[发明专利]一种抗1200℃高温氧化耐燃气热腐蚀的复合粘结层材料及其制备方法

权利要求书

1.一种抗1200℃高温氧化耐燃气热腐蚀的复合粘结层材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤： 

第一步，准备基体和蒸发料棒； 

（A）将基体打磨、清洗，烘干，备用； 

（B）制备NiAlHfCrSi靶材，备用； 

第二步，在基体上电镀或电子束物理气相沉积Ru层； 

第三步，在Ru层上电子束物理气相沉积NiAlHfCrSi层： 

（A）依次用无水乙醇和丙酮擦拭沉积Ru层后的基体，将固定有基体的夹具放入电子束物理气相沉积设备中，准备蒸镀； 

（B）沉积室抽真空至3×10^-3Pa；预热沉积Ru层后的基体至600～750℃；电子束电压17～19kV；电子束流为1.2～1.5A；沉积时间为0.5～1h，沉积厚度为40～60μm； 

第四步，将经过第三步处理的基体放入真空热处理炉进行真空热处理；真空热处理后Ru向NiAlHfCrSi层扩散形成Ni(Ru)Al/NiAlHfCrSi双层结构粘结层。 

2.根据权利要求1所述的一种抗1200℃高温氧化耐燃气热腐蚀的复合粘结层材料的制备方法，其特征在于：所述NiAlHfCrSi靶材的份配比为，Al含量为40～55at%，Hf含量为0.05～0.5at%，Cr含量为0.5～2at%，Si含量为1～3at%，余量为Ni。 

3.根据权利要求1所述的一种抗1200℃高温氧化耐燃气热腐蚀的复合粘结层材料的制备方法，其特征在于：所述基体为Ni基高温合金或Ni基单晶高温合金。 

4.根据权利要求1所述的一种抗1200℃高温氧化耐燃气热腐蚀的复合粘结层材料的制备方法，其特征在于：第二步中采用电镀法制备Ru层，具体为： 

将经第一步处理后的基体放入由NaOH、Na₂CO₃、Na₃PO₄和去离子水配制而成的碱性清洗液中用超声波清洗，其中碱性清洗液温度为50～70℃，清洗2～5min；再用去离子水清洗；将清洗后的基体放入氨基磺酸浓度为5g/L的氨基磺酸溶液中活化50～100s后，用去离子水冲洗； 

将预处理的基体放入由RuCl₃、氨基磺酸、去离子水组成的镀Ru液中电镀Ru层；电镀Ru工艺参数：电流密度为1.2～3.0A/dm²；镀液温度为60～70℃；阳极为钛涂钌电极；阴极为待镀基体；电镀时间为40～100min；所得镀层Ru层厚度为5～10μm。 

5.根据权利要求4所述的一种抗1200℃高温氧化耐燃气热腐蚀的复合粘结层材料的制备方法，其特征在于：所述碱性清洗液中NaOH：10～30g/L；Na₂CO₃：10～30g/L；Na₃PO₄：10～30g/L，其余为去离子水；所述镀Ru液中，RuCl₃：4～10g/L；氨基磺酸:40～100g/L， 其余为去离子水。 

6.根据权利要求1所述的一种抗1200℃高温氧化耐燃气热腐蚀的复合粘结层材料的制备方法，其特征在于：第二步中采用电子束物理气相沉积法制备Ru层，具体为： 

沉积Ru层前将基体用NiCr丝固定在夹具上后，依次用无水乙醇和丙酮擦拭后，将固定有基体的夹具放入电子束物理气相沉积设备中，准备蒸镀；沉积室抽真空至3×10^-3Pa；预热基体至650～750℃；电子束电压16～19kV；电子束流为1.2～1.5A；沉积时间为20～40min，沉积Ru层厚度为5～10μm。 

7.根据权利要求1所述的一种抗1200℃高温氧化耐燃气热腐蚀的复合粘结层材料的制备方法，其特征在于：第四步中进行真空热处理参数为：真空度P：P<2×10^-2Pa；温度：900℃～1130℃；时间：2h～5h。 

8.一种抗1200℃高温氧化耐燃气热腐蚀的复合粘结层材料，其特征在于：所述粘结层材料为双层结构，通过真空热处理使Ru向NiAlHfCrSi层扩散形成；靠近基体的一层为Ni(Ru)Al，靠近涂层的一层为NiAlHfCrSi，Ni(Ru)Al层中Ru含量从基体向外呈梯度递减。