[發明專利]一種多孔陶瓷表面致密陶瓷涂層的結構及制備方法

有效

• 申請號: 201310608160.X
• 申請日: 2013-11-22
• 公開（公告）號: CN103693997A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 王紅潔;王超;范星宇;牛敏;史忠旗
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: C04B41/89
• 分類號: C04B41/89
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 何會俠

1.一種多孔陶瓷表面致密陶瓷涂層的結構，多孔陶瓷基體表面包括雙層結構陶瓷涂層，即致密層以及多孔陶瓷基體和致密層間的過渡層，其特征在于：所述致密層和過渡層是采用在多孔基體表面噴涂沉積非氧化物陶瓷粉體內層和氧化物混合物粉體外層，經過燒結之后得到。

2.根據權利要求1所述的一種多孔陶瓷表面致密陶瓷涂層的結構，其特征在于：所述非氧化物陶瓷粉體為α-Si₃N₄粉體、β-Si₃N₄粉體或γ-Y₂Si₂O₇粉體。

3.根據權利要求1所述的一種多孔陶瓷表面致密陶瓷涂層的結構，其特征在于：所述氧化物的混合物粉體為Y₂O₃、SiO₂和Al₂O₃的混合物，其質量比為Y₂O₃:SiO₂:Al₂O₃=（3～4）:（3～5）:（2～3）。

4.根據權利要求1所述的一種多孔陶瓷表面致密陶瓷涂層的結構，其特征在于：所述多孔陶瓷基體的氣孔率為30～60%。

5.權利要求1至4任一項所述的多孔陶瓷表面致密陶瓷涂層的結構的制備方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟1，基體處理：選取多孔陶瓷基體，使用400目，800目，1000目砂紙逐次研磨至基體表面光滑平整，然后將研磨后的多孔陶瓷基體放入蒸餾水中超聲清洗20～30min，清洗兩次后將基體放入烘箱，在70～80℃下烘干10～12h；

步驟2，料漿制備：將非氧化物陶瓷原料粉末和無水乙醇混合，其固含量為10～30%，以氮化硅球為磨球，將非氧化物陶瓷原料粉末和無水乙醇的混合物以及氮化硅球置于球磨罐中球磨8～12h，制備成非氧化物陶瓷料漿；將氧化物的混合物粉末和無水乙醇混合，其固含量為20～30%，以氮化硅球為磨球，將氧化物原料粉末和無水乙醇的混合物以及氮化硅球置于球磨罐中球磨12h，制備成氧化物的混合物料漿；

步驟3，料漿噴涂：首先，將制備好的非氧化物陶瓷料漿裝入空氣霧化噴槍中，使噴槍垂直于試樣表面，將陶瓷料漿噴涂在多孔陶瓷基體的表面，形成非氧化物陶瓷粉體內層；然后，將制備好的氧化物的混合物料漿裝入空氣霧化噴槍中，使噴槍垂直于試樣表面，將氧化物的混合物料漿噴涂到非氧化物陶瓷粉體層的表面，形成氧化物混合物粉體外層；

步驟4，干燥：將制備好粉體層的試樣放入烘箱中，在40～50℃下烘干8～10h；

步驟5，試樣燒結：將干燥后的試樣放到氣氛燒結爐中進行燒結，燒結溫度為1400～1800℃，燒結氣氛為N₂，壓力為0.15MPa，燒結時間為1h。

6.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于：步驟3所述空氣霧化噴槍使用壓縮空氣為載氣，壓力為0.5～0.7MPa，噴嘴直徑為0.5mm，噴涂距離100～300mm，噴槍移動速度20cm/s，噴涂次數4～8次。

7.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于：步驟5所述燒結，具體過程為：1200℃以下升溫速率為10℃/min，1200℃以上升溫和降溫速率均為2℃/min，1200～800℃降溫速率為5℃/min，800℃以下隨爐冷卻至常溫。

8.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于：步驟2所述氮化硅球與非氧化物陶瓷粉體和氧化物的混合物粉體的質量比為3:1。

9.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于：步驟2所述球磨罐為尼龍罐。