[發明專利]一種硅酸釔熱噴涂復合粉末及其制備方法

有效

• 申請號: 201210016154.0
• 申請日: 2012-01-19
• 公開（公告）號: CN102560321A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 張甲;常新春;侯萬良;徐娜;欒勝家;張春智
• 申請（專利權）人: 中國科學院金屬研究所
• 主分類號: C23C4/10
• 分類號: C23C4/10;C04B35/505
• 代理公司: 沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 張志偉

技術領域

本發明涉及熱噴涂涂層材料領域，具體為一種硅酸釔熱噴涂復合粉末及其制備方法。

背景技術

隨著飛行速度的提高，發動機的工作溫度不斷提高，例如前緣溫度可達2100K，燃燒室內通道溫度將超過3000K，這大大超過了現有高溫合金所能承受的溫度范圍。從材料的比強度和工作溫度來看，C/C復合材料是勝任超高溫工作的理想材料。但是C/C復合材料的優異高溫性能，只有在沒有氧氣的情況下才能得到保持。氧氣對其性能影響非常顯著，在溫度高于370℃時開始發生氧化反應，生成CO和CO₂，當溫度高于500℃時氧化反應加劇。因此，防氧化成為C/C復合材料應用的關鍵前提。C/C復合材料表面制備抗高溫氧化涂層，其本質是利用高溫涂層隔離氧和C/C基體來達到防氧化的目的。隨著服役環境苛刻程度的增加，已有的抗高溫氧化涂層已不能滿足使用要求，因此研究新型涂層，提高抗氧化能力，滿足特殊苛刻環境使用要求，具有重要應用價值。

發明內容

本發明的目的在于提供一種硅酸釔熱噴涂復合粉末及其制備方法，由該熱噴涂粉末制備的涂層抗氧化性能優異，可以解決材料的高溫氧化問題。

本發明的技術方案如下：

一種硅酸釔熱噴涂復合粉末，熱噴涂復合粉末的成分為Y₂SiO₅和Y₂Si₂O₇，Y₂Si₂O₇占40-45wt％，Y₂SiO₅占60-55wt％。

所述硅酸釔熱噴涂復合粉末的制備方法，制備該熱噴涂復合粉末的原材料為SiO₂和Y₂O₃，按重量百分比計，SiO₂：23-27％；Y₂O₃：73-77％，原材料粒度為：SiO₂＜25μm，Y₂O₃：＜15μm。將SiO₂和Y₂O₃粉末在混料器中均勻混合20-24h，然后將混合粉末在600-800kPa下預壓成型，在1500-1700℃空氣中燒結4-6h，最后進行機械破碎和篩分。

本發明中，原料SiO₂和Y₂O₃經過燒結發生固態相變過程，形成熱噴涂復合粉末，其成分為Y₂SiO₅和Y₂Si₂O₇。

本發明中，熱噴涂復合粉末的的粒度為45-125μm。

本發明中，熱噴涂復合粉末的流動性為≤55s/50g，松裝密度為1.5-3.0g/cm³。

本發明的有益效果是：

1、本發明硅酸釔熱噴涂復合粉末中，Y₂Si₂O₇與基體材料之間具有良好的熱膨脹系數匹配，不易剝落。Y₂SiO₅具有低的氧氣滲透能力和低的熱導率，具有優異的高溫抗氧化性能。本發明中硅酸釔復合材料充分發揮各相特點與優勢，使綜合物理和化學特性達到優異的抗高溫氧化使用要求。

2、由本發明粉末制備的涂層可有效提高C/C-SiC這種材料的抗高溫氧化性能，具有重要的應用價值。

附圖說明

圖1為實施例1中復合粉末的XRD衍射圖。

圖2為實施例2中復合粉末的XRD衍射圖。

圖3為實施例3中復合粉末的XRD衍射圖。

具體實施方式：

本發明硅酸釔熱噴涂復合粉末的制備方法，包括如下步驟：

步驟1：將SiO₂和Y₂O₃粉末在混料器中均勻混合20-24h。

步驟2：將步驟1制備的混合粉末在600-800kPa下預壓成型。

步驟3：將步驟2制備的粉末在1500-1700℃空氣中燒結4-6h。

步驟4：將步驟3制備的燒結體進行機械破碎。

步驟5：將步驟4制備的粉末分級。

步驟6：用X射線衍射儀分析由步驟5得到粉末的相組成。

步驟7：對步驟5得到的粉末進行流動性和松裝密度測定。