[发明专利]一种具有周期性梯度渐变结构复合构件的制备方法

权利要求书

1.一种具有周期性梯度渐变结构复合构件的制备方法，其特征在于：

包括以下步骤：

步骤一：根据需要制备的构件形状及尺寸，设计并加工出一个两端具有夹持部位（1）的石墨芯模（2）；

步骤二：采用双路送粉的等离子喷涂工艺在步骤一中加工出的石墨芯模（2）表面连续喷涂多层镀层结构（3），得到喷涂预成型构件；所述镀层结构（3）由石墨芯模（2）向外依次为陶瓷层（31）、陶瓷-金属层（32）以及金属层（33）且所述陶瓷-金属层（32）至少为两层，所述陶瓷-金属层（32）中金属相的含量为10～90wt%且金属相含量由远离金属层（33）到靠近金属层（33）逐渐增加；

步骤三：采用热等静压工艺对步骤二中的喷涂预成型构件进行处理，得到高致密复合构件；

步骤四：根据需要制备的构件形状及尺寸，采用机械加工的方式去除步骤三中高致密复合构件的石墨芯模（2），从而得到陶瓷-金属复合构件。

2.根据权利要求1所述的一种具有周期性梯度渐变结构复合构件的制备方法，其特征在于：所述石墨芯模（2）采用具有优异的高温强度、化学稳定性及机械加工特性的石墨材料。

3.根据权利要求1所述的一种具有周期性梯度渐变结构复合构件的制备方法，其特征在于：所述喷涂预成型构件的单边厚度为3～10mm。

4.根据权利要求1所述的一种具有周期性梯度渐变结构复合构件的制备方法，其特征在于：所述陶瓷层（31）单层厚度为50～200μm；所述陶瓷层（31）材料采用ZrO₂、Al₂O₃、YSZ、La₂Zr₂O₇低热导率陶瓷中的任意一种。

5.根据权利要求1所述的一种具有周期性梯度渐变结构复合构件的制备方法，其特征在于：所述金属层（33）单层厚度为100～500μm；所述金属层材料采用Mo-La-X，所述X为采用TaC或TaC-HfC中的任意一种的金属碳化物。

6.根据权利要求1所述的一种具有周期性梯度渐变结构复合构件的制备方法，其特征在于：所述陶瓷-金属层（32）厚度为100～500μm；所述陶瓷-金属层（32）陶瓷材料与所述陶瓷层（31）的材料相同、金属材料与所述金属层（33）的材料相同。

7.根据权利要求1所述的一种具有周期性梯度渐变结构复合构件的制备方法，其特征在于：所述步骤二中双路送粉的等离子喷涂工艺具体为：通过改变两个独立布局的送粉管的送粉速率实现涂层成分的连续梯度变化，包括第一送粉管（41）与第二送粉管（42）；所述第一送粉管（41）输送陶瓷粉体，第一送粉管（41）距喷嘴距离为0～15mm，送粉速率为0.5～6rpm；第二送粉管（42）输送金属粉体，第二送粉管（42）距喷嘴距离为10～30mm，送粉速率为0.5～6rpm；喷涂功率为28～40KW，喷涂距离为60～160mm。

8.根据权利要求1所述的一种具有周期性梯度渐变结构复合构件的制备方法，其特征在于：所述步骤四中机械加工方式具体为：首先通过内孔钻头将石墨芯轴整体顶出，然后采用车刀将陶瓷-金属复合构件车销至所需规格。