[发明专利]一种钼基热氧化型抗熔蚀陶瓷涂层及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种钼基热氧化生长型陶瓷抗熔蚀涂层的制备方法，其特征在于：该方法首先在基体上制备Mo-Si-Al中间层，然后通过高温热氧化工艺，使Mo-Si-Al中间层表面发生氧化形成所述陶瓷抗熔蚀涂层；该方法包括如下步骤：

（1）Mo-Si-Al中间层的制备：采用原位化学气相沉积或化学气相沉积工艺在钼或钼合金基体上沉积Mo-Si-Al中间层，制备Mo-Si-Al中间层时，先沉积硅，再沉积铝；所制备的Mo-Si-Al中间层为Mo(Si,Al)₂/Al₈Mo₃复合涂层、Mo(Si,Al)₂涂层或Mo(Si,Al)₂/MoSi₂复合涂层；所述Mo-Si-Al中间层的厚度为10-100µm；

（2）陶瓷抗熔蚀涂层的制备：

采用高温热氧化工艺制备，其中：氧化温度在1000℃以上，氧化方式为等温氧化、阶梯氧化或循环氧化方式；所述陶瓷抗熔蚀涂层的厚度为2.0-12.0µm，所述陶瓷抗熔蚀涂层中，氧化铝的含量大于90％，所述氧化铝的晶型为α-Al₂O₃。

2.根据权利要求1所述的钼基热氧化生长型陶瓷抗熔蚀涂层的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，所述Mo-Si-Al中间层是以Si源和Al源为原料，采用原位化学气相沉积或化学气相沉积工艺制备出Mo-Si-Al中间层；原料中还可以添加硼、钇、钛、铬、镍和钛元素中的一种或几种。

3.根据权利要求2所述的钼基热氧化生长型陶瓷抗熔蚀涂层的制备方法，其特征在于：当所述中间层中含有硼、钇、钛、铬、镍和钛元素中的一种或几种时，所得到的陶瓷抗熔蚀涂层中还含有氧化钛、氧化铬、氧化钛和氧化钇中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的钼基热氧化生长型陶瓷抗熔蚀涂层的制备方法，其特征在于：步骤（1）中制备的中间层中，铝活性高且含量也高，经热生长后涂层氧化铝含量达到最大；步骤（2）高温热氧化过程中，氧气浓度及氧化时间根据氧化方式进行调整；中间层的表面在高温热氧化过程中，氧化铝生长速度快、其生长趋势为氧化硅逐渐减少，氧化铝逐渐增多。

5.根据权利要求1所述的钼基热氧化生长型陶瓷抗熔蚀涂层的制备方法，其特征在于：该方法中，通过调整中间层的厚度、高温热氧化时间和高温热氧化温度能够控制得制备的陶瓷抗熔蚀涂层的厚度和氧化铝的形态。

6.一种利用权利要求1-5任一所述方法制备的钼基热氧化生长型陶瓷抗熔蚀涂层，其特征在于：该陶瓷抗熔蚀涂层具有良好的抗氧化性，在真空条件及1500℃以上能够抵抗高温合金熔体的侵蚀。

7.根据权利要求6所述的钼基热氧化生长型陶瓷抗熔蚀涂层的应用，其特征在于：该陶瓷抗熔蚀涂层用于铸造系统中金属构件的防护，所述金属构件为以钼或钼合金为基体制备的金属型芯或陶瓷型芯，或者以钼或钼合金为基体制备的金属型芯的固定件或铸造模具的组成部分。