[发明专利]环境障涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种环境障涂层，用于涂覆于非氧化物硅基陶瓷复合材料表面，其特征在于，包括从下至上依次层叠设于非氧化物硅基陶瓷复合材料表面的SiC层、双稀土硅酸盐层和单稀土硅酸盐层；

所述双稀土硅酸盐层中的双稀土硅酸盐为Lu₂Si₂O₇、Yb₂Si₂O₇、Y₂Si₂O₇、Er₂Si₂O₇及ScSi₂O₇中的一种或多种；

所述单稀土硅酸盐层中的单稀土硅酸盐为Lu₂SiO₅；所述SiC层的厚度为50μm~150μm，所述双稀土硅酸盐层的厚度为50μm~150μm，所述单稀土硅酸盐层的厚度为50μm~100μm。

2.根据权利要求 1 所述的环境障涂层，其特征在于，所述双稀土硅酸盐层与非氧化物硅基陶瓷复合材料的热胀系数差的绝对值≤3*10^-6/K，所述双稀土硅酸盐层与 SiC 层的热胀系数差的绝对值≤3*10^-6/K。

3.一种如权利要求 1~2 任一项所述的环境障涂层的制备方法，包括以下步骤：（1）采用化学气相沉积法或大气等离子喷涂法在非氧化物硅基陶瓷复合材料表面制备SiC 层；

（2）采用大气等离子喷涂法在 SiC 层表面制备双稀土硅酸盐层；

其中，所述大气等离子喷涂法制备双稀土硅酸盐层的过程为：

（2.1）将双稀土硅酸盐粉末与助剂球磨混合，得到第一混合浆料；

（2.2）将所述第一混合浆料进行喷雾造粒，得到第一混合粉末；

（2.3）以所述第一混合粉末为大气等离子喷涂源，以氩气和氢气为工作气体，控制沉积电流为200~400A，沉积功率为13~18kW，在SiC层表面成型双稀土硅酸盐层；

（3）采用大气等离子喷涂法在双稀土硅酸盐层表面制备单稀土硅酸盐层，得到环境障涂层；

其中，所述大气等离子喷涂法制备单稀土硅酸盐层的过程为：

（3.1）将单稀土硅酸盐粉末与助剂球磨混合，得到第二混合浆料；

（3.2）将所述第二混合浆料进行喷雾造粒，得到第二混合粉末；

（3.3）以所述第二混合粉末为大气等离子喷涂源，以氩气和氢气为工作气体，控制沉积电流为200~400A，沉积功率为13~18kW，在双稀土硅酸盐层表面成型单稀土硅酸盐层；

（4）将环境障涂层在1400~1500℃下保温10~20h。

4.根据权利要求 3所述的环境障涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中，所述化学气相沉积法制备SiC层的工艺为：以甲基三氧硅烷为沉积源，控制沉积功率为80~120KW，沉积温度为1050~1200℃，沉积时间为60~120h，在非氧化物硅基陶瓷复合材料表面沉积 SiC 层；

所述步骤（1）中，所述大气等离子喷涂法制备 SiC 层的过程为：

（1.1）将 SiC 粉末与助剂球磨混合，得到第三混合浆料；

（1.2）将所述第三混合浆料进行喷雾造粒，得到第三混合粉末；

（1.3）以所述第三混合粉末为大气等离子喷涂源，以氩气和氢气为工作气体，控制沉积电流为 200~400A，沉积功率为 13~24kW，在非氧化物硅基陶瓷复合材料表面沉积 SiC 层。