一种超高温陶瓷异形构件等离子喷涂近净成形制造方法

摘要

一种超高温陶瓷异形构件等离子喷涂近净成形制造方法，该制造方法包括步骤：称取不同混合比例的纳米粉末原料，进行超声分散、充分混合、喷雾造粒、干燥，然后筛选出40～70μm的微米团聚颗粒作为等离子喷涂喂料；将高纯高强石墨加工成芯模，打磨，然后进行等离子喷涂近净成形；将近净成形超高温陶瓷异形构件坯体进行热等静压致密化处理，然后采用机械振动方式去除芯模，得到BNNT/(ZrB2-SiC)超高温陶瓷异形构件。本发明公布一种“扁平粒子界面及扁平粒子内部协同强韧化”多尺度协同强韧耦合设计方法，本发明的制造方法将传统的超高温陶瓷复合材料制备、构件加工成形过程合二为一，提高了成形效率，节约了加工成本。

主权项

一种超高温陶瓷异形构件等离子喷涂近净成形制造方法，其特征在于：该制造方法包括如下步骤：A.分别称取适量纳米ZrB2颗粒、纳米SiC颗粒和多壁氮化硼纳米管，所述ZrB2：SiC体积比为4:1，所述多壁氮化硼纳米管重量百分比为(ZrB2‑SiC)的0.5～3.0%；B.将称量好的纳米ZrB2颗粒、纳米SiC颗粒和多壁氮化硼纳米管分别进行超声分散；C.将步骤B中超声分散后的多壁氮化硼纳米管、纳米ZrB2颗粒和纳米SiC颗粒充分混合，经喷雾造粒并干燥后制得微米团聚颗粒，该步骤包括：C1.料浆制备：在分散后的纳米ZrB2颗粒、纳米SiC颗粒及多壁氮化硼纳米管混合粉末中，加入水、0.5％聚乙二醇分散剂和聚乙烯醇粘结剂，然后机械搅拌制成均匀混合的料浆；C2.喷雾造粒：料浆喷入干燥室内雾化，在热空气中雾滴迅速干燥，形成微米尺寸的纳米团聚粉末，其中喷雾干燥雾化压力为0.3MPa，室内温度250℃，出口温度150℃；所述步骤C中喷雾造粒后的微米团聚颗粒经120℃干燥120min；D.选用步骤C中制得的微米团聚颗粒作为等离子喷涂近净成形喂料，进行等离子喷涂近净成形获得多壁氮化硼纳米管/(ZrB2‑SiC)超高温陶瓷异形构件，所述等离子喷涂近净成形处理中，等离子喷涂成形的工艺参数为：工作电压45V、工作电流600～700A、喷涂距离90～110mm、主气Ar流量40L/min、辅气H2流量3～4L/min、载气Ar流量6～8L/min、送粉速度50g/min。