[发明专利]一种多元Zr/Hf基超高熔点碳化物抗氧化涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种多元Zr/Hf基超高熔点碳化物抗氧化涂层，其特征在于：所述抗氧化物涂层由内向外依次为SiC过渡层、Zr/Hf基氧阻挡层和Zr/Hf基抗烧蚀层；

所述Zr/Hf基氧阻挡层为ZrB₂、HfB₂和SiC的混合物；所述Zr/Hf基抗烧蚀层为ZrC、HfC、SiC和MoSi₂的混合物；

所述Zr/Hf基氧阻挡层中ZrB₂、HfB₂和SiC的质量比为：25～40：25～50：25～30；所述Zr/Hf基抗烧蚀层中ZrC、HfC、SiC和MoSi₂的质量比为：25～40：25～50：15～20：5～10。

2.根据权利要求1所述的多元Zr/Hf基超高熔点碳化物抗氧化涂层，其特征在于：所述ZrB₂的粒径为1～5μm；所述HfB₂的粒径为5～10μm；所述SiC的粒径为1～5μm；所述ZrC的粒径为1～5μm；所述HfC的粒径为5～10μm；所述MoSi₂的粒径为0.5～1μm。

3.根据权利要求1所述的多元Zr/Hf基超高熔点碳化物抗氧化涂层，其特征在于：所述SiC过渡层的厚度为50～100μm，所述Zr/Hf基氧阻挡层的厚度为50～150μm，所述Zr/Hf基抗烧蚀层的厚度为50～150μm。

4.一种多元Zr/Hf基超高熔点碳化物抗氧化涂层的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)、在C/C复合材料基体上制备SiC过渡层；

(2)、将ZrB₂粉末、HfB₂粉末和SiC粉末按照25～40：25～50：25～30的质量比混合，经过处理制备得到喷涂用Zr/Hf基氧阻挡层粉末；

(3)、将ZrC粉末、HfC粉末、SiC粉末和MoSi₂粉末按照25～40：25～50：15～20：5～10的质量比混合，经过处理制备得到喷涂用Zr/Hf基抗烧蚀层粉末；

(4)、将Zr/Hf基氧阻挡层粉末和Zr/Hf基抗烧蚀层粉末依次喷涂在步骤(1)得到的C/C复合材料基体上的SiC过渡层表面，制备得到Zr/Hf基氧阻挡层和Zr/Hf基抗烧蚀层；

所述步骤(1)中在C/C复合材料基体上制备SiC过渡层的具体方法如下：

将粒度为5～15μm的Si粉装入送粉容器，利用等离子焰流将C/C复合材料基体预热到800℃～950℃，采用等离子喷涂物理气相沉积方法制备Si涂层，之后继续利用等离子焰流进行加热，加热温度为1800～2000℃，加热时间为15min～30min，生成SiC过渡层。

5.根据权利要求4所述的多元Zr/Hf基超高熔点碳化物抗氧化涂层的制备方法，其特征在于：所述等离子喷涂物理气相沉积方法的工艺参数为：真空室压力为150～350Pa，喷涂电流为1600～1800A，喷涂电压为40～45V，主气氩气流量为50～60l/min，辅气氦气流量为20～25l/min，送粉量为20～30g/min，送粉载气流量为4～6l/min，喷涂距离为800～1000mm。

6.根据权利要求4所述的多元Zr/Hf基超高熔点碳化物抗氧化涂层的制备方法，其特征在于：所述采用等离子喷涂物理气相沉积方法制备Si涂层的厚度为10～50μm。

7.根据权利要求4所述的多元Zr/Hf基超高熔点碳化物抗氧化涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中将ZrB₂粉末、HfB₂粉末和SiC粉末进行高能球磨、喷雾造粒及感应等离子致密化处理，得到喷涂用Zr/Hf基氧阻挡层粉末；所述步骤(3)中将ZrC粉末、HfC粉末、SiC粉末和MoSi₂粉末进行高能球磨、喷雾造粒及感应等离子致密化处理，得到喷涂用Zr/Hf基抗烧蚀层粉末。