專利名稱：一種Ni-Pt-Ru-Al復合涂層及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種高溫抗氧化涂層的制備方法，更特別地說，是指一種采用電鍍和 包埋滲組合工藝在Ni-10Co-9Cr-7. 5W-5. 4A1-4. lTa_2. 5Mo_l. 8Hf_l. 2Ti基體上制備出具 有高溫(1150°C )抗氧化及抗蠕變性能的Ni-Pt-Ru-Al復合涂層。
背景技術：
隨著航空航天技術的高度發(fā)展，對發(fā)動機的性能提出了更高的要求。高性能發(fā)動 機的一個重要指標就是要求具有高的推重比，其重要手段就是提高渦輪前燃氣進口溫度或 降低燃燒室溫度，因此提高導向葉片、渦輪葉片等發(fā)動機熱端部件的承溫能力一直是高溫 材料領域的科研人員追求的目標。但是，現(xiàn)有的高溫合金和冷卻技術難以滿足高推重比的 設計要求。因此，在鎳基高溫合金基體上制備熱障涂層成為提高發(fā)動機葉片工作溫度行之 有效的方法。 Ni-10Co-9Cr-7. 5W-5. 4A1-4. lTa_2. 5Mo_l. 8Hf_l. 2Ti基體是一種鎳基高溫合金 (牌號DZ125)。鎳基高溫合金在整個高溫合金領域占有特殊重要的地位，它廣泛地用來制 造航空噴氣發(fā)動機、各種工業(yè)燃氣輪機最熱端部件。若以150MPa-100H持久強度為標準，而 目前鎳合金所能承受的最高溫度> 110(TC，而鈷合金約為95(TC，鐵基的合金〈85(rC，即 鎳基合金相應地高出15(TC至25(TC左右。目前，在先進的發(fā)動機上，鎳合金已占總重量的 一半，不僅渦輪葉片及燃燒室，而且渦輪盤甚至后幾級壓氣機葉片也開始使用鎳合金。與鐵 合金相比，鎳合金的優(yōu)點是工作溫度較高，組織穩(wěn)定、有害相少及搞氧化搞腐蝕能力大。與 鈷合金相比，鎳合金能在較高溫度與應力下工作，尤其是在動葉片場合。但是如果要滿足更 高溫度下的使用，鎳基合金就不能勝任。因此，為了提高鎳基高溫合金的使用溫度，起隔熱 和耐腐蝕的作用，使高溫燃氣和鎳基高溫合金之間產(chǎn)生很大的溫降，以達到延長熱機零件 壽命，提高熱機熱效率，通常在鎳基高溫合金基體上沉積涂層，方可使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一是提供一種Ni-Pt-Ru-Al復合涂層，該Ni-Pt-Ru-Al復合涂層 由里至外是Ni-Al混合層和Ni-Pt-Ru-Al混合層；其中，Ni-Al混合層厚度為80 100 y m， Ni-Pt-Ru-Al混合層厚度為40 50 ii m ;其中，Ni-Pt-Ru-Al混合層中包含NiAl、 PtAl2和 RuAl三相。 本發(fā)明的另一 目的是提出一種采用電鍍和包埋滲組合工藝，制備Ni-Pt-Ru-Al復 合涂層的方法是在Ni-10Co-9Cr-7. 5W-5. 4A1-4. lTa_2. 5Mo-1. 8Hf-l. 2Ti基體上首先采用 電鍍工藝順次制Pt層、Ru層和Pt層；然后采用包埋滲工藝進行滲鋁制Ni-Al混合層和 Ni-Pt-Ru-Al混合涂層。 本發(fā)明Ni-Pt-Ru-Al復合涂層具有如下優(yōu)點 ①將采用本發(fā)明方法制得的Ni-Pt-Ru-Al復合涂層在高溫115(TC氧化時能夠形 成連續(xù)、致密的a -A1203氧化物層，從而阻止涂層和基體的進一步被氧化，改善了 Ni-lOCo-9Cr-7. 5W-5. 4A1-4. lTa_2. 5Mo_l. 8Hf_l. 2Ti基體的抗高溫氧化性能。 ②將采用本發(fā)明方法制得的Ni-Pt-Ru-Al復合涂層在115(TC高溫循環(huán)氧化1000 循環(huán)時，單位面積增重為lmg/cm2，在115(TC等溫氧化100小時，單位面積增重約為0. 26mg/ cm o


圖1是在基體上制得Ni-Pt-Ru-Al復合涂層的斷面結構示意圖。 圖2是氧化后的Ni-Pt-Ru-Al復合涂層的斷面結構示意圖。 圖3是實施例1制得的第九試樣的SEM照片。 圖4是實施例1制得的第九試樣的XRD圖。 圖5是將實施例1制得的第九試樣進行氧化后的SEM照片。
具體實施例方式
下面將結合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步的詳細說明。 本發(fā)明的一種Ni-Pt-Ru-Al復合涂層，所述Ni-Pt-Ru-Al復合涂層由里至外是 Ni-Al混合層和Ni-Pt-Ru-Al混合層(參見圖1所示)。其中，Ni-Al混合層厚度為80 100 ii m，Ni-Pt-Ru-Al混合層厚度為40 50 ii m。
其中，Ni-Pt-Ru-Al混合層中包含NiAl、 PtAl2和RuAl三相。
其中，Ni-Al混合層含有70at^的Al和30at^的Ni。 本發(fā)明是一種采用電鍍和包埋滲組合工藝制備Ni-Pt-Ru-Al復合涂層的方法，該
涂層制備方法有下列步驟
第一步基體的前處理 (A)用120#的SiC水磨砂紙將Ni-10Co-9Cr-7. 5W-5. 4A1-4. lTa_2. 5Mo_l. 8Hf_l.
2Ti基體進行表面磨光處理，制得第一試樣； (B)將第一試樣放入無水乙醇中進行超聲清洗5min后，獲得第二試樣； (C)將第二試樣放入電解脫脂液中進行電化學除油，獲得第三試樣； 除油工藝參數(shù)第二試樣作為陰極，陽極采用Pt電極，陰極電流密度為1.0
1. 5A/dm2，除油時間為20s 30s ; (D)將第三試樣經(jīng)去離子水沖洗1 5次后，放入活化液中活化20s 30s后，獲 得第四試樣； 所述的電解脫脂液成分為30 50ml/L的Na2C03和5ml/L的界面活性劑(如洗潔 精、去污劑等)； 所述的活化液由體積百分數(shù)為80%的H20和體積百分數(shù)為20%的HC1組成； 第二步采用電鍍工藝順次制Pt/Ru/Pt三層涂層 (A)將第四試樣放入鍍Ni液中進行閃鍍30 40s后，獲得第五試樣； 閃鍍Ni工藝參數(shù)第四試樣作為陰極，陽極采用Ni電極，溫度為25 30°C，陰極
電流密度為15 25A/dm2 ;所述鍍Ni液由250g/L的氯化鎳、75ml/L的HC1和10g/L的檸檬酸組成；
(B)將第五試樣放入鍍Pt液中進行電鍍20 25min后，獲得第六試樣；
鍍Pt工藝參數(shù)第五試樣作為陰極，陽極采用Pt電極，溫度為85 90°C，陰極電
流密度為1 1. 5A/dm2 ; 所述鍍Pt液為PTP-10溶液；或者 鍍Pt液由20 30g/L的K2Pt (N02) 4、20 30ml/L的NH40H、 10 20g/L的KOH、 200 300g/L的K2B407 4H20、15 25g/L的(C00H)2 2H20禾P 0. 1 0. 5g/L的桂皮酸制 備而成； (C)將第六試樣放入鍍Ru液中進行電鍍20 25min后，獲得第七試樣； 鍍Ru工藝參數(shù)第六試樣作為陰極，陽極采用Pt電極，溫度為55 60°C，陰極電
流密度為3 5A/dm2 ; 所述鍍Ru液由10 20g/L的氯化釕和45 55g/L的氨基磺酸鈉制備而成； (D)將第七試樣放入鍍Pt液中進行電鍍20 25min后，獲得第八試樣； 鍍Pt工藝參數(shù)第七試樣作為陰極，陽極采用Pt電極，溫度為85 90°C，陰極電
流密度為1 1. 5A/dm2 ; 所述鍍Pt液為PTP-10溶液；或者 鍍Pt液由20 30g/L的K2Pt (N02) 4、20 30ml/L的NH40H、 10 20g/L的KOH、 200 300g/L的K2B407 4H20、15 25g/L的(C00H)2 2H20禾P 0. 1 0. 5g/L的桂皮酸制 備而成； 第三步采用包埋滲工藝制Ni-Pt-Ru-Al復合涂層 將第八試樣放入包埋滲料中，然后放入電阻爐，通入干燥氬氣，并將電阻爐加熱至 900°C IOO(TC保溫lh 4h后制得第九試樣； 100g包埋滲料由15 35g粒度200 250目的Al粉、3 10g的NH4C1和余量
粒度200 250目的A1203粉組成； 電阻爐的升溫速率為0. 08 0. 1°C /s ; 氬氣的質(zhì)量百分比純度為99. 0%，流量100 120ml/min。 在本發(fā)明中，利用包埋滲技術制備的涂層與基體合金的結合，能夠提高涂層與基 體的附著力，基于在鎳、銅、鐵基合金經(jīng)擴散滲過程表面形成金屬間化合物來提高合金的抗 氧化性。最常見的擴散元素為鋁、鉻、硅等。形成的金屬間化合物氧化時會在基體金屬表面 形成保護性氧化膜，從而使涂層具有良好的抗高溫性能。 以在鎳基高溫合金上滲鋁涂層為例來說明擴散涂層的形成原理固體粉末包埋滲 法包括低溫——高活度包裝法和高溫——低活度包裝法。鋁化物涂層的結構取決于滲劑中 鋁的活度、滲鋁溫度、基體合金成分及后處理工藝等。如果鋁的活度比鎳的活度高，滲層主 要是靠A1向金屬基體擴散形成的(稱為內(nèi)擴散涂層)，涂層最初形成附^13，由于其熔點相 對較低，且常溫脆性大，在使用過程中需經(jīng)退火處理使之轉(zhuǎn)為耐蝕的NiAl相。如果鋁的活 度相對鎳的活度較低，涂層的形成主要是靠Ni向外擴散與表面沉積的鋁結合形成NiAl相 (又稱外擴散涂層)。溫度對滲鋁過程中鋁的活度有決定性影響作用，在較低的溫度范圍， 鋁的活度往往較高，擴散反應過程為內(nèi)擴散型；而溫度較高時，鋁的活度較低，獲得的涂層 為外擴散型。通常，在100(TC以下滲鋁時，主要是鋁向內(nèi)擴散，因此在本發(fā)明中，Al向涂層 內(nèi)擴散，與基體中的Ni以及電鍍上的Pt和Ru由里至外形成Ni-Al混合層和Ni-Pt-Ru-Al 混合層，從而也使得Ni-Pt-Ru-Al混合層中包含NiAl、 PtAl2和RuAl三相。
在本發(fā)明中，第九試樣是指在Ni-10Co-9Cr-7. 5W-5. 4A1-4. lTa_2. 5Mo_l. 8Hf_l. 2
Ti基體的表面有Ni-Pt-Ru-Al復合涂層。 將上述方法制備的Ni-Pt-Ru-Al復合涂層經(jīng)XRD、 SEM分析表明，Ni-Pt-Ru-Al混 合層包含NiAl、 PtAl2和RuAl三相。 由于Ni-Pt-Ru-Al復合涂層將在高溫氧化腐蝕及熱沖擊等十分惡劣的條件下工 作，在服役過程中的熱疲勞和循環(huán)氧化都將導致涂層失效。因此，高溫氧化實驗的目的是研 究金屬或合金在各種不同溫度、壓力和氣體組成條件下的反應動力學和氧化機理。其中最 簡單的方法就是把一個已知質(zhì)量和尺寸的試件放在爐內(nèi)氧化一定時間，將其取出并冷卻后 進行稱量，根據(jù)試件質(zhì)量變化可以確定氧化程度。試件表面氧化膜的形貌、結構和組成可以 用各種x-射線和金相技術進行觀察和分析。 在本發(fā)明中，高溫氧化實驗溫度為115(TC，將上述方法制備的第九試樣置于高溫 管式爐中進行高溫氧化處理，測量試樣質(zhì)量變化并采用XRD、 SEM觀察和分析成分。
實施例1 :
第一步基體的前處理 (A)用120#的SiC水磨砂紙將Ni-10Co-9Cr-7. 5W-5. 4A1-4. lTa_2. 5Mo_l. 8Hf_l.
2Ti基體進行表面磨光處理，制得第一試樣； (B)將第一試樣放入無水乙醇超聲清洗5min后，獲得第二試樣； (C)將第二試樣放入電解脫脂液中進行電化學除油，獲得第三試樣； 除油工藝參數(shù)第二試樣作為陰極，陽極采用Pt電極，陰極電流密度為1. 0A/dm2，
除油時間為20s ; (D)將第三試樣經(jīng)去離子水沖洗3次后，放入活化液中活化20s后，獲得第四試 樣； 所述電解脫脂液成分為50ml/L的Na2C03和5ml/L的洗潔精； 所述活化液由體積百分數(shù)為80%的H20和體積百分數(shù)為20%的HC1組成； 第二步采用電鍍工藝制Pt/Ru/Pt三層涂層 (A)將第四試樣放入閃鍍Ni液中進行電鍍30s后，獲得第五試樣； 閃鍍Ni工藝參數(shù)第四試樣作為陰極，陽極采用Ni電極，溫度為25°C，陰極電流
密度為20A/dm2 ; 所述閃鍍Ni液由250g/L的氯化鎳、75ml/L的HC1和10g/L的檸檬酸組成；
(B)將第五試樣放入鍍Pt液中進行電鍍20min后，獲得第六試樣；
鍍Pt工藝參數(shù)第五試樣作為陰極，陽極采用Pt電極，溫度為85°C，陰極電流密 度為1A/dm2 ;所述鍍Pt液由25g/L的K2Pt(N02)4、20ml/L的NH40H、15g/L的K0H、250g/L的
K2B407 4H20、20g/L的(COOH)2 2H20和0. 2g/L的桂皮酸制備而成; (C)將第六試樣放入鍍Ru液中進行電鍍20min后，獲得第七試樣； 鍍Ru工藝參數(shù)第六試樣作為陰極，陽極采用Pt電極，溫度為58°C，陰極電流密
度為3A/dm2 ; 所述鍍Ru液由15g/L的氯化釕和50g/L的氨基磺酸鈉制備而成；
(D)將第七試樣放入鍍Pt液中進行電鍍20min后，獲得第八試樣；
鍍Pt工藝參數(shù)第七試樣作為陰極，陽極采用Pt電極，溫度為85°C，陰極電流密 度為1A/dm2 ;所述鍍Pt液由25g/L的K2Pt(N02)4、20ml/L的NH40H、15g/L的K0H、250g/L的 K2B407 4H20、20g/L的(C00H)2 2H20和0. 2g/L的桂皮酸制備而成;
第三步采用包埋滲工藝制Ni-Pt-Ru-Al復合涂層 將第八試樣放入包埋滲料中，然后放入電阻爐(選用北京電爐廠生產(chǎn)的 RJ2-72-12型井式電阻爐)，通入干燥氬氣，并將電阻爐加熱到900°C ，保溫lh后制得第九試 樣； 100g包埋滲料由15g粒度200 250目的Al粉、3g的NH4C1和余量粒度200
250目的A1203粉組成； 電阻爐的升溫速率為0. 1°C /s ; 氬氣的質(zhì)量百分比純度為99. 0%，流量100ml/min。 將實施例1制得的第九試樣經(jīng)XRD和SEM分析表明，Ni-Pt-Ru-Al復合涂層主要 由兩層組成外層為Ni-Pt-Ru-Al混合層，該混合層由NiAl、 PtAl2和RuAl三相組成；內(nèi)層 為Ni-Al混合層，該層中含有70at^的Al和30at^的Ni。其斷面結構示意如圖1所示。
其中，SEM圖如圖3所示，XRD圖如圖4所示。 參見圖2所示，將第九試樣置于高溫管式爐中進行高溫氧化處理，并測量試樣的 質(zhì)量變化和分析成分。 高溫氧化條件在大氣氣氛中，經(jīng)過115(TC等溫氧化100h時。
性能測試涂層表面單位面積增重為0. 26mg/cm2。 將Ni-10Co-9Cr-7. 5W-5. 4A1-4. lTa_2. 5Mo_l. 8Hf_l. 2Ti基體在大氣氣氛中，經(jīng) 過115(TC等溫氧化100h時，測得基體表面單位面積增重為2mg/cm2。將第九試樣與基體相 比，其單位面積增重降低了大約1. 74mg/c!^，證明制備有涂層的基體具有很好的高溫抗氧 化作用。 通過對氧化試樣斷面的SEM(如圖5)分析發(fā)現(xiàn)(斷面結構示意如圖2)，氧化以后 涂層主要由四層組成外層是A1203氧化物層；第二層為Ni-Pt-Ru-Al層；第三層為Ni-Al 混合層；第四層為互擴散層。氧化后的涂層表面經(jīng)過XRD、SEM分析表明涂層表面形成了連 續(xù)的致密的八1203氧化物層，從而成功地阻止了氧向基體的擴散。同時，Pt、 Ru的加入也阻 止了A1向基體的內(nèi)擴散和基體元素向涂層的外擴散。 將實施例1制得的第九試樣在大氣氣氛中，經(jīng)過115(TC循環(huán)氧化(溫度1150°C、
50min、冷卻10min為一個循環(huán))，循環(huán)氧化1000次，涂層表面單位面積增lmg/cm2。Ni-10Co-9Cr-7. 5W-5. 4A1-4. lTa_2. 5Mo-l. 8Hf-1. 2Ti基體在大氣氣氛中，經(jīng)過
1150。C循環(huán)氧化(溫度1150。C、50min、冷卻10min為一個循環(huán))，循環(huán)氧化50次，基體表面
單位面積增重為1. 8mg/cm2 ;循環(huán)氧化70次，表面氧化物層脫落。 實施例2 : 第一步基體的前處理 (A)用120#的SiC水磨砂紙將Ni-10Co-9Cr-7. 5W-5. 4A1-4. lTa-2. 5Mo-1. 8Hf-l.
2Ti基體進行表面磨光處理，制得第一試樣； (B)將第一試樣放入無水乙醇超聲清洗5min后，獲得第二試樣；
(C)將第二試樣放入電解脫脂液中進行電化學除油，獲得第三試樣； 除油工藝參數(shù)第二試樣作為陰極，陽極采用Pt電極，陰極電流密度為1. 5A/dm2，
除油時間為30s ; (D)將第三試樣經(jīng)去離子水沖洗5次后，放入活化液中活化30s后，獲得第四試 樣； 所述電解脫脂液成分為30ml/L的Na2C03和5ml/L的去污劑； 所述活化液由體積百分數(shù)為80%的H20和體積百分數(shù)為20%的HC1組成； 第二步采用電鍍工藝制Pt/Ru/Pt三層涂層 (A)將第四試樣放入閃鍍Ni液中進行電鍍40s后，獲得第五試樣； 閃鍍Ni工藝參數(shù)第四試樣作為陰極，陽極采用Ni電極，溫度30°C，陰極電流密
度為25A/dm2 ;所述閃鍍Ni液由250g/L的氯化鎳、75ml/L的HC1和10g/L的檸檬酸組成；
(B)將第五試樣放入鍍Pt液中進行電鍍25min后，獲得第六試樣；
鍍Pt工藝參數(shù)第五試樣作為陰極，陽極采用Pt電極，溫度為90°C，陰極電流密 度為1. 5A/dm2 ; 所述鍍Pt液為PTP-10 ; (C)將第六試樣放入鍍Ru液中進行電鍍25min后，獲得第七試樣； 鍍Ru工藝參數(shù)第六試樣作為陰極，陽極采用Pt電極，溫度為55°C，陰極電流密
度為5A/dm2 ; 所述鍍Ru液由20g/L的氯化釕和50g/L的氨基磺酸鈉制備而成； (D)將第七試樣放入鍍Pt液中進行電鍍25min后，獲得第八試樣； 鍍Pt工藝參數(shù)第七試樣作為陰極，陽極采用Pt電極，溫度為90°C，陰極電流密
度為1. 5A/dm2 ;所述鍍Pt液為PTP-10 ; 第三步采用包埋滲工藝制Ni-Pt-Ru-Al復合涂層 將第八試樣放入包埋滲料中，然后放入電阻爐，通入干燥氬氣，并將電阻爐加熱到 IOO(TC ，保溫4h后制得第九試樣； 100g包埋滲料由30g粒度200 250目的Al粉、5g的NH4C1和余量粒度200
250目的A1203粉組成； 電阻爐的升溫速率為0. 08°C /s ;氬氣的質(zhì)量百分比純度為99. 0%，流量120ml/min。 將實施例2制得的第九試樣經(jīng)XRD和SEM分析表明，Ni-Pt-Ru-Al復合涂層主要 由兩層組成外層為Ni-Pt-Ru-Al混合層，該混合層由NiAl、 PtAl2和RuAl三相組成；內(nèi)層 為Ni-Al混合層，該層中含有70at^的Al和30at^的Ni。 將實施例2制得的第九試樣置于高溫管式爐中進行高溫氧化處理，并測量試樣的 質(zhì)量變化和分析成分。 高溫氧化條件在大氣氣氛中，經(jīng)過115(TC等溫氧化100h時。
性能測試涂層表面單位面積增重為0. 30mg/cm2。將Ni-10Co-9Cr-7. 5W-5. 4A1-4. lTa_2. 5Mo_l. 8Hf_l. 2Ti基體在大氣氣氛中，經(jīng)
9過115(TC等溫氧化100h時，測得基體表面單位面積增重為2mg/cm2。將第九試樣與基體相 比，其單位面積增重降低了大約1. 70mg/c!^，證明制備有涂層的基體具有很好的高溫抗氧 化作用。 實施例2制得的第九試樣經(jīng)氧化后的涂層主要由四層組成外層是八1203氧化物 層；第二層為Ni-Pt-Ru-Al層；第三層為Ni-Al混合層；第四層為互擴散層。氧化后的涂層 表面經(jīng)過XRD、 SEM分析表明涂層表面形成了連續(xù)的致密的A1203氧化物層，從而成功地阻止 了氧向基體的擴散。同時，Pt、Ru的加入也阻止了 Al向基體的內(nèi)擴散和基體元素向涂層的 外擴散。 將實施例制得的第九試樣在大氣氣氛中，經(jīng)過115(TC循環(huán)氧化(溫度1150°C、 50min、冷卻10min為一個循環(huán))，循環(huán)氧化1000次，涂層表面單位面積增1. 2mg/cm2。
Ni-10Co-9Cr-7. 5W-5. 4A1-4. lTa_2. 5Mo-1. 8Hf-l. 2Ti基體在大氣氣氛中，經(jīng)過 1150。C循環(huán)氧化(溫度1150。C、50min、冷卻10min為一個循環(huán))，循環(huán)氧化50次，基體表面 單位面積增重為1. 8mg/cm2 ;循環(huán)氧化70次，表面氧化物層脫落。 通過對制備有涂層的基體與未制備涂層的基體相比，其高溫循環(huán)氧化壽命延長了 近1000循環(huán)，證明制備有涂層的基體具有很好的高溫抗氧化作用。 在本發(fā)明中，Ni-Pt-Ru-Al混合層中的NiAl、PtAl2和RuAl的A1含量高，在高 溫115(TC氧化時，氧化產(chǎn)物中含有大量致密連續(xù)的八1203，具有保護作用。因而高鋁含量的 Ni-Pt-Ru-Al混合層具有優(yōu)良的高溫抗氧化作用。Ru金屬與基體的結合力差，直接在基體 上電鍍Ru，所得的鍍層容易剝落。Pt與各種金屬的結合力普遍較好，通過在基體上先電鍍 一層Pt，所得的鍍層結合力較強，然后鍍Ru，增強涂層的高溫抗蠕變性能，最后在最外層再 電鍍一層Pt，進一步提高涂層抗高溫氧化性能。同時在熱處理和包埋滲過程中，由于溫度較 高，涂層與涂層之間、涂層與基體之間存在互擴散現(xiàn)象。這就很好的提高了涂層與基體以及 涂層之間的結合力。所得的涂層也不易脫落。
權利要求
一種Ni-Pt-Ru-Al復合涂層，其特征在于該Ni-Pt-Ru-Al復合涂層由里至外是Ni-Al混合層和Ni-Pt-Ru-Al混合層；所述Ni-Al混合層厚度為80～100μm，Ni-Pt-Ru-Al混合層厚度為40～50μm；所述Ni-Pt-Ru-Al混合層中包含NiAl、PtAl2和RuAl三相。
2. 制備如權利要求1所述的Ni-Pt-Ru-Al復合涂層的方法，其特征在于是將電鍍和包 埋滲工藝進行組合；具體步驟如下第一步基體的前處理(A) 用120#的SiC水磨砂紙將Ni-10Co-9Cr-7. 5W-5. 4A1-4. lTa_2. 5Mo_l. 8Hf_l. 2Ti基體進行表面磨光處理，制得第一試樣；(B) 將第一試樣放入無水乙醇中進行超聲清洗5min后，獲得第二試樣；(C) 將第二試樣放入電解脫脂液中進行電化學除油，獲得第三試樣； 除油工藝參數(shù)第二試樣作為陰極，陽極采用Pt電極，陰極電流密度為1. 0 1. 5A/dm、除油時間為20s 30s ;(D) 將第三試樣經(jīng)去離子水沖洗1 5次后，放入活化液中活化20s 30s后，獲得第 四試樣；所述的電解脫脂液成分為30 50ml/L的Na2C03和5ml/L的界面活性劑(如洗潔精、 去污劑等)；所述的活化液由體積百分數(shù)為80%的H20和體積百分數(shù)為20%的HC1組成； 第二步采用電鍍工藝順次制Pt/Ru/Pt三層涂層(A) 將第四試樣放入鍍Ni液中進行閃鍍30 40s后，獲得第五試樣；閃鍍Ni工藝參數(shù)第四試樣作為陰極，陽極采用Ni電極，溫度為25 30°C，陰極電流 密度為15 25A/dm2 ;所述鍍Ni液由250g/L的氯化鎳、75ml/L的HC1和10g/L的檸檬酸組成；(B) 將第五試樣放入鍍Pt液中進行電鍍20 25min后，獲得第六試樣；鍍Pt工藝參數(shù)第五試樣作為陰極，陽極采用Pt電極，溫度為85 90°C，陰極電流密 度為1 1. 5A/dm2 ;所述鍍Pt液為PTP-10溶液；或者鍍Pt液由20 30g/L的K2Pt(N02)4、20 30ml/L的NH4OH、10 20g/L的KOH、200 300g/L的K2B407 4H20、15 25g/L的(COOH)2 2H20和0. 1 0. 5g/L的桂皮酸制備而成;(C) 將第六試樣放入鍍Ru液中進行電鍍20 25min后，獲得第七試樣；鍍Ru工藝參數(shù)第六試樣作為陰極，陽極采用Pt電極，溫度為55 60°C，陰極電流密 度為3 5A/dm2 ;所述鍍Ru液由10 20g/L的氯化釕和45 55g/L的氨基磺酸鈉制備而成；(D) 將第七試樣放入鍍Pt液中進行電鍍20 25min后，獲得第八試樣；鍍Pt工藝參數(shù)第七試樣作為陰極，陽極采用Pt電極，溫度為85 90°C，陰極電流密 度為1 1. 5A/dm2 ;所述鍍Pt液為PTP-10溶液；或者鍍Pt液由20 30g/L的K2Pt(N02)4、20 30ml/L的NH40H、10 20g/L的K0H、200 300g/L的K2B407 4H20、15 25g/L的(COOH)2 2H20和0. 1 0. 5g/L的桂皮酸制備而成; 第三步采用包埋滲工藝制Ni-Pt-Ru-Al復合涂層將第八試樣放入包埋滲料中，然后放入電阻爐，通入干燥氬氣，并將電阻爐加熱至 900°C IOO(TC保溫lh 4h后制得第九試樣；100g包埋滲料由15 35g粒度200 250目的Al粉、3 10g的NH4C1和余量粒度 200 250目的A1203粉組成;電阻爐的升溫速率為o. 08 o. rc /s;氬氣的質(zhì)量百分比純度為99. 0%，流量100 120ml/min。
3.根據(jù)權利要求2所述的制備Ni-Pt-Ru-Al復合涂層的方法，其特征在于制得的 Ni-Pt-Ru-Al復合涂層在高溫115(TC氧化時能夠形成連續(xù)、致密的a _A1203氧化物層，從而 阻止涂層和基體的進一步被氧化，改善了 Ni-10Co-9Cr-7. 5W-5. 4A1-4. lTa_2. 5Mo_l. 8Hf_l .2Ti基體的抗高溫氧化性能。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種Ni-Pt-Ru-Al復合涂層及其制備方法，該Ni-Pt-Ru-Al復合涂層由里至外是Ni-Al混合層和Ni-Pt-Ru-Al混合層；所述Ni-Al混合層厚度為80～100μm，Ni-Pt-Ru-Al混合層厚度為40～50μm；所述Ni-Pt-Ru-Al混合層中包含NiAl、PtAl2和RuAl三相。本發(fā)明采用電鍍和包埋滲組合工藝，制備Ni-Pt-Ru-Al復合涂層的方法是在基體上首先采用電鍍工藝順次制Pt層、Ru層和Pt層；然后采用包埋滲工藝進行滲鋁制Ni-Al混合層和Ni-Pt-Ru-Al混合涂層。制得的Ni-Pt-Ru-Al復合涂層在高溫1150℃氧化時能夠形成連續(xù)、致密的α-Al2O3氧化物層，從而阻止涂層和基體的進一步被氧化，改善了基體的抗高溫氧化性能。
文檔編號C25D3/54GK101791886SQ201010116889
公開日2010年8月4日 申請日期2010年2月25日 優(yōu)先權日2010年2月25日
發(fā)明者周春根, 宋瑩雪 申請人:北京航空航天大學