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专利号: 201911191872X
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 水泥;混凝土;人造石;陶瓷;耐火材料〔4〕
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种ZrB2‑MoSi2‑SiC超高温陶瓷抗氧化涂层的制备方法,其特征在于:首先配置不同含量配比的ZrB2‑MoSi2‑SiC复合粉体,经过均匀混合之后,在石墨模具中用复合粉体包裹碳基体,经过放电等离子烧结合成超高温陶瓷抗氧化涂层;

具体步骤为:

步骤1:碳基体表面处理:用不同粗糙度的砂纸打磨碳基体表面,打磨之后用酒精清洗,最后干燥;

步骤2:混料:称取一定质量分数的ZrB2、MoSi2、SiC粉体,随后通过球磨使其混合均匀得到ZrB2‑MoSi2‑SiC复合粉体;

步骤3:装模:用经过步骤2得到的ZrB2‑MoSi2‑SiC复合粉体在石墨模具内将经过步骤1处理后的碳基体充分包裹;

步骤4:放电等离子烧结:将完成上述步骤的石墨模具放入放电等离子烧结炉中烧结,烧结温度为1300‑1900℃,保温时间2‑300min,压力为2‑50MPa,升温速率为10‑200℃/min,烧结之后即可在碳基体表面得到所设计的组分和厚度可控的ZrB2‑MoSi2‑SiC超高温陶瓷抗氧化涂层;

其中,当分别称取粉体的质量分数为60%ZrB2、10%MoSi2、30%SiC时,以100r/min的转速球磨5h均匀混合,得到60%ZrB2‑10%MoSi2‑30%SiC复合粉体;烧结参数为:在575℃烧结1s,迅速升温至600℃后保温2min,在5min内升温至1500℃后保温5min,升温速率为180℃/min ,压力为30MPa,烧结时间为12min;得到60%ZrB2‑10%MoSi2‑30%SiC超高温陶瓷抗氧化涂层;

当分别称取粉体的质量分数为60%ZrB2、20%MoSi2、20%SiC时,以200r/min的转速球磨

2.5h均匀混合,得到60%ZrB2‑20%MoSi2‑20%SiC复合粉体;烧结参数为:在575℃烧结1s,迅速升温至700℃后保温1min,在6min内升温至1600℃后保温6min,升温速率为200℃/min ,压力为40MPa,烧结时间为13min,得到60%ZrB2‑20%MoSi2‑20%SiC超高温陶瓷抗氧化涂层;

当分别称取粉体的质量分数为60%ZrB2、30%MoSi2、10%SiC时,以1000r/min的转速球磨

1h均匀混合,得到60%ZrB2‑30%MoSi2‑10%SiC复合粉体;烧结参数为:在575℃烧结1s,迅速升温至1000℃后保温3min,在8min内升温至1800℃后保温10min,升温速率为100℃/min  ,压力为50MPa,烧结时间为21min,得到60%ZrB2‑30%MoSi2‑10%SiC超高温陶瓷抗氧化涂层;

当分别称取粉体的质量分数为60%ZrB2、40%MoSi2时,以500r/min的转速球磨5h均匀混合,得到60%ZrB2‑40%MoSi2复合粉体;烧结参数为:在575℃烧结1s,迅速升温至650℃后保温

2min,在5min内升温至1650℃后保温7min,升温速率为200℃/min,压力为45MPa,烧结时间为14min,得到60%ZrB2‑40%MoSi2超高温陶瓷抗氧化涂层。

2.根据权利要求1所述的ZrB2‑MoSi2‑SiC超高温陶瓷抗氧化涂层的制备方法,其特征在于:所述的碳基体为碳碳复合材料或石墨。

3.根据权利要求1所述的ZrB2‑MoSi2‑SiC超高温陶瓷抗氧化涂层的制备方法,其特征在于:在上述步骤2所述ZrB2、MoSi2、SiC粉体的粒度≤60μm,纯度≥99.0%。

4.根据权利要求1所述的ZrB2‑MoSi2‑SiC超高温陶瓷抗氧化涂层的制备方法,其特征在于:在上述步骤4中,碳基体表面得到的ZrB2‑MoSi2‑SiC涂层的厚度为10μm~3mm。