[发明专利]一种钼及钼合金表面抗氧化涂层的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钼及钼合金表面抗氧化涂层的制备方法，特别是一种钼及钼合金表面Hf-Y混合氧化物抗氧化涂层的制备方法。

技术背景

钼及钼合金是一种重要的高温合金材料，因其具有优良的导电、导热性，并且熔点高、强度大、线膨胀系数小、抗蚀性强以及高温力学性能良好，因而广泛应用于航空航天、发电、核反应堆、军事工业、化学工业、电子工业和玻璃制造业等领域。但是，由于钼在约300℃时会发生氧化形成MoO₂，温升至600℃左右时会发生二次氧化，生成MoO₃，在725℃左右MoO₃挥发并出现液相，虽然经过合金化的钼基材料高温抗氧化性能得到了改善，但是并不能从根本上解决其易被氧化的缺陷。所以，钼的氧化和挥发现象影响了其高温力学性能，限制了钼及钼合金的应用范围。

目前解决钼及钼合金氧化性的途径有两条，一是研制高温抗氧化的钼合金，二是外加表面抗氧化涂层。但是钼的可合金化程度很小，当提高抗氧化性能的合金元素加入量稍多时，合金的加工性能变差，甚至不具有室温塑性，所以用合金化的方法无法从根本上改变钼及钼合金的抗氧化能力，而且还会影响到它的许多的高温性能，如高温强度、耐冲击性、耐热震性和抗蠕变性等。所以，在钼及钼合金的表面制备涂层来防止氧化就显得十分必要了。常见的高温抗氧化涂层有铝化物涂层、硅化物涂层、耐热合金涂层等，但是大多存在涂层与基体结合强度不高、相容性差、耐酸碱腐蚀效果不好等缺点。

发明内容

针对现有抗氧化技术存在的缺陷或不足，本发明的目的在于，提出一种钼及钼合金表面抗氧化涂层的制备方法。

为了实现上述目的，本发明采取如下的技术解决方案：

一种钼及钼合金表面抗氧化涂层的制备方法，其特征在于，按下列步骤：

(1)将钼及钼合金置于10～30wt％的NaOH溶液中煮沸碱洗脱脂，用超声波清洗后用水洗净；然后置于20～40wt％的HCl溶液中加热至70℃～90℃，保持0.5～1.5h酸洗去污；再置于温度为60～80℃的氢氟酸溶液(5～20wt％)中进行表面刻蚀，直至表面形成均匀麻面，取出后用去离子水和酒精洗净、烘干，制得钼及钼合金基体；

(2)将氯氧化铪与氯化钇以适量的比例混合溶于正丙醇溶液，制得涂层所需涂液；

(3)将涂液均匀涂刷于经过表面处理的基体麻面，涂刷15～30次，每次涂刷后干燥15min～20min，干燥温度为100℃～150℃；干燥后，再置于马弗炉中焙烧20min～30min，焙烧温度350℃～450℃，最后一次涂刷干燥完毕后，在上述相同的焙烧温度下焙烧1～2h，即在钼及钼合金表面制得Hf-Y混合氧化物涂层。

上述钼及钼合金的材料可以是纯钼、Mo-Ti系合金、Mo-W系合金、Mo-Cu系合金、Mo-Re系合金、TZC合金或TZM合金的板材或棒材。

上述涂层溶液中，氯氧化铪与氯化钇的比例按照Hf与Y的摩尔比为1:2～4:1进行配制。

所述的干燥采用干燥箱或者红外灯。

经高温氧化实验检测，上述Hf-Y混合氧化物涂层的使用温度≤1400℃。

本发明的钼及钼合金表面抗氧化涂层的制备，通过钼及钼合金表面制备Hf-Y混合氧化物涂层，可以防止钼及钼合金氧化，与现有技术相比有如下优点：

1.该方法在钼及钼合金表面得到的Hf-Y混合氧化物涂层，高温抗氧化性好，能抵御高温氧化腐蚀；

2.该方法制备的Hf-Y混合氧化物涂层与钼及钼合金基体的相容性好，并且热膨胀系数相似，不易产生裂纹、不易脱落。

3.该方法操作简单，不需要复杂的涂覆技术和设备。

附图说明

图1：实施例1中抗氧化涂层截面SEM图；

图2：实施例1中纯钼板经过涂层处理后的表面SEM图；

图3：实施例1经过15min，1000℃高温氧化后的涂层钼板表面SEM组织图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的作进一步说明。需要说明的是，以下的实施例是本发明较优的例子，仅用于说明本发明，本发明不限于上述实施例，凡是根据本发明技术的技术方案所作的技术特征的添加、等效变换，均属于本发明技术方案的保护范围。

实施例1：