[发明专利]一种抗氧化性能优异的MCrAlY涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种MCrAlY涂层，其特征在于：所述的MCrAlY涂层晶粒尺寸为10-50μm，为等轴晶结构，其中M为镍、钴、或者镍和钴；涂层沿(111)密排方向取向强烈，涂层中具有高密度的孪晶结构，孪晶尺寸为200～500nm；涂层中β相沿生长方向成条状均匀分布，且β相尺寸细小，小于1μm，形成了大量的相界面；该涂层在1150℃下使用时，形成致密的α-Al₂O₃保护膜。

2.一种权利要求1所述的涂层的制备方法，其特征在于：采用等离子体辅助电子束物理气相沉积MCrAlY涂层的方法，包含下列步骤：

(1)准备蒸发料棒，备用；

(2)准备基体材料，并将其安装在电子束物理气相沉积设备旋转基板架上；

(3)将MCrAlY料棒放置在水冷铜坩埚中；

(4)将真空室抽至所需的低于5×10^-3Pa真空度；

(5)设定旋转基板架转速为10～20rpm，并用电子束加热基板850～1020℃，基板施加-100～-300V直流或占空比大于50％的脉冲偏压，电子束电压17～19kV；

(6)预热蒸发料棒，调节电子束流1.4～1.8A，料棒上升速度为0.8～1.0mm/min，控制蒸发量；

(7)蒸发稳定后，接通坩埚上方水冷电极圈的电压，引燃放电电弧，调整放电电压为10～30V，放电电流为100～500A；

(8)打开挡板，进行涂层沉积，当涂层厚度达到20～80μm后停止沉积；

(9)关闭设备，取出沉积完毕基体材料；

(10)对沉积完毕的涂层在1000～1100℃进行真空热处理4h，真空度不低于5×10^-3Pa，制备结束。

3.一种权利要求2所述的制备方法的实现设备，其特征在于：在传统EB-PVD设备坩埚上方1～5cm位置放置一个作为阳极圈型水冷铜电极，并施加10～30V的直流电压，用于沉积时引燃电弧放电；阴极为设备外壳；在基板上施加一个-100V～-300V的直流或脉冲负偏压，如果使用脉冲偏压则占空比要大于50％。