[发明专利]热喷涂完全无定形氧化物涂层

说明书

本申请是申请号为201180034133.5的PCT申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及完全无定形氧化物或复合氧化物涂层（oxide composite coating），以及生产它们的方法，尤其是通过采用热喷涂（thermal spraying）。本发明还涉及具备所述涂层的基底（substrate）。

背景技术

在已知的开发用于保护表面的方法中，有完全无定形金属涂层和部分结晶（部分无定形）和完全结晶氧化物涂层。

US公开2004/0253381描述了通过加热已完成的金属涂层以形成这种部分结晶的金属玻璃（metallic glass）涂层。公开文本WO2008/049065,WO2008/049069和WO2010/005745进而描述了通过采用利用加热的方法以产生金属涂层，由此取决于所采用的方法，涂层也可以形成为无定形的。

属于这些已知类的涂层的性能与本发明的涂层的性能明显不同，并且它们的制备方法也明显不同。甚至小部分的结晶材料也能显著改变涂层的性能。然而，在现有技术中采用的方法中，以不可能得到完全无定形涂层的方式利用结晶温度和组分的熔融。仅在结晶度上小的改变就已达到这些目的，并因此导致涂层的性能上小的改变。

现在令人惊讶地发现，通过使用简单的方法就能获得也利用氧化物的有用性能的完全无定形涂层。

发明内容

本发明的一个目的在于提供新型涂层。

尤其，本发明的目的在于提供完全无定形氧化物涂层。

本发明另一个特别的目的在于提供制备氧化物涂层的新方法，使用该方法涂层会是完全无定形状态。

因此，本发明涉及生产氧化物涂层的方法，其中制备氧化物组合物或复合氧化物组合物(oxide composite composition)且使用其涂覆基底。

更具体地，根据本发明的方法，其特征在于权利要求1特征部分描述的内容。

进而，根据本发明所述的涂层，其特征在于权利要求7所述的内容，并且根据本发明的所涂覆基底的特征在于权利要求12所述的内容。本发明的不同实施方案特征在于权利要求16-20所述的内容。

根据本发明的方法包括配制所述组合物，制备复合物粉末（composite powder）和以得到完全无定形氧化物涂层的方式热喷涂所述粉末。该涂层的性能显著不同于具有相应组成的结晶涂层的性能，尤其，关于其导电绝缘性能、其防腐性能和其抗磨性能。另外，所述完全无定形涂层具有弹性，这是典型的无定形材料的性能。

具体实施方式

本发明涉及生产氧化物涂层的方法，其中制备了氧化物或复合氧化物组合物，其被加热，并且，最终，使用热喷涂的方法喷涂到基底上成为完全无定形涂层。

此处术语“完全无定形”意味95-100％的结构是无定形的，然而其中优选是100％的无定形的。

在复合氧化物组合物的形成中，利用理论热力学和动力学规律，已经发现关于金属合金该规律是优良的。制备粉末以与目标组合物对应。这可以通过采用如US公开2003008764中描述的粉末制备方法来完成。

根据本发明的完全无定形氧化物涂层是通过热喷涂来制备的。热喷涂是指这样的方法，根据该方法呈细雾形式和完全或部分熔融成液态的氧化物或复合氧化物，同气流一起运载并且喷涂到待处理基底的表面上。 热喷涂的实例为火焰喷涂、电弧喷涂、等离子喷涂、真空等离子喷涂、高速火焰喷涂和通过爆燃（detonation）喷涂。优选，使用这样的热喷涂技术，其中冷却速度通过喷涂方法决定，该冷却速度使得使熔体固化成无定形相的驱动力比生成结晶相的驱动力更强大，在这种情况下熔体固化成为完全无定形态。更优选地，采用高速技术，例如高速火焰喷涂，尤其是HVOF（高速氧-燃料（high-velocity oxy-fuel））方法。

在利用热喷涂的涂覆工艺过程中，当材料熔融并在非常高的冷却速度（优选该冷却速度是10²-10⁸K/）下固化到基底材料上时，生成完全无定形结构s。因此，直接以一个步骤而没有与已知技术联合的额外步骤下获得完全无定形涂层，这些步骤包含单独的涂覆步骤和后来的熔融循环（melting cycles） 。同时，由于本发明，可以获得甚至贯穿其整个厚度都是非晶态的厚涂层。

本发明也涉及完全无定形氧化物涂层和被该涂层涂覆的基底，以及根据优选实施方案，其是通过使用上面所描述方法制备的。