[发明专利]一种稀土氧化物改性Si-Mo-O梯度抗氧化涂层及制备方法

摘要

本发明涉及一种稀土氧化物改性Si‑Mo‑O梯度抗氧化涂层及制备方法，首先在试样表面包埋SiC内涂层，缓解基体与涂层间因热膨胀系数差异而产生的热应力，再制备SiC‑MoSi₂中间过渡层，解决内外涂层间的热适配问题，然后喷涂稀土氧化物改性Si‑Mo‑O外涂层，最后用硅溶胶溶液浸泡并热处理，封孔，提高涂层表面的致密度。显著优点在于：制备的稀土氧化物改性Si‑Mo‑O梯度涂层表面缺陷少，孔隙率低，致密度高，氧气渗透率低，涂层间的结合力强，不易开裂。在抗氧化过程中，液态稀土氧化物(La₂O₃、Y₂O₃)形成的LaSiO₅、La₂Si₂O₅与Y₂Si₂O₅可以稳定SiO₂玻璃相，提高涂层致密性，阻挡氧气的内渗，抗氧化性能得到显著提升。该方法具有很大的应用潜力，具备显著的经济和社会效益。

主权项

1.一种制备稀土氧化物改性Si‑Mo‑O梯度抗氧化涂层的方法，其特征在于：所述涂层内层为SiC内涂层，中间为SiC‑MoSi2中间层，外层为稀土氧化物改性Si‑Mo‑O外涂层；所述方法具体步骤如下：步骤1：将C/C复合材料用砂纸打磨倒角并酒精超声清洗并干燥；步骤2、制备SiC内涂层：将质量分数为40％‑70％的Si粉、10％‑50％的C粉、5％‑10％的Al2O3粉混合后球磨混匀并烘干，再将粉料置入石墨坩埚内并包埋步骤1处理的C/C复合材料，坩埚盖上后放入高温炉中1600～2200℃热处理2‑8h，在C/C复合材料表面得到SiC内涂层；步骤3、制备SiC‑MoSi2中间层：将质量分数为10％‑50％的MoSi2粉、20％‑60％的Si粉、10％‑40％的C粉混合后球磨混匀并烘干，再将粉料置入石墨坩埚中并包埋具有SiC内涂层的C/C复合材料，把坩埚盖上后放入高温炉中1600～2200℃热处理2‑8h，得到SiC‑MoSi2中间层；步骤4、制备稀土氧化物改性Si‑Mo‑O外涂层：将质量分数为40％‑60％的MoSi2粉、20％‑40％的SiC粉、5％‑30％的稀土氧化物La2O3,Y2O3混合粉球磨混匀并烘干，利用喷雾干燥机将球磨干燥后的粉料进行造粒处理，造粒的粉末粒度为20‑60μm，在1000‑1300℃温度下热处理；采用超音速等离子喷涂设备，以功率为30KW‑65KW，Ar流量为30‑70L/min，H2流量为1.8‑3.2L/min，送粉量为10‑45g/min，将造粒好的粉料均匀喷在步骤3制备的MoSi2/SiC涂层基体上，获得稀土氧化物改性Si‑Mo‑O梯度涂层；步骤5：在质量分数为20‑40％的硅溶胶溶液中浸泡150h，并在1000‑1500℃、Ar保护气氛中热处理2‑8h,得到稀土氧化物改性Si‑Mo‑O梯度抗氧化涂层。