[发明专利]一种用于等离子体喷涂的纳米SiC改性纳米结构莫来石粉体喂料的制备方法

说明书

一种用于等离子体喷涂的纳米SiC改性纳米结构莫来石粉体喂料的制备方法，属于热防护涂层领域，特别是环境障涂层和热/环境障涂层的技术领域。本发明中的纳米SiC在高温下会氧化为SiO₂，从而会对裂纹起到一定的弥补和愈合作用，延长涂层的使用寿命。本发明采用球磨混粉、喷雾干燥、固相烧结(或者固相烧结后等离子处理)制备了纳米结构或者改性纳米结构莫来石粉体喂料。本发明粉体材料用于制备环境障涂层和热/环境障涂层。

技术领域

本发明属于热防护涂层领域，特别是环境障涂层和热/环境障涂层的技术领域；具体涉及一种用于等离子喷涂的纳米SiC改性纳米结构莫来石粉体喂料的制备方法。

背景技术

环境障涂层应用于航空发动机环境下，服役环境不仅复杂而且要求高，加上涂层的选材基本上都是脆性陶瓷材料，因此极易发生损伤失效。认识环境障涂层在服役环境下的失效行为和机理对于涂层的开发和优化具有重要意义。环境障涂层在发动机工况条件下的的失效形式主要有高温氧化失效、热冲击失效、水氧耦合失效和CMAS腐蚀失效等，所以环境障涂层的抗高温氧化性、热冲击下的稳定性及耐水氧腐蚀、耐CMAS腐蚀性能备受关注。

目前虽然第三代涂层系统以硅层为粘结层、莫来石层为中间层，以稀土硅酸盐为面层的结构已基本成型，但是如何选择稀土硅酸盐使其同时具有良好的耐高温、耐热冲击、耐水氧腐蚀、耐CMAS腐蚀性能是十分困难的，目前的研究也主要集中在硅酸盐顶层上，科学家们对硅酸盐顶层的耐高温、耐熔盐、耐水氧腐蚀性能较为关注，对莫来石中间层的研究较少。

而且，由于对航空发动机性能的要求日益提高，热/环境障涂层也已开始成为研发热点，这也要求对莫来石中间层进行研究，期望得到兼具自愈合功能的莫来石中间层材料。

采用纳米技术能够制造出具有十分优异性能的纳米结构陶瓷涂层，其强韧性能、耐磨抗蚀性能、抗热震性能及加工性能都由于传统结构陶瓷涂层。如能将纳米结构与自愈合功能融为一体，无疑会提升环境障涂层和热/环境障涂层中莫来石中间层的性能。

发明内容

本发明提供了一种用于等离子体喷涂的纳米SiC改性纳米结构莫来石粉体喂料的制备方法，本发明的SiC在高温下会氧化为SiO₂并产生体积膨胀，会对裂纹起到一定的弥补和愈合作用，从而延长涂层的使用寿命。

本发明中一种用于等离子体喷涂的纳米SiC改性纳米结构莫来石粉体喂料的制备方法是通过下述步骤完成的：

步骤一、将水和磨球放入球磨机中搅拌，然后依次加入纳米Al₂O₃粉体、纳米SiO₂粉体和纳米SiC粉体或者依次加入纳米Al₂O₃粉体、纳米SiO₂粉体、纳米SiC粉体和助烧结剂MgF₂，搅拌至均匀，加入聚乙烯醇(PVA)胶，搅拌24h之后，得到浆料；

步骤二、然后喷雾造粒；

步骤三、然后进行松装固相烧结，即可得到纳米SiC改性纳米结构莫来石粉体喂料。

本发明的另一个技术方案是通过下述步骤完成的：

步骤一、将水和磨球放入球磨机中搅拌，然后依次加入纳米Al₂O₃粉体、纳米SiO₂粉体和纳米SiC粉体或者依次加入纳米Al₂O₃粉体、纳米SiO₂粉体、纳米SiC粉体和助烧结剂MgF₂，搅拌至均匀，加入聚乙烯醇(PVA)胶，搅拌24h之后，得到浆料；

步骤二、然后喷雾造粒；

步骤三、然后进行松装固相烧结，采用等离子喷涂技术将烧结后的粉体喷射到水中，收集水中的粉末，烘干，过筛，得到用于等离子体喷涂的高球形度高致密度的纳米SiC改性纳米结构莫来石粉体喂料。