[发明专利]一种在基体材料上形成的复相环境障涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种在基体材料上形成的复相环境障涂层，其特征在于：

所述复相环境障涂层自基体材料向外依次包括硅粘结层、莫来石层和由硅酸镥与硅酸钪混合而成的Lu₂SiO₅-Sc₂Si₂O₇复相陶瓷层；

在所述Lu₂SiO₅-Sc₂Si₂O₇复相陶瓷层中，所述硅酸镥与所述硅酸钪的摩尔比为（0.8~1.2）:1；

所述复相环境障涂层抗热冲击寿命长、高温抗水-氧腐蚀性能优异；

所述硅粘结层、所述莫来石层和所述Lu₂SiO₅-Sc₂Si₂O₇复相陶瓷层通过超低压等离子喷涂法制备而成；

在制备所述硅粘结层的过程中，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40~60L/min，喷涂距离为800~1000mm，转动台的转速为3~10r/min，超低压等离子喷涂设备的电弧电压为30~40V，电弧电流为1500~1800A，硅粉的送粉速率为10~20g/min；

在制备所述莫来石层的过程中，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40~60L/min，喷涂距离为800~1000mm，转动台的转速为3~10r/min，超低压等离子喷涂设备的电弧电压为30~40V，电弧电流为1500~1800A，莫来石粉的送粉速率为20~30g/min；

在制备所述Lu₂SiO₅-Sc₂Si₂O₇复相陶瓷层的过程中，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40~60L/min，喷涂距离为800~1000mm，转动台的转速为3~10r/min，超低压等离子喷涂设备的电弧电压为30~40V，电弧电流为1500~1800A，由硅酸镥粉与硅酸钪粉混合而成的混合粉的送粉速率为30~40g/min。

2.根据权利要求1所述的复相环境障涂层，其特征在于：

所述硅粘结层的厚度为60~100μm；

所述莫来石层的厚度为60~100μm；和/或

所述Lu₂SiO₅-Sc₂Si₂O₇复相陶瓷层的厚度为150~200μm。

3.根据权利要求1或2所述的复相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、莫来石粉和由硅酸镥粉与硅酸钪粉混合而成的混合粉分别装入超低压等离子喷涂设备的送粉器中并进行干燥处理；

（2）将基体材料固定在超低压等离子喷涂设备的喷涂舱室内的转动台上；和

（3）通过超低压等离子喷涂法在基体材料的表面依次制备所述硅粘结层、所述莫来石层和由硅酸镥与硅酸钪混合而成的Lu₂SiO₅-Sc₂Si₂O₇复相陶瓷层，由此在基体材料的表面制得所述复相环境障涂层。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：

所述干燥处理的温度为50~80℃，所述干燥处理的时间为3~5h；

在制备所述复相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基体材料的表面的温度为800~1000℃；和/或

在制备所述复相环境障涂层的过程中，所述喷涂舱室内的绝对压力为100~500Pa。

5.根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于：

所述硅粉的粒径为5~20μm；

所述莫来石粉的粒径为5~30μm；和/或

由硅酸镥粉与硅酸钪粉混合而成的混合粉的粒径为10~40μm。

6.包含权利要求1或2所述的复相环境障涂层的复合材料。