[发明专利]一种抗高温热腐蚀复合涂层及其制备方法

摘要

本发明公开了一种抗高温热腐蚀复合涂层及其制备方法，先通过包埋渗铝处理在基材上制备NbAl₃渗铝层，再通过微弧氧化处理在所述NbAl₃渗铝层镀上一层Al₂O₃陶瓷膜，制得Al₂O₃/NbAl₃复合涂层；所述包埋渗铝处理的渗铝剂按重量百分比为：Al₂O₃粉84～90wt%、Al粉8～12wt%、NaF粉2～4wt%；所述微弧氧化处理的电解液配方为：偏铝酸钠15～25g/L、氢氧化钠2～6g/L、氟化钠2～6g/L。本发明制备的Al₂O₃/NbAl₃复合涂层，与基材结合好，涂层连续均匀，表现出良好的抗高温热腐蚀性能；且工艺简单且重复性好，可大面积制备。

主权项

1.一种抗高温热腐蚀复合涂层的制备方法，其特征在于：先通过包埋渗铝处理在基材上制备NbAl₃渗铝层，再通过微弧氧化处理在所述NbAl₃渗铝层镀上一层Al₂O₃陶瓷膜，制得Al₂O₃ / NbAl₃复合涂层；所述包埋渗铝处理的渗铝剂按重量百分比为：Al₂O₃粉84～90wt%、Al粉8～12wt%、NaF粉2～4wt%；所述微弧氧化处理的电解液配方为：偏铝酸钠15～25g/L、氢氧化钠2～6g/L、氟化钠2～6g/L；所述基材为铌或铌合金；具体制备方法，包括如下步骤：（1）预处理：将基材逐级打磨后用丙酮超声清洗10min，吹干；（2）包埋渗铝处理：首先渗铝剂按如下重量百分比配制：Al₂O₃粉84～90wt%、Al粉8～12wt%、NaF粉2～4wt%，然后利用球磨机混匀，再将充分混匀的渗铝剂和基材一起密封于陶瓷坩埚内，最后放置真空管式炉中抽真空、加热和保温后，在管式炉中冷却到室温，得到NbAl₃渗铝层的渗铝基材；（3）微弧氧化处理：选用双脉冲高压电源作为供压源，将渗铝基材悬挂于阳极，以不锈钢槽作为阴极，渗铝基材浸没于电解液，电解液由偏铝酸钠15～25g/L、氢氧化钠2～6g/L和氟化钠2～6g/L组成；采用恒压模式进行微弧氧化处理，调节电参数，并施加机械搅拌，使溶液温度不超过40℃，处理时间为10～75min后在渗铝基材镀上一层Al₂O₃陶瓷膜，制得Al₂O₃ / NbAl₃复合涂层；所述步骤（2）真空管式炉中设置参数：真空度为0.15×10^‑2～3×10^‑2Pa，8～12℃/min的升温速率升至900～1000℃,并保温2～6h；所述步骤（3）电参数为：正电压350～410V、正占空比10～30%、频率200～600Hz；所述NbAl₃渗铝层的厚度为40～85μm；所述Al₂O₃陶瓷膜的厚度为8～12μm。