[發明專利]包含陶瓷氧化物晶粒生長抑制劑的超細陶瓷熱噴涂原料和其制備方法

無效

• 申請號: 200810214729.3
• 申請日: 2008-06-19
• 公開（公告）號: CN101412618A
• 公開（公告）日: 2009-04-22
• 發明（設計）人: T·丹尼·肖;欣慶·馬
• 申請（專利權）人: 英孚拉瑪特公司
• 主分類號: C04B35/00
• 分類號: C04B35/00
• 代理公司: 北京金信立方知識產權代理有限公司
• 代理人: 黃 威

相關申請的交叉參考

[0001]本申請主張2007.6.19提交的美國臨時專利申請No.60/945,001的權益，其是2007.5.8提交的美國專利申請序列No.11/801,206的部分繼續，其是2003.4.2提交的美國專利No.7,238，219B2的分案，其是2001.5.1提交的美國專利No.6,576，036B2的分案，其是1998.8.21提交的美國專利No.6,277,774B1的分案，其主張1997.8.22提交的美國臨時申請No.60/057,339的權益，其中優先權主張自所有前述專利申請，此處整體列入以供參考。

技術領域

[0002]本發明主要涉及超細材料，更具體地涉及包含作為初相的超細陶瓷材料和作為晶粒生長抑制劑的陶瓷氧化物的熱噴涂原料組合物，以及合成這種組合物的方法。

背景技術

[0003]陶瓷氧化物材料已被廣泛用作涂層材料以改善疏松材料的表面特性。這種材料對于同時要求耐磨和耐腐蝕的應用是特別有用的。例如，氧化鋁/氧化鈦陶瓷涂層具有優異的耐磨、耐侵蝕、耐微動和耐空化性，耐熱高達540℃，耐多數的酸和堿，耐普通水溶液的濕，和高絕緣強度。陶瓷氧化物涂層可以通過熱噴涂陶瓷氧化物粉末形成，例如氧化鋁/氧化鈦、氧化鉻/氧化鈦、和氧化鋯/氧化釔粉末。金屬性的和含陶合金(也就是陶瓷/金屬材料)涂層缺乏陶瓷氧化物涂層擁有的許多優異性能。因此，美國海軍使用通過熱噴涂過程制備的陶瓷氧化物涂層，例如修理海軍艦船的蒸汽閥。除此海軍的應用之外，也發現熱噴涂的陶瓷氧化物涂層應用于以地面為基地的燃氣渦輪、柴油機、切削工具、醫療植入和催化式排氣凈化器。例如，為了改善與化學或溶液有關的磨損，在切削工具產業中氧化鋁通常用作涂層。涂覆氧化鋁的碳化物工具可以展示速度2.5倍于未涂覆的碳化物工具速度的能力。由于它非常低的粘著磨損率，氧化鋁也被用作各類精密儀器的支撐面。

[0004]在熱噴涂原料材料中，有晶粒尺寸約1-約10微米(百萬分之一米)的微米尺寸陶瓷氧化物材料通常被用作熔化促進劑或增強劑。不幸地，形成自這種原料材料的涂層可展示拙劣的性能，例如脆性、低密度、低耐熱震和弱粘合強度。

[0005]已經發現在熱噴涂原料中用具有更小晶粒或顆粒尺寸的陶瓷材料替換微米尺寸的陶瓷材料可以獲得更高質量的涂層。特別感興趣的是下列兩類這種細-數值范圍微米結構：納米結構材料組成的晶粒或平均長尺寸小于或等于100納米(nm)的顆粒；和亞微米(或超細)材料組成的晶粒或平均長尺寸100納米到1微米的顆粒。這種細材料的特征是存在于晶粒或顆粒邊界的原子是高的部分。結果，與具有同樣組成的大尺寸相似物相比，細材料可以有完全不同和常常較高的化學和物理特性。因而，在大范圍應用中細材料取代大結構材料可以產生相當大的優勢，例如較高的強度、改良的斷裂韌度和馬氏體鋼中的硬度，減少為壓實的燒結溫度和陶瓷中超塑性的突變。