[發明專利]一種陰極旋轉水熱電泳沉積制備硅酸釔涂層的方法

無效

• 申請號: 200910021216.5
• 申請日: 2009-02-20
• 公開（公告）號: CN101514473A
• 公開（公告）日: 2009-08-26
• 發明（設計）人: 黃劍鋒;王雅琴;曹麗云;楊強;夏昌奎;殷立雄;盧靖;吳建鵬
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: C25D13/02
• 分類號: C25D13/02;C04B41/87
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司
• 代理人: 張震國

技術領域

本發明涉及一種硅酸釔涂層的制備方法，具體涉及一種陰極旋轉水熱電泳沉積制備硅酸釔涂層的方法。

背景技術

近年來碳/碳復合材料逐漸成為人們研究的熱點。由于碳/碳復合材料熱膨脹系數低、密度低、耐燒蝕、耐腐蝕、摩擦系數穩定、導熱導電性能好和高強度、高模量等特點，特別是隨溫度升高力學性能不降反升的特性，因此其被應用于航空、航天及民用工業領域。然而，它的許多上述性質只有在惰性氣氛下或者是低于450℃的條件下才能保持，氧化失重將使得碳/碳復合材料的力學性能明顯下降，從而限制了其作為高溫耐火材料在氧化氣氛下的廣泛應用。因此，解決碳/碳復合材料高溫氧化防護問題是充分利用其性能的前提。

抗氧化涂層被認為是解決碳/碳復合材料高溫氧化防護問題的有效方法，但是由于碳/碳復合材料的特殊物化特性，許多高溫陶瓷材料無法直接作為高溫涂層使用，因此大多采用過渡層/外涂層(耐高溫陶瓷材料)的復合涂層方法，在過渡層中，由于SiC與碳/碳復合材料具有良好的物理化學相容性，所以被普遍采用。由于硅酸釔材料具有高熔點、低楊氏模量、低熱膨脹系數、低高溫揮發率、低高溫氧氣滲透率和耐化學腐蝕等優異的物化性能，使其成為石墨、C/C及C/C-SiC復合材料和SiC結構陶瓷等高性能材料高溫抗氧化涂層的理想外涂層材料之一。

到目前為止，硅酸釔涂層的制備技術主要有熱等靜壓法、熔漿涂覆燒結法、等離子噴涂法及原位形成法等。但由于以上方法均需要在高溫下才能制備出比較理想的涂層。而較高的制備溫度可能對基體造成一定損傷，因此低溫制備工藝的開發一直是研究者致力的方向之一。陰極旋轉水熱電泳沉積法其特點首先是將電沉積技術和水熱技術結合，并利用超聲波在反應體系中產生的局部高溫和高壓有效降低硅酸釔懸浮粒子的反應激活能，使其在水熱電泳過程中反應更完全和充分。采用該法可避免采用傳統高溫涂覆而引起的相變和脆裂，在一定程度上解決涂層制備過程中對基體的熱損傷；其次，沉積過程是非直線過程，可以在形狀復雜或表面多孔的基體表面形成均勻的沉積層，并能精確控制涂層成分、厚度和孔隙率，使得簡單高效制備多相復合涂層和梯度陶瓷涂層成為可能；再者，水熱電泳沉積是帶電粒子的定向移動，不會因電解水溶劑時產生的大量氣體影響涂層與基體的結合力。另外通過陰極高速旋轉，避免了傳統水熱法需多次涂覆才能得到結構致密均勻的涂層的缺點，實現了在可控的條件下獲得致密的、具有顯微裂紋的、不同厚度的硅酸釔涂層。此外，陰極旋轉水熱電泳沉積法還具有操作簡單方便、成本低、沉積工藝易控制等特點。