[發明專利]排氣管陶瓷涂層及其制備方法

有效

• 申請號: 201810412513.1
• 申請日: 2018-05-03
• 公開（公告）號: CN108707897B
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 發明（設計）人: 簡明德;王乾廷;劉成武
• 申請（專利權）人: 福建工程學院
• 主分類號: C23C28/04
• 分類號: C23C28/04;B05D1/04;C23C24/10
• 代理公司: 福州市鼓樓區京華專利事務所(普通合伙) 35212
• 代理人: 王美花

本發明提供一種排氣管陶瓷涂層及其制備方法，陶瓷涂層包括從下至上依次涂布于排氣管內表面的粘結底層、第二過渡層、第三過渡層、第四過渡層和面層；制備方法包括：對排氣管的內表面進行預處理；采用靜電噴涂法預置粉末，得到預置層；對所述預置層進行電子束焊覆，得到陶瓷涂層。本發明的陶瓷涂層具有高硬度、高強度、抗氧化、耐磨蝕、耐高溫及耐熱震性等優異性能，有效提高了陶瓷層與金屬基體之間的結合強度，提高了面層的抗高溫氧化性。

技術領域

本發明涉及一種排氣管陶瓷涂層及其制備方法。

背景技術

熱障涂層因其熱導率低、較強的抗熱沖擊、抗熱氧化及抗腐蝕性，可通過降低金屬基體材料溫度以延長高溫部件的壽命，在航空、航天、海面船舶、大型火力發電和汽車動力等方面具有重要的應用價值，是現代國防尖端技術領域中的重要技術之一。熱障涂層是一類用于隔熱、抗氧化、抗腐蝕的功能材料，它們能有效地保護在高溫等惡劣環境下工作的部件。熱障涂層材料利用陶瓷的隔熱和抗腐蝕的特點來保護金屬材料。

陶瓷熱障涂層材料應該具有較高的熱膨脹系數，較低的熱導率及良好的抗熱沖擊性，德國專利DE19801424公開了可以用于1000℃以上的陶瓷高溫隔熱材料，具體為具有燒綠石結構的La2Zr2O7和具有鈣鈦礦結構的BaZrO3與SrZrO3。稀土鋯酸鹽(Ln2Zr2O7，Ln＝La，Nd，Sm，Eu，Gd，Dy)具有相對較低的熱導率和氧傳導率，但其熱膨脹系數相對較低、韌性較差。鈣鈦礦結構鋯酸鍶(SrZrO3)具有相對較高的熱膨脹系數和優異的高溫化學穩定性，但其熱導率相對較高、韌性較差，且從室溫到高溫條件下相穩定性較差。此外，不論是稀土鋯酸鹽還是鋯酸鍶，由其制備的熱障涂層的熱循環壽命相對較短，更致命的是，現有的陶瓷熱障涂層與基體之間的結合力都很差，在高溫時非常容易脫落。

發明內容

本發明要解決的技術問題之一，在于提供一種排氣管陶瓷涂層。

本發明是這樣實現的：一種排氣管陶瓷涂層，包括從下至上依次涂布于排氣管內表面的粘結底層、第二過渡層、第三過渡層、第四過渡層和面層；其中，各層包括以下重量百分數的各組分：

粘結底層：NiCr₂O₃合金粉末；

第二過渡層：70％NiCr₂O₃合金粉末、30％Y₂O₃ZrO₂/SiO₂/Al₂O₃合金粉末；

第三過渡層：50％NiCr₂O₃合金粉末、50％Y₂O₃ZrO₂/SiO₂/Al₂O₃合金粉末；

第四過渡層：30％NiCr₂O₃合金粉末、70％Y₂O₃ZrO₂/SiO₂/Al₂O₃合金粉末；

面層：Y₂O₃ZrO₂/SiO₂/Al₂O₃合金粉末。

進一步地，所述NiCr₂O₃合金粉末包括20％Ni和80％Cr₂O₃。