掺杂LaSi2改性的ZrB2-SiC复合粉体及其制备方法、热防护涂层及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种掺杂LaSi2改性的ZrB2‑

【技术实现步骤摘要】
掺杂LaSi2改性的ZrB2
‑
SiC复合粉体及其制备方法、热防护涂层及其制备方法


[0001]本专利技术涉及涂层制备
，尤其涉及一种掺杂LaSi2改性的ZrB2‑
SiC复合粉体及其制备方法、热防护涂层及其制备方法。

技术介绍

[0002]伴随着高超声速飞行器的迅速发展，由C/C复合材料制备的迎风结构件面临日益严苛的氧化烧蚀环境，目前主要的应对策略是在结构件表面制备抗氧化烧蚀涂层。在众多的涂层方案与体系中，ZrB2‑
SiC复合涂层由于其优异的性能受到广泛关注，但其高温条件(1800℃)抗氧化烧蚀性能较差，且制备的涂层通常存在一定缺陷，难以满足高超声速飞行器的更高需求。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种掺杂LaSi2改性的ZrB2‑
SiC复合粉体及其制备方法、热防护涂层及其制备方法，利用本专利技术提供的掺杂LaSi2改性的ZrB2‑
SiC复合粉体制备的热防护涂层，在高温条件下具有良好的抗氧化烧蚀能力。
[0004]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0005]本专利技术提供了一种掺杂LaSi2改性的ZrB2‑
SiC复合粉体的制备方法，包括以下步骤：
[0006]将原料粉末与粘结剂和水混合，进行球磨，得到球磨浆料；所述原料粉末包括LaSi2粉末、ZrB2粉末和SiC粉末；所述ZrB2粉末和SiC粉末的质量比为(4～8)：1；所述原料粉末中LaSi2粉末的含量为5～15wt％；
[0007]将所述球磨浆料进行喷雾干燥，得到团聚粉体；
[0008]将所述团聚粉体进行感应等离子球化处理，得到掺杂LaSi2改性的ZrB2‑
SiC复合粉体。
[0009]优选的，所述球磨浆料的固液质量比为1：(5～6)。
[0010]优选的，所述粘结剂包括聚乙烯醇，所述聚乙烯醇的质量为球磨浆料的0.5～0.8wt％。
[0011]优选的，所述喷雾干燥的进口温度为250～270℃，出口温度为130～180℃，喷雾头转速为40～50rpm，蠕动泵频率为35～40Hz。
[0012]优选的，所述感应等离子球化处理的条件包括：氩气流量为60～65slpm，氢气流量为5～8slpm，处理室压力为12～15Psig，送粉器频率为128～135Hz。
[0013]优选的，所述LaSi2粉末、ZrB2粉末和SiC粉末的粒径独立地为1～2μm。
[0014]本专利技术提供了上述方案所述制备方法制备得到的掺杂LaSi2改性的ZrB2‑
SiC复合粉体。
[0015]本专利技术提供了一种热防护涂层，由上述方案所述的掺杂LaSi2改性的ZrB2‑
SiC复合
粉体组成。
[0016]本专利技术提供了上述方案所述热防护涂层的制备方法，包括以下步骤：利用大气等离子喷涂在基体表面喷涂掺杂LaSi2改性的ZrB2‑
SiC复合粉体，形成所述热防护涂层。
[0017]优选的，所述大气等离子喷涂的条件包括：电流为900～950A，主气流量为80～90lpm，辅气流量为50～55lpm，载气流量为10～12lpm，送粉率为3～5rpm，喷涂距离为55～65cm。
[0018]本专利技术提供了一种掺杂LaSi2改性的ZrB2‑
SiC复合粉体的制备方法，包括以下步骤：将原料粉末与粘结剂和水混合，进行球磨，得到球磨浆料；所述原料粉末包括LaSi2粉末、ZrB2粉末和SiC粉末；所述ZrB2粉末和SiC粉末的质量比为(4～8)：1；所述原料粉末中LaSi2粉末的含量为5～15wt％；将所述球磨浆料进行喷雾干燥，得到团聚粉体；将所述团聚粉体进行感应等离子球化处理，得到掺杂LaSi2改性的ZrB2‑
SiC复合粉体。
[0019]本专利技术利用LaSi2对ZrB2‑
SiC复合粉体进行掺杂改性，制备出的热防护涂层具有良好的抗氧化烧蚀性能。
附图说明
[0020]图1为实施例1制备的团聚粉体的SEM图；
[0021]图2为实施例1制备的掺杂LaSi2改性的ZrB2‑
SiC复合粉体的SEM图；
[0022]图3为应用例1制备的涂层的表面形貌图；
[0023]图4为应用例1制备的涂层的截面形貌图；
[0024]图5为实施例2制备的团聚粉体的SEM图；
[0025]图6为实施例2制备的掺杂LaSi2改性的ZrB2‑
SiC复合粉体的SEM图；
[0026]图7为应用例2制备的涂层的表面形貌图；
[0027]图8为应用例2制备的涂层的截面形貌图；
[0028]图9为对比例1制备的团聚粉体的SEM图；
[0029]图10为对比例1制备的未改性的ZrB2‑
SiC复合粉体的SEM图；
[0030]图11为对比例1制备的涂层的表面形貌图；
[0031]图12为对比例1制备的涂层的截面形貌图；
[0032]图13为对比应用例1的未改性ZrB2‑
SiC涂层烧蚀前后的形貌以及应用例1～2的改性ZrB2‑
SiC涂层烧蚀前后的形貌。
具体实施方式
[0033]本专利技术提供了一种掺杂LaSi2改性的ZrB2‑
SiC复合粉体的制备方法，包括以下步骤：
[0034]将原料粉末与粘结剂和水混合，进行球磨，得到球磨浆料；所述原料粉末包括LaSi2粉末、ZrB2粉末和SiC粉末；所述ZrB2粉末和SiC粉末的质量比为(4～8)：1；所述原料粉末中LaSi2粉末的含量为5～15wt％；
[0035]将所述球磨浆料进行喷雾干燥，得到团聚粉体；
[0036]将所述团聚粉体进行感应等离子球化处理，得到掺杂LaSi2改性的ZrB2‑
SiC复合粉体。
[0037]在本专利技术中，未经特殊说明，所用原料均为本领域熟知的市售商品。
[0038]本专利技术将原料粉末与粘结剂和水混合，进行球磨，得到球磨浆料。
[0039]在本专利技术中，所述原料粉末包括LaSi2粉末、ZrB2粉末和SiC粉末；所述ZrB2粉末和SiC粉末的质量比为(4～8)：1，优选为(4.5～7.5)：1，更优选为(5～7)：1；所述原料粉末中LaSi2粉末的含量为5～15wt％，优选为6～13wt％，更优选为8～10wt％。本专利技术通过控制ZrB2粉末和SiC粉末的质量比在上述范围，可以形成ZrB2‑
SiC的共晶点，提高粉体与涂层的质量。本专利技术通过控制原料中LaSi2粉末的含量在上述范围，确保提供良好的改性效果。在本专利技术中，所述LaSi2粉末、ZrB2粉末和SiC粉末的粒径独立地优选为1～2μm。
[0040]在本专利技术中，所述粘结剂优选包括聚乙烯醇(PVA)，所述聚乙烯醇的质量优选为球磨浆料的0.5～0.8wt％，更优选为0.6～0.7wt％；在本专利技术中，所述球磨浆料的固液质量比优选为1：(5本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种掺杂LaSi2改性的ZrB2‑
SiC复合粉体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将原料粉末与粘结剂和水混合，进行球磨，得到球磨浆料；所述原料粉末包括LaSi2粉末、ZrB2粉末和SiC粉末；所述ZrB2粉末和SiC粉末的质量比为(4～8)：1；所述原料粉末中LaSi2粉末的含量为5～15wt％；将所述球磨浆料进行喷雾干燥，得到团聚粉体；将所述团聚粉体进行感应等离子球化处理，得到掺杂LaSi2改性的ZrB2‑
SiC复合粉体。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述球磨浆料的固液质量比为1：(5～6)。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述粘结剂包括聚乙烯醇，所述聚乙烯醇的质量为球磨浆料的0.5～0.8wt％。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述喷雾干燥的进口温度为250～270℃，出口温度为130～180℃，喷雾头转速为40～50rpm，蠕动泵频率为35～40Hz。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述感应等...

【专利技术属性】
技术研发人员：柳彦博，马壮，牟广义，刘玲，刘少璞，迟寰宇，何思源，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：