[发明专利]一种复相碳化物涂层/钛铌合金基复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种复相碳化物涂层/钛铌合金基复合材料，其特征在于，包括钛铌合金基体和覆盖在基体上的复相碳化物涂层，所述复相碳化物涂层包括基体表面的纳米级复相碳化钛铌陶瓷层，所述纳米级复相碳化钛铌陶瓷层表面上覆盖有纳米+微米级复相碳化钛铌陶瓷层，所述钛铌合金基体中铌原子百分比含量不低于10%；

所述钛铌合金基体的厚度为1mm-10mm，所述复相碳化物涂层厚度为20μm-200μm，所述纳米级复相碳化钛铌陶瓷层厚度为10μm-140μm；

所述纳米+微米级复相碳化钛铌陶瓷层厚度为10µm-60µm，所述纳米+微米级复相碳化钛铌陶瓷层由纳米级碳化钛铌金属陶瓷颗粒和微米级碳化钛铌金属陶瓷颗粒组成，微米级碳化钛铌金属陶瓷颗粒周围包覆纳米级碳化钛铌金属陶瓷颗粒。

2.根据权利要求1所述一种复相碳化物涂层/钛铌合金基复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，选取1mm-10mm厚的TiNb合金板和1mm-3mm厚的钢铁板，所述TiNb合金板中Nb原子百分比含量不低于10%；

步骤2，对选取的TiNb合金板和钢铁板进行表面预清洁；

步骤3，将预清洁后的TiNb合金板和钢铁板叠放在一起，然后放置于高温气氛/真空炉内进行1050℃-1150℃的高温原位反应后，TiNb合金板和钢铁板对接面生成双尺度复相碳化钛铌金属陶瓷涂层，去除该涂层表面剩余的钢铁板，即制得复相碳化物涂层/钛铌合金基复合材料。

3.根据权利要求2所述一种复相碳化物涂层/钛铌合金基复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤2中的表面预清洁具体过程如下：

步骤2.1，对选取的TiNb合金板和钢铁板表面进行喷丸处理；

步骤2.2，对喷丸处理后的TiNb合金板和钢铁板进行酸洗和水洗；

步骤2.3，对水洗后的TiNb合金板和钢铁板进行表面打磨；

步骤2.4，对打磨后的TiNb合金板和钢铁板进行酒精超声清洗。

4.根据权利要求3所述一种复相碳化物涂层/钛铌合金基复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤2.2中的酸洗包括先用体积浓度为60mL/L的磷酸冲洗，再用体积浓度为200mL /L的硫酸冲洗。

5.根据权利要求2所述一种复相碳化物涂层/钛铌合金基复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤3中高温原位反应的工艺过程包括，先将所述高温气氛/真空炉内温度从室温升至1050℃-1150℃保温一段时间，再降温至720±1℃保温0.5h-1.5h，最后随炉冷却至室温。

6.根据权利要求5所述一种复相碳化物涂层/钛铌合金基复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤3中，高温气氛/真空炉的升温速度为10℃/min。

7.根据权利要求5所述一种复相碳化物涂层/钛铌合金基复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤3中，高温气氛/真空炉内温度升至1050℃-1150℃时的保温时间为2h-10h。

8.根据权利要求5所述一种复相碳化物涂层/钛铌合金基复合材料的制备方法，所述步骤3中，高温气氛/真空炉内气氛为真空或惰性保护气体。

9.根据权利要求2所述的一种复相碳化物涂层/钛铌合金基复合材料的制备方法，其特征在于，所述钢铁板为碳钢板或灰口铸铁板。