[发明专利]一种ZrC陶瓷材料表面ZrB2

权利要求书

1.一种ZrC-SiC陶瓷材料表面ZrB₂-SiC-ZrC复合涂层的制备方法，其特征在于它包括以下步骤：

一、按摩尔百分比为Zr：B₄C：Si＝1：0.456：0.368称取锆粉、碳化硼粉和硅粉进行球磨湿混，混合后获得浆料；

二、将浆料在旋转蒸发器上蒸发烘干，经研磨，得混合粉料；

三、将混合粉料置于真空热压烧结炉中，在惰性气体保护下进行热压烧结，随炉冷却后取出，即得ZrB₂-SiC-ZrC超高温陶瓷坯体材料；

四、将步骤三中得到的陶瓷坯体进行破碎，研磨和过筛，得到ZrB₂、SiC和ZrC混合喷涂粉末；

五、将ZrC-SiC复相陶瓷基体进行表面预处理，得到预处理后的ZrC-SiC基体；

六、采用等离子喷涂技术制备涂层，将步骤四得到的ZrB₂、SiC和ZrC混合喷涂粉末装入等离子喷枪中，在步骤五得到的预处理后的ZrC-SiC基体上进行喷涂，得到ZrC-SiC材料表面ZrB₂-SiC-ZrC高温防护涂层；

步骤三中所述的烧结方法是：将经烘干处理后所得的混合粉料装入石墨模具中，在氩气气氛下，首先以8℃/min的速率升温到800℃，保温60min；然后以4℃/min的速率升温到1000℃，保温60min；再以4℃/min的速率升温到1250℃，保温60min；最后以4℃/min的速率升温到1500℃，保温60min；压力为2MPa；

步骤六中所述的等离子喷涂工艺参数为：喷涂电流500～650A，喷涂距离为70～150mm，等离子气体为氩气和氢气，其中氩气的气体流量为35L/min，氢气的气体流量为12L/min，送粉气氩气流量为1.5～2.2L/min。

2.根据权利要求1所述的一种ZrC-SiC陶瓷材料表面ZrB₂-SiC-ZrC复合涂层的制备方法，其特征在于步骤一中锆粉的体积纯度大于99.9％，平均粒径为38μm；碳化硼粉的体积纯度大于94.2％，平均粒径为7μm；硅粉的体积纯度大于99.9％，粒径为75μm。

3.根据权利要求1所述的一种ZrC-SiC陶瓷材料表面ZrB₂-SiC-ZrC复合涂层的制备方法，其特征在于步骤一中所述的粉末混合的方法是：以无水乙醇为分散剂，以ZrO₂球为球磨介质，采用行星式球磨机在球磨转速为300～400r/min的条件下球磨混合14小时。

4.根据权利要求1所述的一种ZrC-SiC陶瓷材料表面ZrB₂-SiC-ZrC复合涂层的制备方法，其特征在于步骤二中所述的浆料蒸发烘干的方法是：干燥的转速为60～90r/min，干燥的温度为60～90℃。

5.根据权利要求1所述的一种ZrC-SiC陶瓷材料表面ZrB₂-SiC-ZrC复合涂层的制备方法，其特征在于步骤二中所述的研磨采用玛瑙研钵反复研磨。

6.根据权利要求1所述的一种ZrC-SiC陶瓷材料表面ZrB₂-SiC-ZrC复合涂层的制备方法，其特征在于步骤三中所述的ZrB₂-SiC-ZrC超高温陶瓷坯体材料紧实度为50％。

7.根据权利要求1所述的一种ZrC-SiC陶瓷材料表面ZrB₂-SiC-ZrC复合涂层的制备方法，其特征在于步骤五中所述的预处理过程为：将ZrC-SiC基体表面用刚玉砂进行喷砂处理，然后将ZrC-SiC基体用无水乙醇在超声波清洗器中清洗，烘干后得到预处理后的ZrC-SiC基体。

8.根据权利要求1所述的一种ZrC-SiC陶瓷材料表面ZrB₂-SiC-ZrC复合涂层的制备方法，其特征在于步骤六中制得的ZrB₂-SiC-ZrC高温防护涂层厚度为200～500μm。