[发明专利]一种具有自修复功能的耐高温搪瓷基复合涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种具有自修复功能的耐高温搪瓷基复合涂层，其特征在于，所述复合涂层由搪瓷釉与亚微米或纳米尺度的金属或陶瓷颗粒组成，所述金属或陶瓷颗粒满足高温氧化后体积膨胀、生成的氧化产物与搪瓷相容、空间弥散分布的特点；

所述搪瓷釉原料包括二氧化硅、氧化铝、二氧化锆、二氧化钛、氧化硼、氧化钠、氧化钾、氧化锂和氧化锶，其配方按质量百分比计为：二氧化硅、氧化铝、二氧化锆和二氧化钛共计66～81％，其中二氧化硅含量大于60％；氧化硼3～10％；氧化钠、氧化钾和氧化锂共计5～20％；氧化锶5％～15％；

亚微米或纳米尺度的金属或陶瓷颗粒由镍或铁或镍铬或铁铬金属颗粒与硼化钛或硼化锆陶瓷颗粒任意配比得到，质量占比该涂层的10～30％，颗粒尺寸＜5μm。

2.根据权利要求1所述的一种具有自修复功能的耐高温搪瓷基复合涂层，其特征在于，氧化锶可全部或部分更换为氧化钙、氧化锌、氧化钡。

3.一种权利要求1所述的具有自修复功能的耐高温搪瓷基复合涂层的制备方法，其特征在于，按以下步骤制备：

(1)熔炼搪瓷釉料；

(2)制备搪瓷微粉；

(3)搪瓷微粉与亚微米或纳米尺度的金属或陶瓷颗粒混合得到搪瓷基复合粉料；

(4)高温烧制。

4.根据权利要求3所述的一种具有自修复功能的耐高温搪瓷基复合涂层的制备方法，其特征在于，步骤(1)(2)具体为：使用行星式球磨机对按配方称重好的原料进行1～2h混合，再经过1550～1700℃熔炼3～4h后，水淬成搪瓷釉块，使用行星式球磨机球磨100～200h后过300目筛得到搪瓷釉微粉。

5.根据权利要求3所述的一种具有自修复功能的耐高温搪瓷基复合涂层的制备方法，其特征在于，步骤(3)具体为：按照质量配比，称量搪瓷釉微粉与亚微米或纳米尺度的金属或陶瓷颗粒，经行星式球磨混合4～10h，球料比为3～4，从而得到搪瓷基复合粉料。

6.根据权利要求3所述的一种具有自修复功能的耐高温搪瓷基复合涂层的制备方法，其特征在于，步骤(4)具体为：将搪瓷基复合粉料经500℃，40MPa放电等离子或者热压烧结10min后脱模，再经900℃烧结20min后空冷，可得到搪瓷基复合材料；将搪瓷复合粉料经酒精或纯净水分散，搪瓷复合粉料与酒精或纯净水的质量比为1:10，2～4个大气压空气喷涂，200～300℃烘干，900～1050℃高温烧结10～20min后取出空冷，得到搪瓷基复合涂层。

7.根据权利要求1所述的一种具有自修复功能的耐高温搪瓷基复合涂层，其特征在于，所述复合涂层的性能指标如下：

裂纹处自修复因子亚微米或纳米尺度的金属或陶瓷颗粒原位修复响应时间≤1个热循环周期；单周期裂纹修复率≥50％；修复80％时间≤3个热循环周期；亚微米或纳米尺度的金属或陶瓷颗粒添加后，金属搪瓷抗弯强度及韧性提高30％以上、热震寿命或热循环寿命提高30％以上。