[發明專利]一種聲電沉積制備Y2SiO5/MoSi2復合涂層的方法

無效

• 申請號: 200910021220.1
• 申請日: 2009-02-20
• 公開（公告）號: CN101514474A
• 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Y₂SiO₅/MoSi₂復合涂層的制備方法，具體涉及一種聲電沉積制備Y₂SiO₅/MoSi₂復合涂層的方法。

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。MoSi₂(膨脹系數在300-1340K為8.3×10^-6/K)在1800℃抗氧化氣氛下具有高溫穩定性且具有自愈合功能，所以具有很好的抗氧化效果，已廣泛應用于高溫合金、難熔金屬的防氧化涂層。但是由于其膨脹系數與C/C(膨脹系數約為1.2×10^-6/K)相差很大，單獨使用會導致涂層的開裂和剝落，從而使涂層失敗。所以選用具有高熔點、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物化性能的硅酸釔材料與MoSi₂構成復合抗氧化外涂層，并采用SiC為過渡層極大程度上改善了外涂層與C/C復合材料膨脹系數不匹配的問題，延長了C/C復合材料在高溫下的使用壽命，起到了更好的防氧化效果。

到目前為止，抗氧化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，使涂層不同程度上具有一定缺陷，因此低溫制備工藝的開發一直是研究者致力的方向之一。

聲電沉積法的特點首先是聲化學技術和電沉積技術的結合，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懸浮粒子的反應激活能，使其在電沉積過程中反應更完全和充分。另外，利用超聲波在懸浮液中的震蕩效應，不僅可以克服電沉積過程在工藝上的缺陷，而且能夠彌補普通電沉積不能解決的內外涂層的結合力問題。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，整個過程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。