[發(fā)明專利]阻擴(kuò)散高熵合金涂層材料、耐高溫涂層材料及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011005908.3
• 申請日: 2020-09-23
• 公開（公告）號: CN112064024B
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 汪唯;許中湛;王磊;洪悅;石倩;林松盛;郭朝乾;唐鵬;蘇一凡;代明江;王紅莉;唐春梅
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東省科學(xué)院新材料研究所
• 主分類號: C23C28/02
• 分類號: C23C28/02;C22C30/00;C23C14/16;C23C14/32;C23C14/35
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 覃蛟

1.一種阻擴(kuò)散高熵合金涂層材料，其特征在于，其包括基材和阻擴(kuò)散高熵合金涂層，所述阻擴(kuò)散高熵合金涂層用于所述基材和抗高溫涂層之間的阻擴(kuò)散，所述基材為高溫合金；

按原子百分比計(jì)，所述阻擴(kuò)散高熵合金涂層由以下元素組成：Al 15%-30%、Co 15%-30%、Cr 15%-30%、Ni 15%-30%和Mo 15%-30%。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻擴(kuò)散高熵合金涂層材料，其特征在于，所述阻擴(kuò)散高熵合金涂層為單相固溶體或非晶相結(jié)構(gòu)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻擴(kuò)散高熵合金涂層材料，其特征在于，所述基材為鐵基高溫合金、鎳基高溫合金或鈷基高溫合金。

4.權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述阻擴(kuò)散高熵合金涂層材料的制備方法，其特征在于，包括：在所述基材表面形成所述阻擴(kuò)散高熵合金涂層。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，將Al、Co、Cr、Ni和Mo制備成單一合金靶材，再將所述單一合金靶材通過磁控濺射或電弧離子鍍的方式在基材表面形成所述阻擴(kuò)散高熵合金涂層。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述單一合金靶材是通過熔煉或粉末冶金的方式進(jìn)行制備。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述合金涂層的厚度為2μm-8μm。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述合金涂層的厚度為2μm-4μm。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，采用磁控濺射的方式形成所述阻擴(kuò)散高熵合金涂層時(shí)，是在背景真空度小于或等于5×10^-3Pa、基材溫度100-300℃的條件下進(jìn)行。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制備方法，其特征在于，靶功率200-300W、基材直流偏壓為-100~-500V、占空比60-90%、靶基距10-15cm、工作氬氣氣壓為0.6-0.8Pa、離子源為0.8-1.2A。

11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，采用電弧離子鍍的方式形成所述阻擴(kuò)散高熵合金涂層時(shí)，是在背景真空度小于或等于5×10^-3Pa、基材溫度200-400℃的條件下進(jìn)行。

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的制備方法，其特征在于，靶電流70-90A、基材直流偏壓為-100~-500V、占空比60-90%、靶基距20-30cm、工作氬氣氣壓為1-1.3Pa、永磁強(qiáng)度1500-2000Gs、電磁線圈電壓20-30V。

13.一種耐高溫涂層材料，其特征在于，包括材料本體和涂覆于所述材料本體上的抗高溫涂層，其中，所述材料本體為權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的阻擴(kuò)散高熵合金涂層材料或4-12中任一項(xiàng)所述制備方法制備得到的阻擴(kuò)散高熵合金涂層材料；

所述抗高溫涂層為PtAl涂層、NiAl涂層、NiAlHf涂層、NiCrAlY涂層、CoCrAlY涂層、NiAlPtNb涂層、NiAlHfRu涂層、CoCrAlYSi涂層、NiCoCrAlYTa涂層、NiCrAlYLaB涂層、NiCoCrAlYHf涂層和NiCoCrAlYTaRe涂層中的任意一種。

14.權(quán)利要求13所述耐高溫涂層材料的制備方法，其特征在于，包括在所述材料本體表面制備所述抗高溫涂層。

15.根據(jù)權(quán)利要求14所述耐高溫涂層材料的制備方法，其特征在于，制備所述抗高溫涂層的方法選自磁控濺射、電子束物理氣相沉積、電弧離子鍍、火焰噴涂、大氣等離子噴涂、真空等離子噴涂、冷噴涂、等離子噴涂-物理氣相沉積和脈沖電鍍中的至少一種。

16.權(quán)利要求13中所述耐高溫涂層材料或權(quán)利要求14-15中任一項(xiàng)所述制備方法制備得到的耐高溫涂層材料在制備航空發(fā)動機(jī)或燃?xì)廨啓C(jī)熱端部件中的應(yīng)用。