[发明专利]一种高温用金属表面抗高温氧化辐射热防护涂层制备方法

摘要

一种高温用金属表面抗高温氧化辐射热防护涂层制备方法。首先在金属表面通过高温化学扩渗制备厚度为30～200微米的硅化物或者铝化物的抗高温氧化过渡层；然后通过微弧氧化将过渡层表面原位转化为3～30微米且含高发射率物相强化的耐冲刷辐射热防护的陶瓷外层，使其得到的复合涂层兼具抗高温氧化、耐冲刷及高发射率的多重功能。本发明制备的复合涂层，其基材/过渡层/陶瓷外层的界面均为高强度的冶金结合，过渡层使复合涂层具有优异的抗高温氧化性能；高发射率陶瓷外层使基体金属发射率由0.2～0.35提高到0.8以上，强化辐射散热使金属热防护系统表面降温10％～20％，且陶瓷层抗强气流冲刷；复合涂层在航空航天热结构与外防热领域有很好应用潜力。

主权项

1.一种高温用金属表面抗高温氧化辐射热防护涂层制备方法，其特征在于，(1)：在高温用金属表面制备含稀土成分的硅化物或者铝化物过渡层；步骤一、对高温用金属表面预处理：用800#或800#以上砂纸抛光，清除基材表面的氧化皮及污垢，冲洗；步骤二、高温化学渗剂配制：8～20wt％Si粉或Al粉、0.1～20wt％稀土或其氧化物，5～10wt％卤化物活化剂以及余量的Al2O3粉末，上述粉体球磨1～4小时混合均匀；步骤三、将步骤一处理后的基材工件埋置于装有步骤二制得渗剂的容器中，并将其整体密封后置于高温化学扩渗炉中；步骤四、以3～8℃/min的速率将高温化学扩渗炉升温至700～1300℃，保温5～10h后，随炉冷却至室温，该过程在氩气气氛下进行；步骤五、将步骤四得到的金属工件取出，清洗，得到基材表面为含稀土成分的硅化物或者铝化物合金化过渡层；(2)通过微弧氧化技术将含稀土成分的硅化物或铝化物合金化过渡层，直接氧化转变为具有高发射率性质的基材氧化物/稀土氧化物/SiO2的陶瓷涂层或基材氧化物/稀土氧化物/Al2O3的陶瓷涂层；步骤六、电解液制备：将3～10g/L氢氧化钠、5～20g/L硅酸钠、0.1～15g/L六偏磷酸钠，3～15g/L偏铝酸钠中的任意二种或二种以上混合试剂溶于去离子水中，充分溶解；步骤七、微弧氧化外层制备：将步骤五中得到的工件作为阳极，放置于步骤六配置的电解液中，加载交流脉冲电压，电压范围在200～700V之间，时间为2～60min；步骤八、将步骤七得到的工件取出并清洗表面，得到基材表面抗高温氧化‑耐冲刷‑辐射热防护涂层。