[发明专利]一种提高硅基非氧化物陶瓷材料表面环境障涂层硬度和抗热震性能的激光熔凝方法

权利要求书

1.一种提高硅基非氧化物陶瓷材料表面环境障涂层硬度和抗热震性能的激光熔凝方法，其特征在于包括有下列步骤：

步骤1，从SiC块体中切取尺寸为20mm×20mm×4.0mm的小块儿作为基体材料，并依次用丙酮、乙醇、超声清洗20min，然后在温度为110℃的烘箱中烘干2h；

步骤2，选用市售高纯Lu₂O₃和SiO₂原料，分别按Lu₂Si₂O₇和Lu₂SiO₅的化学计量比称取对应Lu₂O₃和SiO₂的质量，得到Lu₂Si₂O₇原材料、Lu₂SiO₅原材料；

用乙醇做分散剂，将Lu₂Si₂O₇原材料在300r/min球磨10～15h，20～30Mpa条件冷压成块，将所压块体置于N₂保护气氛下，以升温速率为6℃～10℃/min升温至1550℃，保温6h，制得Lu₂Si₂O₇块体；

用乙醇做分散剂，将Lu₂SiO₅原材料在300r/min球磨10～15h，20～30Mpa条件冷压成块，将所压块体置于N₂保护气氛下，以升温速率为6℃～10℃/min升温至1550℃，保温6h，制得Lu₂SiO₅块体；

然后将Lu₂Si₂O₇块体和Lu₂SiO₅块体粉碎至80～100μm的粉末，按质量比m_Lu2Si2O7/m_Lu2SiO5＝7:3称取相应质量于球磨罐中，用乙醇做分散剂，400r/min球磨10～15h，30～40Mpa条件冷压成块，将所压块体至于N₂保护气氛下，6℃～10℃/min升温至1550℃，保温10h，制备Lu₂Si₂O₇-Lu₂SiO₅复合块体，将Lu₂Si₂O₇-Lu₂SiO₅复合块体粉碎至62～105μm的粉末，制得Lu₂Si₂O₇和Lu₂SiO₅复合喷涂粉；

步骤3，选取莫来石(3Al₂O₃·2SiO₂)尺寸范围为18～58μm；

步骤4，采用等离子喷涂方法，首先将莫来石(3Al₂O₃·2SiO₂)喷涂到SiC基体上，1200～1300℃热处理2～4h.再将Lu₂Si₂O₇-Lu₂SiO₅复合喷涂粉末喷涂到莫来石层上，1300～1400℃热处理2～4h，制得复合环境障涂层；

制备莫来石涂层的参数为：电压60～80v，电流500～600A，氩气流量为50L/min～70L/min，氢气流量为5L/min～10L/min；送粉量为5g/min～15g/min，喷涂距离70～80mm；

制备质量比为7:3的Lu₂Si₂O₇-Lu₂SiO₅复合面层的参数为：电压70～90v，电流600～700A，氩气流量为50L/min～70L/min，氢气流量为10L/min～20L/min，送粉量为5g/min～10g/min，喷涂距离均为60mm～80mm；

步骤5，将制得的复合环境障涂层在激光熔凝工艺中进行处理，得到激光熔凝后的SiC/mullite/质量比为7:3的Lu₂Si₂O₇-Lu₂SiO₅环境障涂层；激光熔凝工艺的参数：激光功率为100w～200w、扫描速度为400mm/min～600mm/min、扫描距离为10mm～20mm、扫描角度为90度。