[發明專利]熱噴涂完全無定形氧化物涂層

在審

• 申請號: 201710041818.1
• 申請日: 2011-07-01
• 公開（公告）號: CN106947931A
• 公開（公告）日: 2017-07-14
• 發明（設計）人: T.蘇霍南;T.瓦里斯;E.圖魯南;S-P.漢努拉
• 申請（專利權）人: 芬蘭國家技術研究中心股份公司
• 主分類號: C23C4/10
• 分類號: C23C4/10;C23C4/12
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 呂彩霞,萬雪松

本申請是申請號為201180034133.5的PCT申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及完全無定形氧化物或復合氧化物涂層（oxide composite coating），以及生產它們的方法，尤其是通過采用熱噴涂（thermal spraying）。本發明還涉及具備所述涂層的基底（substrate）。

背景技術

在已知的開發用于保護表面的方法中，有完全無定形金屬涂層和部分結晶（部分無定形）和完全結晶氧化物涂層。

US公開2004/0253381描述了通過加熱已完成的金屬涂層以形成這種部分結晶的金屬玻璃（metallic glass）涂層。公開文本WO2008/049065,WO2008/049069和WO2010/005745進而描述了通過采用利用加熱的方法以產生金屬涂層，由此取決于所采用的方法，涂層也可以形成為無定形的。

屬于這些已知類的涂層的性能與本發明的涂層的性能明顯不同，并且它們的制備方法也明顯不同。甚至小部分的結晶材料也能顯著改變涂層的性能。然而，在現有技術中采用的方法中，以不可能得到完全無定形涂層的方式利用結晶溫度和組分的熔融。僅在結晶度上小的改變就已達到這些目的，并因此導致涂層的性能上小的改變。

現在令人驚訝地發現，通過使用簡單的方法就能獲得也利用氧化物的有用性能的完全無定形涂層。

發明內容

本發明的一個目的在于提供新型涂層。

尤其，本發明的目的在于提供完全無定形氧化物涂層。

本發明另一個特別的目的在于提供制備氧化物涂層的新方法，使用該方法涂層會是完全無定形狀態。

因此，本發明涉及生產氧化物涂層的方法，其中制備氧化物組合物或復合氧化物組合物(oxide composite composition)且使用其涂覆基底。

更具體地，根據本發明的方法，其特征在于權利要求1特征部分描述的內容。

進而，根據本發明所述的涂層，其特征在于權利要求7所述的內容，并且根據本發明的所涂覆基底的特征在于權利要求12所述的內容。本發明的不同實施方案特征在于權利要求16-20所述的內容。

根據本發明的方法包括配制所述組合物，制備復合物粉末（composite powder）和以得到完全無定形氧化物涂層的方式熱噴涂所述粉末。該涂層的性能顯著不同于具有相應組成的結晶涂層的性能，尤其，關于其導電絕緣性能、其防腐性能和其抗磨性能。另外，所述完全無定形涂層具有彈性，這是典型的無定形材料的性能。

具體實施方式

本發明涉及生產氧化物涂層的方法，其中制備了氧化物或復合氧化物組合物，其被加熱，并且，最終，使用熱噴涂的方法噴涂到基底上成為完全無定形涂層。

此處術語“完全無定形”意味95-100％的結構是無定形的，然而其中優選是100％的無定形的。

在復合氧化物組合物的形成中，利用理論熱力學和動力學規律，已經發現關于金屬合金該規律是優良的。制備粉末以與目標組合物對應。這可以通過采用如US公開2003008764中描述的粉末制備方法來完成。

根據本發明的完全無定形氧化物涂層是通過熱噴涂來制備的。熱噴涂是指這樣的方法，根據該方法呈細霧形式和完全或部分熔融成液態的氧化物或復合氧化物，同氣流一起運載并且噴涂到待處理基底的表面上。 熱噴涂的實例為火焰噴涂、電弧噴涂、等離子噴涂、真空等離子噴涂、高速火焰噴涂和通過爆燃（detonation）噴涂。優選，使用這樣的熱噴涂技術，其中冷卻速度通過噴涂方法決定，該冷卻速度使得使熔體固化成無定形相的驅動力比生成結晶相的驅動力更強大，在這種情況下熔體固化成為完全無定形態。更優選地，采用高速技術，例如高速火焰噴涂，尤其是HVOF（高速氧-燃料（high-velocity oxy-fuel））方法。

在利用熱噴涂的涂覆工藝過程中，當材料熔融并在非常高的冷卻速度（優選該冷卻速度是10²-10⁸K/）下固化到基底材料上時，生成完全無定形結構s。因此，直接以一個步驟而沒有與已知技術聯合的額外步驟下獲得完全無定形涂層，這些步驟包含單獨的涂覆步驟和后來的熔融循環（melting cycles） 。同時，由于本發明，可以獲得甚至貫穿其整個厚度都是非晶態的厚涂層。

本發明也涉及完全無定形氧化物涂層和被該涂層涂覆的基底，以及根據優選實施方案，其是通過使用上面所描述方法制備的。