[发明专利]一种铌合金表面耐高温高阻氧隔热涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种铌基合金表面耐高温高阻氧隔热涂层的制备方法，其特征在于，按先后顺序，依次在铌基合金表面制备粘结层、抗氧化层、阻氧传播层和隔热降温层，包括如下步骤：

（1）采用金属钽在铌基合金表面制备形成粘结层，所述粘结层的制备方法选自冷喷涂、电子束物理气相沉积和真空等离子喷涂中的至少一种；

（2）将粘结层放置于空气中，金属钽发生氧化，使粘结层表面形成氧化钽抗氧化层；

（3）用第一陶瓷材料在抗氧化层表面制备形成阻氧传播层，所述第一陶瓷材料为RETaO₄球形粉体，RE为选自Y、La、Nd、Sm、Eu、Gd、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu中的至少一种稀土元素；通过大气等离子喷涂技术在抗氧化层表面制备形成所述阻氧传播层；

（4）用第二陶瓷材料在阻氧传播层表面制备形成隔热降温层，所述第二陶瓷材料为RE₃TaO₇球形粉体，RE为选自Y、La、Nd、Sm、Eu、Gd、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu中的至少一种稀土元素；通过大气等离子喷涂技术在阻氧传播层表面制备形成所述隔热降温层。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中，所使用的金属钽为球形粉末，粒径为30~70微米；

所述步骤（1）中，所述粘结层的厚度为60~200微米；

所述步骤（2）中，粘结层在空气中放置一小时及以上；

所述步骤（2）中，氧化钽抗氧化层的厚度小于1微米。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中，通过冷喷涂的方式在铌基合金表面制备粘结层，冷喷涂过程中以压缩氮气作为工作气体，喷涂压力为0.5~0.9MPa，喷涂距离为20~40 mm，喷涂温度为900~1200℃，送粉速率为30~50 g/min，涂层沉积速率为10~30微米每分钟，喷涂时间为2~10分钟。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中，大气等离子喷涂工艺参数如下：喷枪功率为20~50 kW，喷枪距离为80~200mm，氩气和氢气的气体流量分别为3~10slpm、3~10 slpm，进料速度为30~80 g/min，喷枪速度为200~500 mm/s，喷涂时间为5~20min；

所述阻氧传播层的厚度为100~1000微米。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（4）中，大气等离子喷涂工艺参数如下： 喷枪功率为20~50 kW，喷枪距离为80~200mm，氩气和氢气的气体流量分别为3~10 slpm、3~10 slpm，进料速度为30~80 g/min，喷枪速度为200~500 mm/s，喷涂时间为5~20min；

所述隔热降温层的厚度为100~1000微米。

6.一种采用权利要求1-5任一项所述的方法制备得到的铌基合金表面耐高温高阻氧隔热涂层。

7.根据权利要求1-5任一项所述的方法在制备铌基合金表面防护涂层上的应用。

8.一种铌基合金材料，其特征在于：以铌基合金为基体，并根据权利要求1-5任一项所述的方法在铌基合金表面制备涂层。