[發明專利]一種擴散障材料的應用、高溫涂層及其制備方法與應用、一種燃機熱端部件

有效

• 申請號: 202010148036.X
• 申請日: 2020-03-05
• 公開（公告）號: CN111334759B
• 公開（公告）日: 2023-01-17
• 發明（設計）人: 石倩;汪唯;郭朝乾;代明江;林松盛;王紅莉;蘇一凡;唐鵬;韋春貝;李洪
• 申請（專利權）人: 廣東省科學院新材料研究所
• 主分類號: C23C14/30
• 分類號: C23C14/30;C23C14/18;C23C14/06;C23C14/32;C23C14/35;C23C4/134;C23C4/131;C23C4/129;C23C4/08;C23C4/073
• 代理公司: 廣州科粵專利商標代理有限公司 44001
• 代理人: 劉明星

本發明提供了一種擴散障材料的應用、高溫涂層及其制備方法與應用、一種燃機熱端部件，屬于高溫防護涂層技術領域。上述擴散障材料的成分包括MeSi₂，Me包括Cr或Mo。該擴散障材料的晶體結構致密、抗高溫氧化性能好，與基材間有良好的熱膨脹匹配性。高溫涂層包括外層和具有擴散障材料的內層。此高溫涂層能夠抑制基體與涂層間合金組元互擴散，提高涂層抗高溫氧化能力，同時避免互擴散導致基體力學性能降低，延長零件的服役壽命。其制備方法成熟可靠，重復性好，易于實現大面積工業化生產。上述擴散障材料和高溫涂層均可用于加工燃機熱端部件，含有上述擴散障材料或高溫涂層的燃機熱端部件具有較長的服役壽命和較高的工作可靠性。

技術領域

本發明涉及高溫防護涂層技術領域，具體而言，涉及一種擴散障材料的應用、高溫涂層及其制備方法與應用、一種燃機熱端部件。

背景技術

燃機熱端部件在服役過程中承受高溫、高壓、高載荷耦合作用，必須采用高溫防護涂層以滿足其服役要求。抗高溫氧化涂層在燃機熱端部件的高溫防護方面已經得到很好的應用。但是，當涂層長期暴露在高溫氧化環境時，涂層中抗氧化性元素不斷被消耗，最終引起性能退化而導致涂層失效。

鑒于此，特提出本申請。

發明內容

本發明的第一目的包括提供一種擴散障材料的應用，其可用于加工燃機熱端部件。

本發明的第二目的包括提供一種含有上述擴散障材料的高溫涂層，該高溫涂層能夠抑制基體與涂層間合金組元互擴散，提高涂層抗高溫氧化能力，同時避免互擴散導致基體力學性能降低，延長零件的服役壽命。

本發明的第三目的包括提供一種上述高溫涂層的制備方法，該方法簡單，易操作，成熟可靠，重復性好，易于實現大面積工業化生產。

本發明的第四目的包括提供一種上述高溫涂層在燃機熱端部件加工中的應用。

本發明的第五目的包括提供一種含有上述擴散障材料的燃機熱端部件。

本發明解決其技術問題是采用以下技術方案來實現的：

本發明提出一種擴散障材料的應用，該擴散障材料用于加工燃機熱端部件。該擴散障材料的成分包括MeSi₂，其中，Me包括Cr或Mo。

本發明還提出一種高溫涂層，包括內層和用于防護的外層，內層的制備材料包括擴散障材料。擴散障材料的成分包括MeSi₂，其中，Me包括Cr或Mo。

在一些實施方式中，外層的成分包括Ni、Co、Cr、Al、Y、Hf、Si、Nb、Ta、La、Re、Ru和Pt中的至少兩種。

在一些實施方式中，按質量百分數計，外層的成分包括5-55％的Al、不超過65％的Ni、不超過65％的Co、不超過35％的Cr、不超過3％的Y、不超過3％的Hf、不超過5％的Si、不超過5％的Nb、不超過5％的Ta、不超過5％的La、不超過3％的Re、不超過3％的Ru以及不超過2％的B。

在一些實施方式中，外層包括PtAl涂層、NiAlRe涂層、AlSiY涂層、NiCrAlY涂層、CoCrAlY涂層、NiAlPtNb涂層、NiAlHfRu涂層、CoCrAlYSi涂層、NiCoCrAlYTa涂層、NiCrAlYLaB涂層、NiCoCrAlYHf涂層或NiCoCrAlYTaRe涂層。

在一些實施方式中，內層的總厚度為0.5-10μm。

在一些實施方式中，外層的總厚度為10-100μm。

在一些實施方式中，高溫涂層還包括陶瓷層，陶瓷層設置于外層的外表面。

在一些實施方式中，陶瓷層包括LaCeO層或YSZ層。

在一些實施方式中，陶瓷層的厚度為100-500μm。