一种ZrB₂-SiC/SiC陶瓷涂层的制备方法

摘要

一种ZrB₂-SiC/SiC陶瓷涂层的制备方法，涉及一种陶瓷涂层的制备方法。本发明是要解决目前的石墨材料、C/C复合材料和C/SiC复合材料表面的硅基陶瓷涂层抗氧化性能差的技术问题。本发明的制备方法采用包埋法：一、中间层SiC的制备；二、ZrB₂-SiC/SiC陶瓷涂层的制备。本发明制备的陶瓷涂层抗氧化性能强。本发明主要应用于制备硼化锆基陶瓷涂层领域中。

主权项

一种ZrB₂‑SiC/SiC陶瓷涂层的制备方法，其特征在于ZrB₂‑SiC/SiC陶瓷涂层的制备方法是按以下步骤进行：一、中间层SiC的制备：将Si粉和C粉均匀混合，得到原料1；将Si粉、C粉和SiC粉均匀混合，得到原料2；将B₂O₃、Al₂O₃、二茂铁和二茂镍中的一种或其中几种的混合物，得到添加剂1；将添加剂1与原料1或原料2经湿混球磨混合均匀后在旋转蒸发器中干燥，得到混合粉1；用砂纸将待涂覆的基体构件打磨倒角，采用包埋法将打磨好的待涂覆的基体构件包埋于混合粉1中，得到包埋混合粉1的基体构件，然后在真空或保护气氛下将包埋混合粉1的基体构件加热到温度为1400℃～2200℃，并在温度为1400℃～2200℃的条件下保温10min～4h，随炉冷却至室温，然后经过超声清洗和干燥后，得到包埋中间层SiC的基体构件；步骤一所述的混合粉1中的添加剂1的质量分数为0～18％；步骤一所述的原料1中Si粉的质量分数为30％～85％，C粉的质量分数为15％～70％；步骤一所述的原料2中Si粉的质量分数为20％～80％、C粉的质量分数为2％～20％，SiC粉的质量分数为3％～60％，Si粉、C粉和SiC粉的质量分数总和为100％；二、ZrB₂‑SiC/SiC陶瓷涂层的制备：将ZrB₂粉、Si粉和C粉均匀混合，得到原料3；将B粉、Zr粉和SiC粉均匀混合，得到原料4；将ZrB₂粉、Si粉、C粉和SiC粉均匀混合，得到原料5；将B粉、Zr粉、SiC粉和ZrB₂粉均匀混合，得到原料6；将ZrB₂粉、Si粉、C粉、SiC粉和B粉均匀混合，得到原料7；将ZrB₂粉、Si粉、C粉、SiC粉和Zr粉均匀混合，得到原料8；将B粉、Zr粉、SiC粉、ZrB₂粉和Si粉均匀混合，得到原料9；将ZrB₂粉、B粉、Zr粉、Si粉、C粉和SiC粉均匀混合，得到原料10；将SiO₂、B₂O₃、Al₂O₃、二茂铁和二茂镍中的一种或其中几种的混合物，得到添加剂2；将添加剂2与原料3、原料4、原料5、原料6、原料7、原料8、原料9或原料10经湿混球磨混合均匀后在旋转蒸发器中干燥，得到混合粉2；采用包埋法将步骤一得到的包埋中间层SiC的基体构件包埋于混合粉2中，得到包埋混合粉2的基体构件，然后在真空或保护气氛下将包埋混合粉2的基体构件加热到温度为1400℃～3600℃，并在温度为1400℃～3600℃的条件下保温10min～6h，随炉冷却至室温，得到ZrB₂‑SiC/SiC陶瓷涂层；步骤二所述的混合粉2中的添加剂2的质量分数为0～18％；步骤二所述的原料3中ZrB₂粉的质量分数为50％～80％、Si粉的质量分数为3％～80％、C粉的质量分数为2％～20％，ZrB₂粉、Si粉和C粉的质量分数总和为100％；步骤二所述的原料4中B粉的质量分数为20％～50％、Zr粉的质量分数为10％～50％、SiC粉的质量分数为3％～50％，B粉、Zr粉和SiC粉的质量分数总和为100％；步骤二所述的原料5中ZrB₂粉的质量分数为50％～80％、Si粉的质量分数为3％～80％、C粉的质量分数为2％～20％、SiC粉的质量分数为3％～50％，ZrB₂粉、Si粉、C粉和SiC粉的质量分数总和为100％；步骤二所述的原料6中B粉质量分数为20％～50％、Zr粉质量分数为10％～50％、SiC粉质量分数为3％～50％、ZrB₂粉质量分数为50％～80％，B粉、Zr粉、SiC粉和ZrB₂粉的质量分数总和为100％；步骤二所述的原料7中ZrB₂粉质量分数为50％～80％、Si粉质量分数为3％～80％、C粉质量分数为2％～20％、SiC粉质量分数为3％～50％、B粉质量分数为20％～50％，ZrB₂粉、Si粉、C粉、SiC粉和B粉的质量分数总和为100％；步骤二所述的原料8中ZrB₂粉质量分数为50％～80％、Si粉质量分数为3％～80％、C粉质量分数为2％～20％、SiC粉质量分数为3％～50％、Zr粉质量分数为10％～50％，ZrB₂粉、Si粉、C粉、SiC粉和Zr粉的质量分数总和为100％；步骤二所述的原料9中B粉质量分数为20％～50％、Zr粉质量分数为10％～50％、SiC粉质量分数为3％～50％、ZrB₂粉质量分数为50％～80％、Si粉质量分数为3％～80％，B粉、Zr粉、SiC粉、ZrB₂粉和Si粉的质量分数总和为100％；步骤二所述的原料10中ZrB₂粉质量分数为50％～80％、B粉质量分数为20％～50％、Zr粉质量分数为10％～50％、Si粉质量分数为3％～80％、C粉质量分数为2％～20％、SiC粉质量分数为3％～50％，ZrB₂粉、B粉、Zr粉、Si粉、C粉和SiC粉的质量分数总和为100％；步骤一和步骤二所述的所有C粉为石墨或炭黑。