[发明专利]一种稀土镥硅酸盐复合环境障涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种稀土镥硅酸盐复合环境障涂层，其特征在于：包括SiC/SiC陶瓷基体和复合环境障涂层，复合环境障涂层从内到外为莫来石层、Lu₂Si₂O₇和Lu₂SiO₅复合面层。

2.根据权利要求1所述的稀土镥硅酸盐复合环境障涂层，其特征在于：Lu₂Si₂O₇和Lu₂SiO₅复合面层的质量比为6:4。

3.根据权利要求1所述的稀土镥硅酸盐复合环境障涂层，其特征在于：莫来石层的厚度为150～200μm、Lu₂Si₂O₇和Lu₂SiO₅复合面层的厚度为100～150μm。

4.采用等离子喷涂与物理气相沉积组合方法来制备根据权利要求1所述的稀土镥硅酸盐复合环境障涂层的方法，其特征在于包括有下列步骤：

步骤一，从SiC/SiC块体中切取尺寸为20mm×20mm×4.0mm的小块儿作为基体材料，并依次用丙酮、乙醇、超声清洗20min，然后在温度为110℃的烘箱中烘干2h；

步骤二，选用市售高纯Lu₂O₃和SiO₂原料，分别按Lu₂Si₂O₇和Lu₂SiO₅的化学计量比称取对应Lu₂O₃和SiO₂的质量，得到Lu₂Si₂O₇原材料、Lu₂SiO₅原材料；

用乙醇做分散剂，将Lu₂Si₂O₇原材料在300r/min球磨10～15h，20～30Mpa条件冷压成块，将所压块体置于N₂保护气氛下，以升温速率为6℃～10℃/min升温至1550℃，保温6h，制得Lu₂Si₂O₇块体；

用乙醇做分散剂，将Lu₂SiO₅原材料在300r/min球磨10～15h，20～30Mpa条件冷压成块，将所压块体置于N₂保护气氛下，以升温速率为6℃～10℃/min升温至1550℃，保温6h，制得Lu₂SiO₅块体；

然后将Lu₂Si₂O₇块体和Lu₂SiO₅块体粉碎至80～100μm的粉末，按质量比m_Lu2Si2O7/m_Lu2SiO5＝6:4称取相应质量于球磨罐中，用乙醇做分散剂，400r/min球磨10～15h，30～40Mpa条件冷压成块，将所压块体至于N₂保护气氛下，6℃～10℃/min升温至1550℃，保温10h，制备Lu₂Si₂O₇和Lu₂SiO₅复合块体，将Lu₂Si₂O₇和Lu₂SiO₅复合块体粉碎至62～105μm的粉末，制得Lu₂Si₂O₇和Lu₂SiO₅复合喷涂粉；

步骤三，选取莫来石(3Al₂O₃·2SiO₂)尺寸范围为18～58μm；

步骤四，采用等离子喷涂与物理气相沉积方法，首先将莫来石(3Al₂O₃·2SiO₂)喷涂到SiC/SiC基体上，1200～1300℃热处理2～4h.再将Lu₂Si₂O₇和Lu₂SiO₅复合喷涂粉末喷涂到莫来石层上，1300～1400℃热处理2～4h，制得稀土镥硅酸盐复合环境障涂层；

制备莫来石涂层的参数为：电压80～90v，电流800～900A，氩气流量为80L/min～100L/min，氢气流量为10L/min～15L/min；送粉量为15g/min～20g/min，喷涂距离800～900mm；

制备Lu₂Si₂O₇和Lu₂SiO₅复合面层的参数为：电压60～70v，电流700～800A，氩气流量为100L/min～120L/min，氢气流量为10L/min～20L/min，送粉量为5g/min～10g/min，喷涂距离均为1050mm～1150mm。