[发明专利]一种用于陶瓷基复合材料的热/环境障涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种用于陶瓷基复合材料的热/环境障涂层的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

(1)将硅粉、硅酸镱粉和氧化铪粉分别装入低压等离子喷涂设备的送粉器中并进行干燥处理；

(2)将陶瓷基复合材料固定在低压等离子喷涂设备的真空室内的转动台上；和

(3)通过低压等离子喷涂法在陶瓷基复合材料的表面依次制备硅层、硅酸镱层、由氧化铪与硅酸镱混合而成的过渡层和氧化铪层，由此在陶瓷基复合材料的表面制得所述热/环境障涂层；

所述热/环境障涂层自陶瓷基复合材料向外依次包括所述硅层、所述硅酸镱层、由氧化铪与硅酸镱混合而成的所述过渡层和所述氧化铪层；在所述过渡层中，所述氧化铪与所述硅酸镱的摩尔比为(0.8～1.2):1；所述硅层的厚度为40～60μm，所述硅酸镱层的厚度为50～100μm，所述过渡层的厚度为50～100μm，所述氧化铪层的厚度为100～200μm。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：

在制备所述热/环境障涂层的过程中，采用等离子射流加热的方式使得所述陶瓷基复合材料的表面的温度为600～850℃；和/或

在制备所述热/环境障涂层的过程中，所述真空室内的绝对压力为7×10³～8×10³Pa。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：

在制备所述硅层的过程中，以氩气和氦气为等离子气体，氩气的流量为20～50L/min，氦气的流量为2～15L/min，喷涂距离为200～500mm，转动台的转速为3～10r/min，低压等离子喷涂设备的电弧电压为10～20V，电弧电流为400～700A，硅粉的送粉速率为10～20g/min。

4.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：

在制备所述硅酸镱层的过程中，以氩气和氦气为等离子气体，氩气的流量为20～50L/min，氦气的流量为30～60L/min，喷涂距离为400～700mm，转动台的转速为3～10r/min，低压等离子喷涂设备的电弧电压为20～40V，电弧电流为1000～1300A，硅酸镱的送粉速率为30～40g/min。

5.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：

在制备所述过渡层的过程中，以氩气和氦气为等离子气体，氩气的流量为20～50L/min，氦气的流量为30～60L/min，喷涂距离为500～700mm，转动台的转速为5～15r/min，低压等离子喷涂设备的电弧电压为30～40V，电弧电流为1600～2000A，氧化铪的送粉速率为10～15g/min，硅酸镱的送粉速率为20～30g/min。

6.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：

在制备所述氧化铪层的过程中，以氩气和氦气为等离子气体，氩气的流量为20～50L/min，氦气的流量为30～60L/min，喷涂距离为500～700mm，转动台的转速为5～15r/min，低压等离子喷涂设备的电弧电压为30～40V，电弧电流为1500～2000A，氧化铪的送粉速率为15～30g/min。

7.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：

所述干燥处理的温度为60～75℃，所述干燥处理的时间为3～5h；和/或

所述硅粉的粒径为3～10μm，所述硅酸镱粉的粒径为5～30μm，和/或所述氧化铪粉的粒径为5～40μm。