[发明专利]反应喷涂陶瓷固溶体基陶瓷‑金属共晶纳米复合涂层的制备方法

摘要

本发明为一种反应喷涂陶瓷固溶体基陶瓷‑金属共晶纳米复合涂层的制备方法，该方法包括以下步骤1）原料粉准备用反应喷涂制备陶瓷‑金属共晶型纳米复合陶瓷涂层的复合喂料的原料选择及成分配比，2）复合喂料的制备；3）共晶纳米复合涂层的制备方法，用大气等离子喷涂法制备[Cr+(Crx,Al1‑x)2O3]共晶复合纳米涂层。本发明得到的共晶型纳米复合陶瓷涂层为基体为成分可调控陶瓷固溶体，金属相呈纳米颗粒（棒）状弥散分布在陶瓷基体上，得到陶瓷固溶体基陶瓷‑金属共晶纳米复合涂层。本发明所制备的[Cr+(Crx,Al1‑x)2O3]共晶纳米复合涂层，具有较高的韧性、耐磨性、抗高温氧化性及耐蚀性。

主权项

一种反应喷涂陶瓷固溶体基陶瓷‑金属共晶纳米复合涂层的制备方法，其特征为该方法包括以下步骤：第一步，原料粉准备原料粉的配比：先将Cr2O3粉与Al 粉按3：1的质量比配成原始反应体系；以原始反应体系的质量为基数，另配置原始反应体系1‑2.5倍质量的添加剂，所述添加剂为Cr2O3、Al2O3和Re氧化物的混合物，其中Re的加入量为添加剂总量的1.0‑5.0wt%，其余为Cr2O3和Al2O3，其中，Cr2O3、Al2O3的质量比为：Cr2O3:Al2O3 =3～10: 1～7；Re为La系稀土元素La、Ce、Nd中的之一；第二步： 复合喂料的制备：（1）原料粉的湿法解聚：将第一步准备好的Cr2O3 粉、Al2O3、Re氧化物粉分放在不同容器中，每个容器中按固‑液总质量的30～70%分别加入离子水，并分别加入固体量0.5‑1.0wt%的分散剂，然后进行搅拌并进行超声震荡解聚，解聚时间0.5‑1h，得到各自的浆体；其中，本步骤的Cr2O3粉包括原始反应体系中的Cr2O3粉与添加剂中Cr2O3粉；（2）复合喂料的制备：将解聚的Cr2O3 、Al2O3、Re氧化物浆体倒入一个容器，加入第一步中的Al粉，再加入固体粉量0.3~0.6wt%的粘结剂，最后加入去离子水，使固液含量质量比达到30‑70%，然后用高速搅拌机对上述浆体进行充分搅拌，搅拌时间0.5‑1h， 对上述料浆通过造粒制成复合粉，并经筛分制得‑200~+400目的复合粉末；第三步，共晶纳米复合涂层的制备用大气等离子喷涂法制备[Cr+(Crx,Al1‑x)2O3]共晶复合纳米涂层：（1）先对基体表面进行喷刚玉砂，以粗化固体表面；（2）然后用大气等离子喷涂的方法喷涂粘结底层，粘结底层为 Ni‑Al或MCrAlY、Fe‑Al合金中的一种；其中，M为Co、Ni或Fe；底层厚度为100‑200μm；（3）用大气等离子喷涂的方法喷涂第二步得到的复合粉，制备共晶涂层，喷涂的工艺参数为：以Ar‑H2气为离子气，喷涂功率为28‑35KW，枪距90‑130mm，枪的移动速度6‑8m/min，采用外送粉，以N2为送粉气，送粉量为3.0‑7.0kg/h，涂层的厚度为0.3‑1.0mm，最后得到陶瓷固溶体基陶瓷‑金属共晶纳米复合涂层；所述的Re氧化物为LaO2、CeO2或NdO2；所述的分散剂为：聚丙烯酸铵、聚丙烯酸钠盐、9400分散剂或氧化铝分散剂；所述的第二步中的粘结剂为饱和水溶性聚乙烯醇或饱和水溶性CMC2081。