【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及石墨基陶瓷涂层材料，具体涉及一种石墨基yb2o3-tib2-sic陶瓷涂层材料的制备方法。
技术介绍
1、陶瓷涂层是各类无机保护层的总称，具有耐磨、耐腐蚀、耐高温、高硬度、高强度和生物相容性好等优点；陶瓷涂层能够给基体提供特殊的功能特性，以克服基体材料的缺陷，提高材料的使用效能；因此，陶瓷涂层在航空航天、汽车制造、能源、化工、电子和生物医学领域都具有广泛应用；面对工业工程领域的需求，制备性能优异的陶瓷涂层迫在眉睫。
2、由于基体材料与陶瓷涂层之间热膨胀系数的差异，在现有的制备方法中，往往在基体材料与陶瓷涂层之间制备一层内涂层，从而保证陶瓷涂层的稳定性；如：ren等人(xuanru ren,et al.,preparation of oxidation protective hf0.2ta0.8b2-x-siccoating by in-situ reaction method on sic-coated carbon/carbon composite,journal of alloys and compounds,2015,618:390-395.)采用原位反应法在带有sic内涂层的c/c基体表面制备了一层hf0.2ta0.8b2-x外涂层；中国专利技术专利：“cn111960830a一种石墨基体上sic/hfb2-sic-la2o3/sic抗超高温氧化复合涂层”，在石墨基体与陶瓷涂层之间制备了一层sic底层等。
3、但在基体材料与陶瓷涂层之间制备内涂层，一方面使得制备流程更加的复杂，耗时更
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种石墨基yb2o3-tib2-sic陶瓷涂层材料的制备方法，以解决现有的制备方法均采用内涂层的方法对基体材料与陶瓷涂层之间的热膨胀系数差异的问题进行处理，从而导致的材料制备时间长、效率低以及成本高，不便于实际应用的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种石墨基yb2o3-tib2-sic陶瓷涂层材料的制备方法，包括以下步骤：
3、s1、按一定质量比将sic粉料、tib2粉料以及yb2o3粉料混合，得到混合均匀的原料粉；
4、s2、对石墨基体进行预处理；
5、s3、将s1所得原料粉包覆在s2经过预处理的石墨基体上，在加压的条件下进行高温烧结，即可得到石墨基yb2o3-tib2-sic陶瓷涂层材料。
6、进一步地，所述的s1中，sic粉料、tib2粉料和yb2o3粉料的粒度均为4～8μm；sic粉料、tib2粉料以及yb2o3粉料的纯度≥99.9％。
7、进一步地，所述的s1中，sic粉料、tib2粉料以及yb2o3粉料的质量比为2:3:0.4。
8、进一步地，所述的s1中，将混合后的粉料通过湿法球磨混合均匀，形成浆料，浆料经过干燥、过筛后得到混合均匀的原料粉。
9、进一步地，所述的球磨的磨球与原料粉的质量比为2:1，磨球成分为zro2，直径为3mm；球磨介质为无水乙醇；球磨的球磨转速为90r/min，球磨时间为24h。
10、进一步地，所述过筛过程中，采用30目的不锈钢筛网将浆料中的磨球分离，并将分离后的浆料放入80℃恒温干燥箱中干燥12h，采用200目的不锈钢筛网对干燥后的粉料进行过筛处理，得到混合均匀的原料粉。
11、进一步地，所述的s2中，对石墨基体预处理粉方法为：采用砂纸打磨石墨基体表面，打磨完毕后进行超声清洗以及干燥操作。
12、进一步地，所述石墨基体的规格为φ18mm×3mm的圆片；分别采用200以及800目的砂纸对石墨基体进行打磨，两种砂纸对石墨基体打磨的时间均为2min；超声清洗的频率为40khz，超声时间为5min；干燥在恒温干燥箱中进行，干燥的温度为80℃，干燥的时间为2h。
13、进一步地，所述的s3中，烧结过程的温控程序为：1000℃以下升温速率为50℃/min；1000℃至最高温度的升温速率为30℃/min；升温至最高温度后保温时间为20min；而后以50℃/min的速率降温至1000℃，然后随炉冷却至室温；最高温度≥1800℃。
14、进一步地，所述的s3中，烧结过程中施加的压力为30mpa。
15、本专利技术的有益效果：
16、1、本专利技术方法在加压的条件下载石墨基体上实现了yb2o3-tib2-sic单陶瓷涂层的制备，制备过程更加的简单、高效；
17、2、本专利技术方法所得yb2o3-tib2-sic陶瓷涂层，层表面平整，成分分布均匀，没有明显的缺陷，与基体之间结合良好，消除了解决了石墨基体与陶瓷涂层之间由于热膨胀系数不匹配导致的陶瓷涂层性能不稳定的问题，保证了陶瓷涂层的稳定性；
18、3、本专利技术方法所得yb2o3-tib2-sic陶瓷涂层，在高温下的抗氧化性能良好，此外还可调控涂层的厚度，更进一步的提升材料的抗氧化性能，具有广阔的应用前景。
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1.一种石墨基Yb2O3-TiB2-SiC陶瓷涂层材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种石墨基Yb2O3-TiB2-SiC陶瓷涂层材料的制备方法，其特征在于：所述的S1中，SiC粉料、TiB2粉料和Yb2O3粉料的粒度均为4～8μm；SiC粉料、TiB2粉料以及Yb2O3粉料的纯度≥99.9％。
3.根据权利要求1所述的一种石墨基Yb2O3-TiB2-SiC陶瓷涂层材料的制备方法，其特征在于：所述的S1中，SiC粉料、TiB2粉料以及Yb2O3粉料的质量比为2:3:0.4。
4.根据权利要求1所述的一种石墨基Yb2O3-TiB2-SiC陶瓷涂层材料的制备方法，其特征在于：所述的S1中，将混合后的粉料通过湿法球磨混合均匀，形成浆料，浆料经过干燥、过筛后得到混合均匀的原料粉。
5.根据权利要求4所述的一种石墨基Yb2O3-TiB2-SiC陶瓷涂层材料的制备方法，其特征在于：所述的球磨的磨球与原料粉的质量比为2:1，磨球成分为ZrO2，直径为3mm；球磨介质为无水乙醇；球磨的球磨转速为90r/min，球磨
6.根据权利要求4所述的一种石墨基Yb2O3-TiB2-SiC陶瓷涂层材料的制备方法，其特征在于：所述过筛过程中，采用30目的不锈钢筛网将浆料中的磨球分离，并将分离后的浆料放入80℃恒温干燥箱中干燥12h，采用200目的不锈钢筛网对干燥后的粉料进行过筛处理，得到混合均匀的原料粉。
7.根据权利要求1所述的一种石墨基Yb2O3-TiB2-SiC陶瓷涂层材料的制备方法，其特征在于，所述的S2中，对石墨基体预处理粉方法为：采用砂纸打磨石墨基体表面，打磨完毕后进行超声清洗以及干燥操作。
8.根据权利要求7所述的一种石墨基Yb2O3-TiB2-SiC陶瓷涂层材料的制备方法，其特征在于：所述石墨基体的规格为Φ18mm×3mm的圆片；分别采用200以及800目的砂纸对石墨基体进行打磨，两种砂纸对石墨基体打磨的时间均为2min；超声清洗的频率为40kHz，超声时间为5min；干燥在恒温干燥箱中进行，干燥的温度为80℃，干燥的时间为2h。
9.根据权利要求1所述的一种石墨基Yb2O3-TiB2-SiC陶瓷涂层材料的制备方法，其特征在于，所述的S3中，烧结过程的温控程序为：1000℃以下升温速率为50℃/min；1000℃至最高温度的升温速率为30℃/min；升温至最高温度后保温时间为20min；而后以50℃/min的速率降温至1000℃，然后随炉冷却至室温；最高温度≥1800℃。
10.根据权利要求1所述的一种石墨基Yb2O3-TiB2-SiC陶瓷涂层材料的制备方法，其特征在于：所述的S3中，烧结过程中施加的压力为30Mpa。
...【技术特征摘要】
1.一种石墨基yb2o3-tib2-sic陶瓷涂层材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种石墨基yb2o3-tib2-sic陶瓷涂层材料的制备方法，其特征在于：所述的s1中，sic粉料、tib2粉料和yb2o3粉料的粒度均为4～8μm；sic粉料、tib2粉料以及yb2o3粉料的纯度≥99.9％。
3.根据权利要求1所述的一种石墨基yb2o3-tib2-sic陶瓷涂层材料的制备方法，其特征在于：所述的s1中，sic粉料、tib2粉料以及yb2o3粉料的质量比为2:3:0.4。
4.根据权利要求1所述的一种石墨基yb2o3-tib2-sic陶瓷涂层材料的制备方法，其特征在于：所述的s1中，将混合后的粉料通过湿法球磨混合均匀，形成浆料，浆料经过干燥、过筛后得到混合均匀的原料粉。
5.根据权利要求4所述的一种石墨基yb2o3-tib2-sic陶瓷涂层材料的制备方法，其特征在于：所述的球磨的磨球与原料粉的质量比为2:1，磨球成分为zro2，直径为3mm；球磨介质为无水乙醇；球磨的球磨转速为90r/min，球磨时间为24h。
6.根据权利要求4所述的一种石墨基yb2o3-tib2-sic陶瓷涂层材料的制备方法，其特征在于：所述过筛过程中，采用30目的不锈钢筛网将浆料中的磨球分离，并将分离后的浆料放入8...
【专利技术属性】
技术研发人员：谢薇，王帮飞，王海龙，任宣儒，方成，李明亮，宋博，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：
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