一种Nb-Ti-Si基合金表面抗氧化Si-Zr-Y渗层的制备方法

摘要

本发明涉及一种Nb-Ti-Si基合金表面抗氧化Si-Zr-Y渗层的制备方法，该共渗层的组织由外至内依次由(Nb,X)Si₂外层，(Ti,Nb)₅Si₄过渡层及富Y的(Nb,X)₅Si₃内层组成，制备方法是：首先按量准确称取渗剂，将称取好的渗剂进行球磨后装入坩埚，然后将试样埋入渗剂中并压实，最后将坩埚加盖并用硅溶胶及Al₂O₃、Y₂O₃和ZrO₂粉末密封后置入高温高真空可控气氛扩散渗炉中，加热到1000-1400℃后保温；通过控制保温时间，实现在Nb-Ti-Si基超高温合金表面制备不同厚度的Si-Zr-Y共渗层。

主权项

一种Nb‑Ti‑Si基合金表面抗氧化Si‑Zr‑Y渗层的制备方法，其特征在于：渗层为多层结构，由外至内依次由(Nb,X)Si₂外层，(Ti,Nb)₅Si₄过渡层及富Y的(Nb,X)₅Si₃内层；所述X表示元素Ti,Cr或Hf，外层、过渡层和内层每一层都含有Zr；具体制备步骤如下：步骤1：按重量百分比：10‑25％的Si,5‑15％的Zr,1‑5％的Y₂O₃，3‑8％的NaF，其余为Al₂O₃配制渗剂；步骤2：将配制好的渗剂置于球磨机中进行4h球磨，球磨机转速为360转/min；步骤3：将球磨后的渗剂装入坩埚，再将欲作渗层的材料试样埋入渗剂中并压实，试样表面覆盖的渗剂厚度不小于10mm；所述步骤3中的坩埚中有多个渗层的材料试样时，相邻平行材料试样之间的距离不小于15mm；步骤4：将坩埚加盖并密封，密封后置于高温高真空可控气氛扩散渗炉中；所述密封材料为硅溶胶与Al₂O₃、Y₂O₃和ZrO₂粉末的混合物，比例为每100ml硅溶胶中加入180g Al₂O₃,20g ZrO₂,5gY₂O₃粉末；步骤5：抽真空到3.0×10^‑2Pa后开始以18℃/min的升温速率进行加热，加热至450℃时充氩气保护，温度升至1000‑1400℃时保温1‑12h，然后关闭加热系统随炉冷至室温；步骤6：将扩散渗后的材料试样在超声波清洗15分钟，然后烘干，在材料试样上得到抗氧化Si‑Zr‑Y渗层。