[發(fā)明專利]鍋爐尾部受熱面用梯度涂層及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011105264.5
• 申請日: 2020-10-15
• 公開（公告）號: CN112342484B
• 公開（公告）日: 2022-12-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 畢成;魯元;楊旭;贠柯;劉金娥
• 申請（專利權(quán)）人: 西安特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測院
• 主分類號: C23C4/06
• 分類號: C23C4/06;C23C4/131;C23C4/134;C23C4/137;B22F9/08;C23C4/02;C22C45/04;C22C45/10;C01B32/194;C01B32/914
• 代理公司: 西安啟誠專利知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 61240
• 代理人: 李艷春

1.一種鍋爐尾部受熱面用梯度涂層，其特征在于，所述鍋爐尾部受熱面用梯度涂層包括第一道涂層、第二道涂層和第三道涂層，所述第一道涂層、第二道涂層和第三道涂層由靠近基體向遠(yuǎn)離所述基體依次設(shè)置；所述基體為鍋爐尾部受熱面；

每道涂層的原料均包括碳化鈮粉末、改性石墨烯粉末和鋯鎳基非晶合金粉末；

所述第一道涂層中，碳化鈮粉末的質(zhì)量百分含量為5%~7%，改性石墨烯粉末的質(zhì)量百分含量為5%~7%，鋯鎳基非晶合金粉末的質(zhì)量百分含量為86%~90%；

所述第二道涂層中，碳化鈮粉末的質(zhì)量百分含量為9%~11%，改性石墨烯粉末的質(zhì)量百分含量為9%~11%，鋯鎳基非晶合金粉末的質(zhì)量百分含量為78%~82%；

所述第三道涂層中，碳化鈮粉末的質(zhì)量百分含量為13%~15%，改性石墨烯粉末的質(zhì)量百分含量為13%~15%，鋯鎳基非晶合金粉末的質(zhì)量百分含量為70%~74%；

所述碳化鈮粉末為經(jīng)以下步驟制備而成的碳化鈮粉末：

步驟一、以無水乙醇為介質(zhì)，將五氧化二鈮粉末和石墨烯粉末用碳化硅磨球球磨6h~8h；所述五氧化二鈮粉末和石墨烯粉末的質(zhì)量比為（84~88）：（12~16）；

步驟二、將步驟一球磨后體系置于120℃~160℃烘箱中烘4h~8h，得到干燥后粉體；

步驟三、真空條件下，將步驟二所述干燥后粉體程序升溫至1800℃~1900℃，保溫4h~8h進(jìn)行燒結(jié)，得到碳化鈮粉末；真空條件的真空度為100Pa~200Pa；程序升溫的升溫速率為5℃/min~15℃/min；

所述改性石墨烯粉末為納米碳化鈮改性石墨烯粉末；所述改性石墨烯粉末為經(jīng)過以下方法制備而成的改性石墨烯粉末：

步驟一、將石墨烯粉末置于容器中，向所述容器中加入無水乙醇，攪拌混合后加入去離子水，攪拌混合后置于頻率為50Hz~80Hz的超聲分散儀中超聲處理4h~6h，得到超聲后體系；所述無水乙醇的質(zhì)量為石墨烯粉末質(zhì)量的300倍~500倍；所述去離子水的質(zhì)量為石墨烯粉末質(zhì)量的90倍~110倍；

步驟二、向步驟一所述超聲后體系中加入鈮前驅(qū)體，攪拌混合4h~6h，抽濾，將抽濾所得截留物于100℃~120℃烘箱中烘40min~80min，得到干燥粉體；所述鈮前驅(qū)體為草酸鈮和鈮酸鈉的混合物，所述草酸鈮質(zhì)量與超聲后體系質(zhì)量比為1：（400~600）；所述鈮酸鈉質(zhì)量與超聲后體系質(zhì)量的比為1：（200~400）；

步驟三、真空條件下，將步驟二所述干燥粉體程序升溫至1800℃~1900℃，保溫4h~8h進(jìn)行燒結(jié)，得到改性石墨烯粉末；真空條件的真空度為60Pa ~120Pa；程序升溫的速率為5℃/min ~10℃/min；

所述鋯鎳基非晶合金粉末為經(jīng)以下步驟制備而成的鋯鎳基非晶合金粉末：

步驟一、氬氣條件下，將制備鋯鎳基非晶合金粉末的原料于高真空電弧熔煉爐中熔煉，得到母合金錠；所述鋯鎳基非晶合金粉末的原料包括以下質(zhì)量百分比的成分：Zr 35%~42%，Ni 35%~42%，Al 4%~6%，F(xiàn)e 6%~10%，W 2%~6%，Cr 2%~4%，Y 1%~2%，C 1%~2%；所述熔煉的溫度為1800℃~2200℃，熔煉的時間為2h~4h；

步驟二、將步驟一所述母合金錠置于緊耦合霧化器中的石墨坩堝中，向所述緊耦合霧化器中通入氬氣，開啟所述緊耦合霧化器，控制壓力為8MPa~12MPa，感應(yīng)加熱升溫至2073K~2473K對所述石墨坩堝內(nèi)母合金錠進(jìn)行霧化，得到粒度為12μm~16μm的鋯鎳基非晶合金粉末；所述感應(yīng)加熱為電磁感應(yīng)加熱，感應(yīng)加熱的頻率為20KHz~40KHz；所述緊耦合霧化器的導(dǎo)流管直徑為6mm~8mm。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鍋爐尾部受熱面用梯度涂層，其特征在于，所述第一道涂層、第二道涂層和第三道涂層的厚度均為300μm ~400μm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鍋爐尾部受熱面用梯度涂層，其特征在于，所述鋯鎳基非晶合金粉末為經(jīng)霧化后粒度為12μm~16μm的鋯鎳基非晶合金粉末。