[發明專利]一種耐高溫陶瓷涂層的制備方法

在審

• 申請號: 202111390847.1
• 申請日: 2021-11-23
• 公開（公告）號: CN114163126A
• 公開（公告）日: 2022-03-11
• 發明（設計）人: 許濤;楊萍
• 申請（專利權）人: 廣東致格納米科技有限公司
• 主分類號: C03C8/00
• 分類號: C03C8/00;C23D5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明屬于涂料技術領域，尤其涉及一種耐高溫陶瓷涂層的制備方法。該方法利用金屬絡合物、烷氧基硅烷、三羥乙基異氰尿酸酯等原料在一定的工藝條件下制備了耐高溫陶瓷涂層，最高使用溫度可達1000℃且具有優異的熱震壽命。

技術領域

本發明屬于涂料技術領域，尤其涉及一種耐高溫陶瓷涂層的制備方法，還涉及由該制備方法獲得的涂層材料。

背景技術

搪瓷涂層具有與硅酸鹽玻璃相似的硅氧網絡結構，能夠有效阻止腐蝕氣氛向涂層/合金界面擴散。高溫下，氧在硅酸鹽網絡結構中的擴散主要依賴于氧分子的溶解及其與網絡中非橋氧的交換來實現。然而，即使溫度高達900℃，氧的溶解度也僅為10-15cm-3量級。低氧溶量加之穩定的硅氧網絡結構，使得搪瓷對氧的阻擴散效果極佳，可發展為一種非常優異的高溫涂層材料。但是，當前高溫搪瓷涂層的發展受限于涂層燒制溫度與軟化點之間的矛盾。通常而言，搪瓷涂層的燒制溫度需高于軟化點150℃以上，以保證瓷釉具有足夠的流動性，可在合金表面平鋪并致密化。若搪瓷軟化點太高，則不利于瓷釉的流動致密化。同時高溫燒制也有可能影響合金基體的力學性能。從這些角度而言，高溫搪瓷涂層需要低軟化點。但另一方面，搪瓷的軟化點又必須遠高于其服役溫度(至少100℃以上)，以確保涂層服役時具有足夠的剛度(而非軟化)，所以搪瓷涂層的高溫服役需要高軟化點。因此，開發一種低溫燒結、高溫服役的新型耐高溫涂層成為研究熱點。

中國專利CN202010740168.1公開了一種超高溫陶瓷涂層及其復合材料、制備方法，將按照預設比例混合的原料粉末預處理，得到預處理粉末；對預處理粉末進行等離子球化，得到類固溶粉末；采用真空等離子噴涂將類固溶粉末噴涂在基體表面，得到固溶涂層。通過該方法，大幅提高了超高溫陶瓷粉末的流動性、致密度、類固溶粉體產率，在保證原材料不被分解的條件下完成粉末組分初步固溶燒結，同時提高了陶瓷涂層的噴涂效率以及涂層質量，使得混合復相的超高溫陶瓷粉末可以直接形成具有固溶性質的超高溫陶瓷涂層。

本發明利用金屬絡合物、烷氧基硅烷、三羥乙基異氰尿酸酯等原料在一定的工藝條件下制備了耐高溫陶瓷涂層，最高使用溫度可達1000℃且具有優異的熱震壽命，可應用于多種耐高溫腐蝕的惡劣環境。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的上述不足，提供一種耐高溫陶瓷涂層的制備方法，通過金屬絡合物、烷氧基硅烷、三羥乙基異氰尿酸酯等原料在一定的工藝條件下制備了耐高溫陶瓷涂層，最高使用溫度可達1000℃且具有優異的熱震壽命。

為實現上述發明目的，本發明采用的技術方案如下：

一方面，本發明提供了一種耐高溫陶瓷涂層的制備方法，所述制備方法包括：將一定量的金屬螯合物投入有機溶劑中，超聲分散獲得分散液A；將一定量的三羥乙基異氰尿酸酯溶解于去離子水中獲得分散液B；將分散液B滴入分散液A中獲得混合溶液C，然后在攪拌的條件下滴加烷氧基硅烷到混合溶液C 中獲得混合溶液D，將混合溶液D攪拌2-8小時后施涂在基材上形成涂層，將涂層在240℃-300℃范圍內連續溫度梯度加熱處理1小時即獲得耐高溫陶瓷涂層。

在一個方案中，所述的金屬螯合物選為鋁的螯合物、鋯的螯合物或鈦的螯合物中的一種或多種。

在一個方案中，所述的金屬螯合物選為鈦酸甲酯、鈦酸乙酯、鋯乙酸酯、鋯丁酸酯、乙醇鋁、異丙醇鋁、仲丁醇鋁一種或多種。

在一個方案中，所述烷氧基硅烷選為四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、四丙氧基硅烷中的一種或多種。