[发明专利]一种耐热冲刷抗热震硅化物涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种耐热冲刷抗热震硅化物涂层，其特征在于，该耐热冲刷抗热震硅化物涂层涂覆在铌合金表面，且厚度为70μm～200μm，该耐热冲刷抗热震硅化物涂层以(Nb,Mo,Ti)Si₂为主相并含有(Ti,Nb,Mo)₅Si₃相，且耐热冲刷抗热震硅化物涂层与铌合金的界面扩散反应层的成分为Nb₅Si₃，其中，(Nb,Mo,Ti)Si₂主相中Mo元素的含量不低于9at％，Ti元素的含量不低于7at％，(Ti,Nb,Mo)₅Si₃相中Ti元素的含量不低于26at％；所述耐热冲刷抗热震硅化物涂层在1400℃和1500℃大气环境中恒温抗氧化寿命不低于100h，在1100℃～1600℃具有良好的热冲刷性能和抗热震性能。

2.根据权利要求1所述的一种耐热冲刷抗热震硅化物涂层，其特征在于，所述热冲刷抗热震硅化物涂层在1100℃～1600℃的高温氧化条件下形成具有“混凝土”结构的复合氧化膜，该复合氧化膜以TiO₂为骨架、以非晶态SiO₂为填充剂。

3.一种制备如权利要求1或2所述的耐热冲刷抗热震硅化物涂层的方法，其特征在于，采用真空料浆熔烧法在铌合金表面制备耐热冲刷抗热震硅化物涂层，该方法包括以下步骤：

步骤一、对铌合金的表面依次进行打磨处理、喷砂处理、脱脂处理和酸洗处理，得到预处理后的铌合金；所述喷砂处理采用砂粒为刚玉砂或氧化锆砂，所述喷砂处理的压力为0.2MPa～0.8MPa，喷砂时间为2min～6min；

步骤二、将硅化物涂层的制备原料硅粉及其他金属元素粉末与分散剂放置于球磨机中进行高能球磨，得到复合悬浮料浆；所述分散剂由丙烯酸和丙酮按1:3～5的体积比混合而成，所述分散剂的体积为硅化物涂层的制备原料质量的5～10倍，其中，体积的单位为mL，质量的单位为g；

步骤三、采用浸涂或气动喷涂的方式将步骤二中得到的复合悬浮料浆预置于步骤一中预处理后的铌合金表面，经60℃～120℃烘干120min～360min后在铌合金表面得到预置层，然后将具有预置层的铌合金置于真空烧结炉中，在真空度为7.0×10^-3～5.0×10^-2Pa的条件下进行高温熔烧，随炉冷却后在铌合金表面制备得到耐热冲刷抗热震硅化物涂层；所述高温熔烧的具体过程为：先以10℃/min～30℃/min速率升温至700℃～900℃保温30min～120min，然后以10℃/min～15℃/min速率升温至1400℃～1600℃保温45min～90min。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤一中所述酸洗处理采用的酸液由质量浓度40％～60％的氢氟酸和质量浓度65％～68％的浓硝酸按体积比2:0.7～1混合而成，且酸洗处理的时间为1min～5min。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤二中所述其他金属元素粉末为钛粉、钨粉、铬粉、锆粉、钼粉和铪粉，且粒径均小于10μm，硅粉的粒径小于5μm，所述钛粉、钨粉、铬粉、锆粉、钼粉、铪粉和硅粉的质量纯度均不小于99％。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤二中所述高能球磨的转速为320r/min～400r/min，时间为120min～360min，球料比为3:1。

7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤二中所述复合悬浮料浆由以下质量百分比的成分组成：Ti 14.5％～25.5％，Mo 10.5％～20.5％，Cr 12.5％～17.5％，Zr 7.5％～15.5％，W 1.5％～5.5％，Hf 0.5％～1.5％，余量为Si和不可避免的杂质。