【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于涂层，具体地涉及一种钨铼合金耐高温抗热震涂层及其制备方法。
技术介绍
1、在现代航空航天技术中，耐高温抗热震涂层的应用显得尤为重要。随着航空航天技术的飞速发展，各类飞行器如超声速导弹、火箭等在高空高速飞行时，其关键部件如超声波火焰喷嘴、火箭喷管、导弹喷管以及超音速导弹鼻锥等，都会遭受极端温度环境的严峻挑战。这些挑战包括但不限于高温燃烧、热震冲击、气流冲刷以及高低温快速切换等。耐高温抗热震涂层的机理主要是通过在基材表面形成一层具有特殊性能的材料，来抵御高温、热冲击以及气流的冲刷。这类涂层通常由耐高温陶瓷材料或者金属间化合物构成，具有良好的耐高温性能和抗热震性能。在高温环境下，涂层能够形成一层致密的氧化膜，能够有效地隔绝高温燃气对基材的直接热侵蚀，从而保护基材不被高温熔化或者氧化。涂层的耐冲刷性能则得益于其高硬度和优异的耐磨损性。在高空高速飞行过程中，飞行器关键部件会受到高速气流的强烈冲刷。耐高温抗热震涂层通过其高硬度和耐磨损的特性，能够有效抵抗这种气流的冲刷，保持部件的完整性和性能稳定。此外，高空低温环境下，涂层还需要具备良好的耐低温性能。这就要求涂层材料在低温条件下不会发生脆化或者性能下降，以保证飞行器的安全飞行。当飞行器返回大气层时，会经历高低温的快速切换，这对涂层的性能提出了更高的要求，需要涂层能够承受这种快速的温度变化而不产生裂纹或者剥落。
2、现有技术中，涂层在高温燃烧和气流冲刷过程中，都存在孔隙和起皮中毒现象，从而影响到涂层寿命。孔隙是涂层中的一种结构缺陷，会影响涂层的力学性能、隔热性能、耐磨
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种钨铼合金耐高温抗热震涂层及其制备方法。
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
3、一种钨铼合金耐高温抗热震涂层的制备方法，包括以下步骤：
4、s1、将氮化硼纳米片和二硅化钼加入n-甲基吡咯烷酮中，使用超声波处理器超声处理，得到纳米片分散液，将纳米晶钨铼合金粉末浸泡在纳米片分散液中，以400-600rpm的速度搅拌2-3h，再静置12-16h，过滤，用去离子水洗涤3-5次，干燥至恒重，得到预处理钨铼合金基体；
5、s2、将聚苯硫醚加入无水乙醇中，再加入聚丙烯和预处理钨铼合金基体，使用高速搅拌机以2000-3000rpm的速度混合至形成均匀黏稠的浆料；
6、s3、采用大气等离子喷涂技术，将浆料喷涂至金属或合金基体表面，形成涂层，喷涂后置入真空或氩气气氛中，以1250-1350℃进行热处理，保温3-4h，降温至80℃，保温1-2h，降温速率为5-10℃/min，冷却至室温，得到一种钨铼合金耐高温抗热震涂层。
7、进一步地，所述步骤s1中氮化硼纳米片、二硅化钼和n-甲基吡咯烷酮的用量比为(5-8)g：(3-4)g：(100-120)ml，纳米晶钨铼合金粉末和纳米片分散液的用量比为(2-6)g：(50-60)ml。
8、所述步骤s1中纳米晶钨铼合金粉末包括以下步骤制得：将钨粉和铼粉均匀混合在一个玛瑙研钵中，研磨10-20min，转移至一个球磨罐中，加入10-20个直径5mm的硬质合金球磨珠，再加入无水乙醇，以300-400rpm的速度球磨4-6h，每30min改变球磨方向，球磨结束后，取出粉末置于通风处自然干燥12-24h，用200目的筛网筛分，放入管式炉中，在氩气气氛下，以5℃/min的速率升温至800-900℃，保温2-4h，冷却至室温，得到纳米晶钨铼合金粉末。
9、所述步骤s1中超声处理的频率为40-50khz，超声处理的分散时间为20-30min。
10、所述步骤s2中聚苯硫醚、无水乙醇、聚丙烯和预处理钨铼合金基体的用量比为(0.2-0.5)g：(100-200)ml：(12-18)g：(6-9)g。
11、所述步骤s2中喷涂的功率为45-55kw，氩气的气体流量为55-60l/min，氢气的气体流量12-18l/min，涂层厚度为300-400μm。
12、所述钨粉、铼粉和无水乙醇的用量比为(10-15)g：(2-3)g：(30-50)ml。
13、所述合金基体为钨铼合金，成分为w：3.8-4.2％、re：0.35-0.45％和hfcs：0.01％。
14、根据本专利技术的另一方面，提供了上述制备方法制得的钨铼合金耐高温抗热震涂层。
15、本专利技术的有益效果：
16、1、本专利技术技术方案中，氮化硼和二硅化钼具有较低的表面能，有助于它们在n-甲基吡咯烷酮中均匀分散。同时，低表面能也促进了纳米片与钨铼合金粉末之间的润湿，使得纳米片能够紧密地附着在粉末表面。纳米片与钨铼合金粉末之间的界面区域是涂层性能的关键。纳米片的引入增加了界面面积，从而增强了界面相互作用，如范德华力和氢键，有助于增强涂层的整体强度。纳米片的小尺寸允许填充钨铼合金粉末之间的微小空隙，减少涂层中的孔隙率，不仅提高了涂层的致密性，还减少了热传导路径，从而提高了涂层的耐高温性能。
17、2、本专利技术技术方案中，聚苯硫醚和聚丙烯的分子链结构赋予了涂层良好的韧性和机械强度。在高温下，分子链能够保持一定的流动性，从而吸收和分散热应力，减少涂层开裂的风险。聚苯硫醚和聚丙烯具有较高的热稳定性，能够在高温下保持其结构和性能，有助于增强涂层在高温环境下的抗热震性能。聚苯硫醚和聚丙烯与钨铼合金粉末之间的相互作用可能形成了一种复合结构，在微观层面上增强了涂层内部的结合力，使得涂层在高温下更加稳定，减少了剥落和开裂的风险。聚苯硫醚和聚丙烯与钨铼合金粉末之间具有良好的界面相容性，有助于减少界面缺陷，提高涂层的整体性能。同时，降低耐高温抗热震涂层的成本，具有一定的经济效益。
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1.一种钨铼合金耐高温抗热震涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种钨铼合金耐高温抗热震涂层的制备方法，其特征在于，步骤S1中氮化硼纳米片、二硅化钼和N-甲基吡咯烷酮的用量比为(5-8)g：(3-4)g：(100-120)mL。
3.根据权利要求1所述的一种钨铼合金耐高温抗热震涂层的制备方法，其特征在于，步骤S1中纳米晶钨铼合金粉末包括以下步骤制得：将钨粉和铼粉均匀混合在一个玛瑙研钵中，研磨10-20min，转移至一个球磨罐中，加入10-20个直径5mm的硬质合金球磨珠，再加入无水乙醇，以300-400rpm的速度球磨4-6h，每30min改变球磨方向，球磨结束后，取出粉末置于通风处自然干燥12-24h，用200目的筛网筛分，放入管式炉中，在氩气气氛下，以5℃/min的速率升温至800-900℃，保温2-4h，冷却至室温，得到纳米晶钨铼合金粉末。
4.根据权利要求1所述的一种钨铼合金耐高温抗热震涂层的制备方法，其特征在于，步骤S1中超声处理的频率为40-50kHz，超声处理的分散时间为20-30min。
<...【技术特征摘要】
1.一种钨铼合金耐高温抗热震涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种钨铼合金耐高温抗热震涂层的制备方法，其特征在于，步骤s1中氮化硼纳米片、二硅化钼和n-甲基吡咯烷酮的用量比为(5-8)g：(3-4)g：(100-120)ml。
3.根据权利要求1所述的一种钨铼合金耐高温抗热震涂层的制备方法，其特征在于，步骤s1中纳米晶钨铼合金粉末包括以下步骤制得：将钨粉和铼粉均匀混合在一个玛瑙研钵中，研磨10-20min，转移至一个球磨罐中，加入10-20个直径5mm的硬质合金球磨珠，再加入无水乙醇，以300-400rpm的速度球磨4-6h，每30min改变球磨方向，球磨结束后，取出粉末置于通风处自然干燥12-24h，用200目的筛网筛分，放入管式炉中，在氩气气氛下，以5℃/min的速率升温至800-900℃，保温2-4h，冷却至室温，得到纳米晶钨铼合金粉末。
4.根据权利要求1所述的一种钨...
【专利技术属性】
技术研发人员：何学凯，李海军，周登明，何云飞，李奥红，
申请(专利权)人：中原关键金属实验室，
类型：发明
国别省市：
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