[发明专利]一种梯度莫来石搭接的梯度陶瓷涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种梯度莫来石搭接的梯度陶瓷涂层的制备方法，其特征在于，包括通过激光烧结技术在金属基体表面制备多孔结构的金属层，以硅源前驱体，采用化学气相渗透法在金属层表面引入莫来石，之后采用溶胶凝胶法制备陶瓷溶胶层，再经梯度烧结获得莫来石晶须搭接的陶瓷涂层。

2.根据权利要求1所述的一种梯度莫来石搭接的梯度陶瓷涂层的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

步骤S1、金属层的制备

采用选区激光烧结工艺，以含有(20～50)wt％Al₂O₃的金属粉体与有机粘结剂混合物为烧结粉体，在金属基体表面形成金属粘结层，在惰性气体的烧结气氛内，900～1100℃高温烧结去除有机粘结剂，形成孔隙率达到25～40％的金属层；有机粘结剂的含量在1～2％；

步骤S2、将金属基体置于化学气相渗透装置中，抽真空，控制压强在100Pa内，在1250～1400℃温度条件下保温0.5～1h，保温开始通入氢气和氩气，控制装置内部压强在3000±100Pa内，同时炉内通入硅源前驱体，硅源前驱体发生热解反应，热解反应产物在金属层内发生渗透，渗透结束后，停止通氢气，抽真空，随炉冷却降温，在金属层表面与内部引入莫来石；

步骤S3、以Al、Si的无机盐或有机醇盐为前驱体制备复合溶胶，向复合溶胶内加入陶瓷粉体，球磨6～14h，陶瓷粉体与复合溶胶的质量比控制在0.5～2:1，在步骤S2引入莫来石的金属层表面均匀涂覆陶瓷-复合溶胶；

步骤S4、在氩气气氛保护下，在380～500℃保温固化1.5～3h，之后以3～5℃/min的升温速率下，分别于800～950℃、1050～1250℃条件下保温烧结1～3h，制备得到梯度莫来石搭接的陶瓷涂层。

3.根据权利要求2所述的一种梯度莫来石搭接的梯度陶瓷涂层的制备方法，其特征在于，步骤S1中以PVB与酒精的混合液作为粘结剂稀释液，将金属粉体组分加入到粘结剂稀释液中，混合静置后干燥制取粘结剂包覆的金属烧结粉体。

4.根据权利要求2所述的一种梯度莫来石搭接的梯度陶瓷涂层的制备方法，其特征在于，步骤S2中硅源前驱体为液态Si(OC₂H₅)₄。

5.根据权利要求2所述的一种梯度莫来石搭接的梯度陶瓷涂层的制备方法，其特征在于，步骤S2中通入的氢气气体流量为15sccm～25sccm，氩气气体流量为30sccm～40sccm。

6.根据权利要求2所述的一种梯度莫来石搭接的梯度陶瓷涂层的制备方法，其特征在于，步骤S3复合溶胶中Si源和Al源按Al/Si摩尔比为2-4:1的比例混合分散。

7.根据权利要求6所述的一种梯度莫来石搭接的梯度陶瓷涂层的制备方法，其特征在于，所述Al源为AlOOH溶胶，所述Si源为硅酸甲酯、硅酸乙酯、硅酸正丁酯中的至少一种。

8.根据权利要求2所述的一种梯度莫来石搭接的梯度陶瓷涂层的制备方法，其特征在于，步骤S3球磨处理过程中的转速为50～70转/分，磨球的直径为3～5mm，磨球为氧化锆球。

9.一种采用如权利要求1或2所述的制备方法得到的梯度莫来石搭接的梯度陶瓷涂层。