[發明專利]碳化鈦/石墨烯/鉻鉬基非晶合金梯度涂層及制備方法

有效

• 申請號: 202011105265.X
• 申請日: 2020-10-15
• 公開（公告）號: CN112226769B
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發明（設計）人: 楊旭;魯元;畢成;贠柯;丁勇;陳夢詩;張真
• 申請（專利權）人: 西安特種設備檢驗檢測院
• 主分類號: C23C28/00
• 分類號: C23C28/00
• 代理公司: 西安啟誠專利知識產權代理事務所(普通合伙) 61240
• 代理人: 李艷春

1.一種碳化鈦/石墨烯/鉻鉬基非晶合金梯度涂層，其特征在于，所述碳化鈦/石墨烯/鉻鉬基非晶合金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離所述基體依次設置；所述基體為鍋爐尾部受熱面；

每道涂層的原料均包括碳化鈦粉末、改性石墨烯粉末和鉻鉬基非晶合金粉末；

所述第一道涂層中，碳化鈦粉末的質量百分含量為3%~5%，改性石墨烯粉末的質量百分含量為3%~5%，鉻鉬基非晶合金粉末的質量百分含量為90%~94%；

所述第二道涂層中，碳化鈦粉末的質量百分含量為7%~9%，改性石墨烯粉末的質量百分含量為7%~9%，鉻鉬基非晶合金粉末的質量百分含量為82%~86%；

所述第三道涂層中，碳化鈦粉末的質量百分含量為11%~13%，改性石墨烯粉末的質量百分含量為11%~13%，鉻鉬基非晶合金粉末的質量百分含量為74%~78%；

所述碳化鈦粉末為經以下步驟制備而成的碳化鈦粉末：

步驟一、以無水乙醇為介質，將二氧化鈦粉末和石墨烯粉末用碳化硅磨球球磨4h~6h；所述二氧化鈦粉末和石墨烯粉末的質量比為（7~17）：（3~8）；

步驟二、將步驟一球磨后體系置于100℃~150℃烘箱中烘2h~4h，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1750℃~1850℃，保溫3h~5h進行燒結，得到碳化鈦粉末；真空條件的真空度為50Pa~80Pa；程序升溫的升溫速率為6℃/min~10℃/min；

所述改性石墨烯粉末為納米碳化鈦改性石墨烯粉末；所述改性石墨烯粉末為經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30Hz~50Hz的超聲分散儀中超聲處理2h~4h，得到超聲后體系；所述無水乙醇的質量為石墨烯粉末質量的400倍~600倍；所述去離子水的質量為石墨烯粉末質量的40倍~60倍；

步驟二、向步驟一所述超聲后體系中加入鈦酸四丁酯，攪拌混合4h~6h，抽濾，將抽濾所得截留物于80℃~100℃烘箱中烘30min~50min，得到干燥粉體；所述鈦酸四丁酯的質量為超聲后體系質量的0.0018倍~0.0022倍；

步驟三、真空條件下，將步驟二所述干燥粉體程序升溫至1600℃~1700℃，保溫2h~4h進行燒結，得到改性石墨烯粉末；真空條件的真空度為100 Pa ~200Pa；程序升溫的速率為10℃/min ~14℃/min；

所述鉻鉬基非晶合金粉末為經霧化后粒度為10μm~20μm的鉻鉬基非晶合金粉末，所述鉻鉬基非晶合金粉末為經以下步驟制備而成的鉻鉬基非晶合金粉末：

步驟一、氬氣條件下，將制備鉻鉬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；所述鉻鉬基非晶合金粉末的原料包括以下質量百分比的成分：Cr 31%~38%，Mo 31%~38%，Fe 5%~8%，Ni 8%~10%，W 4%~6%，Al 2%~4%，Y 1%~3%，C 3%~5%；所述熔煉的溫度為1800℃~2000℃，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6MPa~10MPa，感應加熱升溫至1873K~2273K對所述石墨坩堝內母合金錠進行霧化，得到粒度為10μm~20μm的鉻鉬基非晶合金粉末；所述感應加熱為電磁感應加熱，感應加熱的頻率為20KHz~40KHz；所述緊耦合霧化器的導流管直徑為6mm~8mm。

2.根據權利要求1所述的碳化鈦/石墨烯/鉻鉬基非晶合金梯度涂層，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。