[发明专利]一种超高温陶瓷异形构件等离子喷涂近净成形制造方法

权利要求书

1.一种超高温陶瓷异形构件等离子喷涂近净成形制造方法，其特征在于：该制造方法包括如下步骤：

A.分别称取适量纳米ZrB₂颗粒、纳米SiC颗粒和多壁氮化硼纳米管(BNNTs)；

B.将称量好的纳米ZrB₂颗粒、纳米SiC颗粒和多壁BNNTs分别进行超声分散；

C.将步骤B中超声分散后的多壁BNNTs、纳米ZrB₂颗粒和纳米SiC颗粒充分混合，经喷雾造粒并干燥后制得微米团聚颗粒；

D.选用步骤C中制得的微米团聚颗粒作为等离子喷涂近净成形喂料，进行等离子喷涂近净成形获得BNNT/(ZrB₂-SiC)超高温陶瓷异形构件。

2.根据权利要求1所述的超高温陶瓷异形构件等离子喷涂近净成形制造方法，其特征在于：所述步骤A中ZrB₂：SiC体积比为4:1。

3.根据权利要求1所述的超高温陶瓷异形构件等离子喷涂近净成形制造方法，其特征在于：所述步骤A中BNNTs重量百分比为(ZrB₂-SiC)的0.5~3.0%。

4.根据权利要求1所述的超高温陶瓷异形构件等离子喷涂近净成形制造方法，其特征在于：所述步骤B中超声分散是在无水乙醇中进行。

5.根据权利要求1所述的超高温陶瓷异形构件等离子喷涂近净成形制造方法，其特征在于：所述步骤C中是将超声分散后的纳米ZrB₂颗粒、纳米SiC颗粒、BNNTs充分混合，采用喷雾干燥法制得微米团聚颗粒，该步骤包括：

C1.料浆制备：在分散后的纳米ZrB₂颗粒、纳米SiC颗粒及BNNTs混合粉末中，加入水、0.5％聚乙二醇分散剂和聚乙烯醇（PVA）粘结剂，然后机械搅拌制成均匀混合的料浆；

C2.喷雾造粒：料浆喷入干燥室内雾化，在热空气中雾滴迅速干燥，形成微米尺寸的纳米团聚粉末，其中喷雾干燥雾化压力为0.3MPa，室内温度250℃，出口温度150℃；所述步骤C中喷雾造粒后的微米团聚颗粒经120℃干燥120min。

6.根据权利要求1所述的超高温陶瓷异形构件等离子喷涂近净成形制造方法，其特征在于：所述步骤C中筛选出的微米团聚颗粒的直径范围为40~70μm。

7.根据权利要求1所述的超高温陶瓷异形构件等离子喷涂近净成形制造方法，其特征在于：所述步骤D具体包括：

D1.将不同形状、结构的石墨芯模打磨干净，并将其固定在等离子喷涂室转台上；

D2.采用Accuraspray-G3C等离子喷涂在线监测系统，在线监测不同工艺参数下等离子体火焰中喂料的平均表面温度和平均飞行速度，以此优化等离子喷涂近净成形工艺参数，为减少等离子喷涂近净成形过程中热应力的累计，采用间歇式等离子喷涂近净成形；

D3.对近净成形构件坯体进行致密化处理；

D4.去除芯模得到BNNT/(ZrB₂-SiC)超高温陶瓷异形构件。

8.根据权利要求7所述的超高温陶瓷异形构件等离子喷涂近净成形制造方法，其特征在于：所述步骤D2中等离子喷涂近净成形工艺参数为：工作电压45V、工作电流600~700A、喷涂距离90~110mm、主气Ar流量40L/min、辅气H₂流量3~4L/min、载气Ar流量6~8L/min、送粉速度50g/min。

9.根据权利要求7所述的超高温陶瓷异形构件等离子喷涂近净成形制造方法，其特征在于：所述步骤D3中致密化处理采用热等静压进行，所述热等静压处理制度为：温度1850℃、压力为10MPa、保压时间90min。

10.根据权利要求7所述的超高温陶瓷异形构件等离子喷涂近净成形制造方法，其特征在于：所述步骤D4中采用机械振动去除芯模。