrCoAl合金，以便在所述基体表面形成粘结层；

(5)利用等离子喷涂，在所述粘结层表面喷涂所述第一混合物，以便在所述粘结层的表面上形成第一陶瓷层；以及

(6)利用等离子喷涂，在所述第一陶瓷层表面喷涂所述第二混合物，以便在所述第一陶瓷层表面形成第二陶瓷层，进而得到所述复合材料。

9.根据权利要求8所述的制备复合材料的方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述制备陶瓷纤维的步骤进一步包括：

将硝酸钇、氯氧化锆、聚乙烯吡咯烷酮混合溶解制备溶胶溶液；

将所述溶胶溶液加入到注射器中，并在电压为20KV的条件下，以0.5ml/h的推进速度进行静电纺丝，以便得到前躯体纤维；以及

将所述前躯体纤维以5摄氏度/分钟的升温速率从室温升至550摄氏度并保温0.5小时，以便获得所述陶瓷纤维。

10.根据权利要求8所述的制备复合材料的方法，其特征在于，所述第一陶瓷粉末含有Y₂O₃和ZrO₂，所述第二陶瓷粉末含有La₂O₃、Y₂O₃和ZrO₂。

11.根据权利要求10所述的制备复合材料的方法，其特征在于，所述第一陶瓷粉末和所述第二陶瓷粉末与所述陶瓷纤维混合质量比分别独立地为100：6。