[发明专利]一种铅基反应堆泵叶轮用玻璃陶瓷涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种铅基反应堆泵叶轮用玻璃陶瓷涂层，其特征在于，所述涂层为三层梯度复合结构；其中，所述涂层的最内层由Li₂O-ZnO-SiO₂玻璃陶瓷构成；最外层由CaO-MgO-Al₂O₃-SiO₂玻璃陶瓷构成；中间层由Li₂O-ZnO-SiO₂玻璃陶瓷和CaO-MgO-Al₂O₃-SiO₂玻璃陶瓷复合构成，并且，其中的Li₂O-ZnO-SiO₂玻璃陶瓷质量比为40～60％；此外，按照质量百分比，所述Li₂O-ZnO-SiO₂玻璃陶瓷的原料组成为：Li₂O 10～20％、ZnO 10～30％、SiO₂ 50～70％；所述CaO-MgO-Al₂O₃-SiO₂玻璃陶瓷的原料组成为：CaO 15％、MgO 20％、Al₂O₃ 5％、SiO₂ 60％。

2.根据权利要求1所述的铅基反应堆泵叶轮用玻璃陶瓷涂层，其特征在于，所述涂层的制备方法如下：

S1、玻璃粉的制备

①根据各玻璃陶瓷组分，计算、称量基础玻璃的氧化物，然后将原料混合均匀后放入刚玉坩埚内；

②将载有原料的刚玉坩埚放入高温电阻炉中加热，在1400～1600℃保温1～3h，即得均匀的玻璃熔体；接着，将玻璃熔体倒入室温水浴中水淬，即可得到细碎的玻璃粒；

通过该方法分别获得Li₂O-ZnO-SiO₂和CaO-MgO-Al₂O₃-SiO₂玻璃粒；

S2、浆液的制备

①将步骤S1中得到的玻璃粒、磨球与无水乙醇一起放入球磨罐中进行球磨；球磨24～48h后，干燥、过筛，即得玻璃粉；

通过该方法分别获得Li₂O-ZnO-SiO₂玻璃粉、CaO-MgO-Al₂O₃-SiO₂玻璃粉以及由上述两种玻璃粉构成的复合玻璃粉；其中，复合玻璃粉中Li₂O-ZnO-SiO₂玻璃粉的质量占比的40～60％；

②将制备好的玻璃粉、有机粘结剂和溶剂放入球磨罐，湿法球磨1～3h，即得玻璃料浆；

通过该方法分别获得Li₂O-ZnO-SiO₂玻璃料浆、CaO-MgO-Al₂O₃-SiO₂玻璃料浆和复合玻璃料浆；

S3、样品的清洗及预处理

使用砂纸打磨不锈钢基体的表面，然后将打磨过的试样放入NaOH碱水溶液中清洗除污，接着再将上述碱清洗过的试样放入水中进行超声振荡清洗，最后将清洗过的试样放入烘箱中干燥12～24h；

S4、涂层的涂敷和烧结

将制备好的料浆通过刷涂或喷涂的方法涂敷在已经预处理好的不锈钢基体表面，并放入烘箱中干燥，后置于700～1000℃的马弗炉中烧结1～3h，即得玻璃陶瓷涂层；

采用上述方法，首先在不锈钢基体表面开展最内层涂层的涂敷和烧结，即Li₂O-ZnO-SiO₂玻璃陶瓷涂层的涂敷和烧结；然后，再在最内层涂层表面开展中间层涂层的涂敷和烧结，即Li₂O-ZnO-SiO₂和CaO-MgO-Al₂O₃-SiO₂复合玻璃陶瓷涂层的涂敷和烧结；最后，在中间层表面开展最外层涂层的涂敷和烧结，即CaO-MgO-Al₂O₃-SiO₂玻璃陶瓷的涂敷和烧结；

通过上述三次涂敷和烧结工艺，即可在不锈钢基体表面制备获得具备三层梯度复合结构的玻璃陶瓷涂层。