[发明专利]α-Al2

说明书

本发明公开了一种α‑Al₂O₃薄膜的制备方法与应用，包括步骤一，制备MCrAlYSi薄膜层，其中M代表金属元素；步骤二，低真空度、高温环境下对MCrAlYSi薄膜层进行氧化，进而在MCrAlYSi薄膜层生成α‑Al₂O₃薄膜。本发明的α‑Al₂O₃薄膜制备方法成本低，效率高，在MCrAlYSi薄膜层表面原位生成的α‑Al₂O₃薄膜致密性好，结合力强，满足热震性能需求，涂层外观不发生变化，不出现起皱、鼓泡、开裂、翘皮和脱落等现象。

技术领域

本发明属于表面处理技术领域，具体涉及一种α-Al₂O₃薄膜的制备方法与应用。

背景技术

为了降低航空发动机中各部件的红外发射率，目前采用的一种处理方式是在发动机部件表面制备一定厚度的涂层，其中一种涂层结构为Pt(铂)层+MCrAlYSi 薄膜层，MCrAlYSi薄膜层作为粘结层与基体材料结合，Pt(铂)层位于MCrAlYSi 薄膜层外侧，但由于高温下Pt与基体材料发生互扩散，影响了Pt(铂)层的功能，所以必须在Pt(铂)层在MCrAlYSi薄膜层之间制备一层阻扩散涂层，例如致密的陶瓷层，阻扩散涂层的传统制备工艺是通过反应磁控溅射或等离子喷涂等工艺。但现有的制备方法不仅费时费力，生产成本也极高，并且在循环热震环境下结合力较差，容易发生掉块、起皮和剥落现象，不能满足涂层的功能需求。

发明内容

本发明旨在提供一种α-Al₂O₃薄膜的制备方法与应用，其制备出的α- Al₂O₃薄膜致密性好、结合力高，且制备成本低、制备效率高，进一步，该制备方法生成的α-Al₂O₃薄膜能够作为阻扩散层用于防止Pt层中的Pt向基体材料之间扩散。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案。

α-Al₂O₃薄膜的制备方法，包括以下步骤:

步骤一，制备MCrAlYSi薄膜层，其中M代表金属元素；

步骤二，低真空度、高温环境下对MCrAlYSi薄膜层进行氧化，在MCrAlYSi 薄膜层表面生成α-Al₂O₃薄膜。

优选的，所述步骤一中采用多弧离子镀制备MCrAlYSi薄膜层。

优选的，所述步骤一和步骤二之间还包括MCrAlYSi薄膜层的表面整平处理，降低MCrAlYSi薄膜层的表面粗糙度。

优选的，所述整平处理为表面吹砂。

进一步，所述表面吹砂后采用超声波清洗，然后在干燥箱内保温干燥。

优选的，所述步骤二中真空压力为1×10^-1～1×10^-2Pa，温度为850℃～900℃，时间为20～24h。

优选的，所述步骤一中的MCrAlYSi薄膜层为NiCrAlYSi薄膜层。

优选的，所述步骤一中，MCrAlYSi薄膜层的厚度为5～8μm。

采用前述制备方法制备的α-Al₂O₃薄膜的应用，所述α-Al₂O₃薄膜位于Pt层和MCrAlYSi薄膜层之间，阻隔Pt层中的Pt扩散。

优选的，所述MCrAlYSi薄膜层位于高温合金表面。