[发明专利]热喷涂氧化铝–氧化钇复合陶瓷涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种氧化铝–氧化钇复合陶瓷涂层，其特征在于，所述氧化铝–氧化钇复合陶瓷涂层是直接采用由氧化铝粉体和氧化钇粉体经滚筒式机械混合均匀得到的复合粉料经热喷涂形成于基材上或形成于位于基材表面的应力过渡层上，所述氧化钇粉体的质量分数为复合粉体的20%～40%，粒径大小为15～45μm，所述氧化铝粉体粒径大小为15～45μm；所述基材为金属基材、不锈钢基材、合金基材或金属基复合材料，且所述氧化铝–氧化钇复合陶瓷涂层包括α-Al₂O₃相、γ-Al₂O₃相、c-Y₂O₃相、m-Y₂O₃相以及由氧化铝和氧化钇原位生成的Y_xAl_yO_z相，所述Y_xAl_yO_z为Y₃Al₅O₁₂、Y₄Al₂O₉和/或YAlO₃，其中α-Al₂O₃相与γ-Al₂O₃相的质量比为1：（2～3）；所述应力过渡层为镍铬或镍铝合金，厚度为40～100μm；所述氧化铝–氧化钇复合陶瓷涂层厚度为250～500μm；所述热喷涂为等离子体喷涂，等离子体喷涂工艺参数为：等离子气体氩气流量40～50slpm，等离子气体氢气流量6～10slpm，电流630～690A，功率45～50kW，送粉载气氩气流量3～4slpm，送粉速率30～40g/分钟，喷涂距离100～120mm。

2.根据权利要求1所述的氧化铝–氧化钇复合陶瓷涂层，其特征在于，所述α-Al₂O₃相的质量分数为9～24%。

3.根据权利要求1所述的氧化铝–氧化钇复合陶瓷涂层，其特征在于，所述c-Y₂O₃相的质量分数为9～29%，且m-Y₂O₃相与c-Y₂O₃相的质量比为1：（3～4）。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的氧化铝–氧化钇复合陶瓷涂层，其特征在于，所述Y_xAl_yO_z相质量分数为6～10%。

5.一种如权利要求1-4中任一项所述氧化铝–氧化钇复合陶瓷涂层的制备方法，其特征在于，包括：

（1）将基材进行预处理，包括对基材预喷涂表面进行粗糙化和净化处理；

（2）将氧化铝粉体和氧化钇粉体经滚筒式机械混合均匀，得到复合粉料；

（3）采用所述等离子体喷涂将步骤（2）所得复合粉料沉积在步骤（1）所得预处理后基材的表面得到所述氧化铝–氧化钇复合陶瓷涂层；或者在沉积复合粉料之前，先在步骤（1）所得预处理后基材的表面喷涂应力过渡层，再采用等离子体喷涂将步骤（2）所得复合粉体沉积在应力过渡层上，得到所述氧化铝–氧化钇复合陶瓷涂层。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述基材粗糙化后的表面粗糙度Ra为5～10μm。

7.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）中所述应力过渡层的粉体粒度尺寸分布范围为35～65μm，所述喷涂应力过渡层为等离子体喷涂，等离子体喷涂工艺参数为：等离子气体氩气流量50～70slpm，等离子气体氢气流量8～12slpm，电流550～620A，功率40～45kW，送粉载气氩气流量3～4slpm，送粉速率20～30g/分钟，喷涂距离110～130mm。