專利名稱：高溫抗氧化ReAl涂層的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高溫涂層制備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種高溫氧化ReAl涂層的制備方法。
背景技術(shù)：
隨著航空航天技術(shù)的發(fā)展，對材料的高溫抗氧化和保持較高的力學(xué)性能提出了越來越高的要求，但目前的高溫合金材料很難滿足所有工況條件下的要求，采用涂層技術(shù)能夠彌補單一材料的缺點，包括熱障涂層等高溫防護涂層的應(yīng)用，為材料在高溫領(lǐng)域的受荷提供了新的解決途徑，然而，目前現(xiàn)有的涂層體系很難能夠滿足要求，因此開發(fā)新的涂層體系具有重要的意義。為了提高航空航天部件的抗高溫氧化性，采用ReAl作為涂層，由于Re具有較好的抗高溫抗氧化性能和高溫力學(xué)性能，但在一定的溫度區(qū)間Re會發(fā)生氧化，為了使Re在此區(qū)間免受氧化，在Re中添加Al，由于在高溫條件下，Al氧化生成了 Al2O3，致密的Al2O3具有很好的防護作用，因此ReAl被用來做抗高溫防護材料，能夠很好的保護基體免受外界環(huán)境的侵蝕。目前制備涂層的方法有很多，電子束物理氣相沉積技術(shù)是以電子束作為熱源的一種蒸鍍方法，相對于其他薄膜制備方法，其蒸發(fā)速率高，幾乎可以蒸發(fā)所有的物質(zhì)，而且沉積得到的涂層與基體的結(jié)合力非常好，所獲得的組織為柱狀晶結(jié)構(gòu)。電子束功率易于調(diào)節(jié)，束斑尺寸和位置易于控制，有利于精確控制膜厚和均勻性，并且所獲得的涂層具有良好的表面粗糙度，有良好的空氣動力學(xué)性能而備受青睞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種可作為熱障涂層的粘結(jié)層或單獨作為高溫抗氧化涂層使用的高溫氧化ReAl涂層的制備方法。本發(fā)明采用的技術(shù)方案可以分為以下步驟 (I)將原子比為I : I的Re金屬和Al金屬熔煉成直徑65mm 70mm、長度180mm 220mm的合金料棒；(2)將步驟(I)得到的金屬棒放入電子束物理氣相沉積真空室中，采用電子束物理氣相沉積技術(shù)制備涂層，具體參數(shù)為真空室的真空度為2X10_2Pa，沉積速率為0. 2iim/min. 0. 5 ii m/min.,沉積時的基板溫度為800°C 900°C,涂層厚度為55 y m 65 y m ;(3)將步驟⑵中制備的試樣冷卻后在真空中進行熱處理，升溫速率為3°C /min.，真空度控制在(2-5) X 10 ,于1050°C下保溫4小時，隨爐冷卻之后，即得到高溫抗氧化ReAl涂層。本發(fā)明的有益效果為得到的涂層與基體的結(jié)合力好，所獲得的組織為柱狀晶結(jié)構(gòu)；電子束功率易于調(diào)節(jié)，束斑尺寸和位置易于控制，能夠精確控制膜厚和均勻性，所獲得的涂層具有良好的表面粗糙度，有良好的空氣動力學(xué)性能。
具體實施例方式本發(fā)明提供了一種高溫氧化ReAl涂層的制備方法，下面結(jié)合實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步說明實施例I :將原子比為I : I的Re金屬和Al金屬熔煉成直徑68mm、長度200mm的合金料棒；將合金料棒放入電子束物理氣相沉積真空室中，將真空室 的真空度控制在2X10_2Pa，以0.3 y m/min.的速率進行沉積，為了獲得更好的結(jié)合強度和涂層組織形貌，沉積時基板溫度控制在850°C左右，涂層厚度控制在60 iim左右，將所制備好的試樣冷卻下來之后，放入爐中在真空中進行熱處理，其處理工藝為升溫速率為3°C /min.，真空度控制在(2-5) X 10 , 1050°C下保溫4小時，隨爐冷卻之后，即可制成所需要的新型高溫抗氧化侵蝕的涂層。實施例2:將原子比為I : I的Re金屬和Al金屬熔煉成直徑70mm、長度220mm的合金料棒；將合金料棒放入電子束物理氣相沉積真空室中，將真空室的真空度控制在2X10_2Pa，以0.2 y m/min.的速率進行沉積，為了獲得更好的結(jié)合強度和涂層組織形貌，沉積時基板溫度控制在800°C左右，涂層厚度控制在55 iim左右，將所制備好的試樣冷卻下來之后，放入爐中在真空中進行熱處理，其處理工藝為升溫速率為3°C /min.，真空度控制在(2-5) X 10 , 1050°C下保溫4小時，隨爐冷卻之后，即可制成所需要的新型高溫抗氧化侵蝕的涂層。實施例3:將原子比為I : I的Re金屬和Al金屬熔煉成直徑65mm、長度180mm的合金料棒；將合金料棒放入電子束物理氣相沉積真空室中，真空室的真空度控制在2X10_2Pa，以0.5 y m/min.的速率進行沉積，為了獲得更好的結(jié)合強度和涂層組織形貌，沉積時基板溫度控制在900°C左右，涂層厚度控制在65 iim左右，將所制備好的試樣冷卻下來之后，放入爐中在真空中進行熱處理，其處理工藝為升溫速率為3°C /min.，真空度控制在(2-5) X 10 , 1050°C下保溫4小時，隨爐冷卻之后，即可制成所需要的新型高溫抗氧化侵蝕的涂層。
權(quán)利要求
1.高溫抗氧化ReAl涂層的制備方法，其特征在于，分為以下步驟 (1)將原子比為I: I的Re金屬和Al金屬熔煉成直徑65mm 70mm、長度180mm .220mm的合金料棒； (2)將步驟(I)得到的金屬棒放入電子束物理氣相沉積真空室中，采用電子束物理氣相沉積技術(shù)制備涂層，具體參數(shù)為真空室的真空度為2X 10_2Pa，沉積速率為0. 2 m/min. 0. 5 ii m/min.,沉積時的基板溫度為800°C 900°C,涂層厚度為55 y m 65 y m ; (3)將步驟(2)中制備的試樣冷卻后在真空中進行熱處理，升溫速率為3°C/min.，真空度控制在2 X KT2Pa 5X 10_2Pa，于1050°C下保溫4小時，隨爐冷卻之后，即得到高溫抗氧化ReAl涂層。
全文摘要
本發(fā)明屬于高溫涂層制備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種高溫氧化ReAl涂層的制備方法。將原子比為1∶1的Re金屬和Al金屬熔煉成合金料棒，放入電子束物理氣相沉積真空室中，采用電子束物理氣相沉積技術(shù)制備涂層，試樣冷卻后真空進行熱處理，即得到高溫抗氧化ReAl涂層。使用本方法得到的涂層與基體的結(jié)合力好，所獲得的組織為柱狀晶結(jié)構(gòu)；電子束功率易于調(diào)節(jié)，束斑尺寸和位置易于控制，能夠精確控制膜厚和均勻性，所獲得的涂層具有良好的表面粗糙度，有良好的空氣動力學(xué)性能。
文檔編號C23C14/30GK102703863SQ201210105408
公開日2012年10月3日 申請日期2012年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月11日
發(fā)明者張東博, 曹健 申請人:華北電力大學(xué)