[发明专利]一种用于基材表面抗激光烧蚀涂层及制备方法

权利要求书

1.一种用于基材表面的抗激光烧蚀涂层，所述的基材为铝或铝合金，其特征在于：该抗激光烧蚀涂层包括隔热层、过渡层和反射层，隔热层位于基材表面，过渡层位于隔热层上，反射层位于过渡层上；隔热层材料为纯钼和氧化锆，过渡层材料为递减氧化锆和递增纯铝，反射层材料为纯铝和石墨烯；

所述过渡层中铝的体积分数沿隔热层向反射层方向由10%依次递增至90%；所述的用于基材表面的抗激光烧蚀涂层的制备方法包括如下步骤：

（1）对基材表面进行除油喷砂；

（2）在基材表面超音速等离子喷涂钼层；

（3）在钼层上超音速等离子喷涂氧化锆层；

（4）在氧化锆层上超音速等离子喷涂耦合冷喷涂氧化锆铝；

（5）在氧化锆铝层上冷喷涂铝石墨烯；

在步骤（2）中，超音速等离子喷涂的工艺参数为：主气为惰性气体Ar，次级气为还原性气体氢气，电流为370~390A，电压为100~120V，主气流量120~140L/min，送粉喷涂距离为90~110mm，送粉速率为20~40g/min；

在步骤（3）中，超音速等离子喷涂的工艺参数为：主气为惰性气体Ar，次级气为还原性气体氢气，电流为420~440A，电压为160~170V，主气流量120~140L/min，喷涂距离为100~120mm，送粉速率为30~50g/min；

在步骤（4）中，超音速等离子喷涂的工艺参数为：主气为惰性气体Ar，次级气为还原性气体氢气，电流为420~440A，电压为160~170V，主气流量120~140L/min，喷涂距离为100~120mm，送粉速率由40g/min递减至10g/min；冷喷涂的工艺参数为：氮气为送粉气体和主气气体，氮气的预热温度为300~350℃，送粉气体压力为1.5~2MPa，主气气体压力为1~1.5MPa，送粉速率由5g/min递增至20g/min；

在步骤（5）中，冷喷涂的工艺参数为：送粉气体和主气气体为氮气，氮气的预热温度为250~450℃，送粉气体压力为2.5~3MPa，主气气体压力为2~2.5MPa，送粉速率为10~30g/min；

反射层的原料为铝粉和石墨烯，铝粉和石墨烯进行混合，得到铝石墨烯。

2.根据权利要求1所述的一种用于基材表面的抗激光烧蚀涂层，其特征在于：隔热层分为钼层和氧化锆层，钼层的原料为纯钼粉末，氧化锆层原料为质量分数8%氧化钇稳定的氧化锆粉末；

钼层中钼粉的平均粒径为45~60μm，钼层的厚度为100µm~200µm，钼层的孔隙率1%~3%，钼层与基材的结合强度25MPa~50MPa；

氧化锆层中氧化锆粉的平均粒径为45~90μm，氧化锆层的厚度为200µm~400µm，氧化锆层的孔隙率1%~3%，氧化锆层与钼层的结合强度25MPa~50MPa；

过渡层为氧化锆和铝的梯度分布，其原料为8%氧化钇稳定的氧化锆粉和铝粉。

3.根据权利要求2所述的一种用于基材表面的抗激光烧蚀涂层，其特征在于：过渡层中氧化锆粉的平均粒径为45~90μm，过渡层中铝粉的平均粒径为15~50μm；

过渡层的厚度为200µm~400µm，过渡层的孔隙率1%~3%，过渡层与隔热层的结合强度25MPa~45MPa。

4.根据权利要求1所述的一种用于基材表面的抗激光烧蚀涂层，其特征在于：反射层中石墨烯颗粒的平均粒径为10nm ~1μm，反射层中铝粉的平均粒径为15μm~50μm。

5.根据权利要求4所述的一种用于基材表面的抗激光烧蚀涂层，其特征在于：铝石墨烯中石墨烯的体积分数为15 %~45 %。

6.根据权利要求1所述的一种用于基材表面的抗激光烧蚀涂层，其特征在于：反射层的厚度为200µm~400µm，反射层的孔隙率1%~3%，反射层与过渡层的结合强度25MPa~50MPa。

7.根据权利要求1所述的一种用于基材表面的抗激光烧蚀涂层，其特征在于：抗15kW/cm²功率密度激光烧蚀不低于10s，抗25kW/cm²功率密度激光烧蚀不低于5s。