專利名稱：一種超高溫?zé)犭娕计帘握旨捌渲苽涞闹谱鞣椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高溫材料及防護(hù)技術(shù)，特別提供了一種超高溫?zé)犭娕计帘握旨捌渲苽浼夹g(shù)。
為了用熱電偶直接檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室出口溫度場(chǎng)的分布情況，必須有一個(gè)屏蔽罩使熱電偶免受火焰或氣流的直接噴射，這就要求屏蔽罩比測(cè)溫系統(tǒng)其它部件更能承受高溫。以前，屏蔽罩采用普通的鎳基高溫合金(如K17,M41)作為屏蔽罩材料，可以完成1200℃以下溫度場(chǎng)的測(cè)定。為提高發(fā)動(dòng)機(jī)的效率，燃燒室溫度不斷提高，可達(dá)1400℃，在該溫度下，由于受到合金熔點(diǎn)的限制，鎳基高溫合金不能使用，為此尋找新的超高溫屏蔽罩材料是解決1400℃以上溫度場(chǎng)測(cè)定的關(guān)鍵問(wèn)題。
本發(fā)明的目的在于提供一種超高溫?zé)犭娕计帘沃眉捌渲苽浼夹g(shù)，其可在1400℃以上的工作環(huán)境中使用，其有優(yōu)異的抗高溫氧化性能。
本發(fā)明提供了一種超高溫?zé)犭娕计帘握?，其特征在于該熱電偶屏蔽罩以難熔金屬Nb、W、Mo、Ta或其合金為基體材料，外表面包覆一厚20～50μm的該基體難熔金屬的硅化物涂層。
此外，本發(fā)明還提供了上述超高溫?zé)犭娕计帘握值闹苽洌涮卣髟谟谝噪y熔金屬或其合金制成熱電偶屏蔽罩形狀；再將其進(jìn)行熱擴(kuò)散滲硅，包埋介質(zhì)(重量計(jì))以30～70％Si作滲劑，0.5～4％鹵化物作活化劑，余量的Al2O3或SiO2作添料；擴(kuò)散溫度900～1000℃，時(shí)間2～10小時(shí)。
本發(fā)明用施加硅化物涂層的難熔金屬及其合金作為屏蔽罩材料，可以實(shí)現(xiàn)1400℃以上超高溫溫度場(chǎng)的測(cè)定。和鎳基合金材料屏蔽罩相比，大大提高了可測(cè)試溫度。下面通過(guò)實(shí)施例詳述本發(fā)明。
實(shí)施例1施加硅化物涂層的鈮合金作為屏蔽罩材料選用具有高溶點(diǎn)的Nb752合金為屏蔽罩材料，其合金成分為Nb-10 W-2.5 Zr(wt％)。將其加工成屏蔽罩，然后采用固體粉末法施加硅化物涂層，包埋介質(zhì)為30Si+68Al2O3+2NH4Cl(wt％)，將屏蔽罩放入包埋介質(zhì)中，在充氬氣保護(hù)條件下加熱到950℃，保溫5小時(shí)得到以NbSi2為主的硅化物涂層，涂層厚度約40um。涂層和基材結(jié)合很好。該屏蔽罩在1400℃燃?xì)猸h(huán)境中工作5小時(shí)仍保持完好，起到很好的阻擋火焰和熱氣流的目的。
實(shí)施例2施加硅化物涂層的D-43鈮合金作為屏蔽罩材料選用具有高熔點(diǎn)的D-43合金為屏蔽罩材料，其合金成分為Nb-10W-Zr(wt％)，將其加工成屏蔽罩，然后采用固體粉末法施加硅化物涂層。包埋介質(zhì)為30Si+70Al2O3+2NH4Cl(wt％)，將屏蔽罩放入包埋介質(zhì)中，在充氬氣保護(hù)條件下加熱到1000℃，保溫5小時(shí)得到以NbSi2為主的硅化物涂層，涂層厚度約50umm，涂層和基材結(jié)合很好。該屏蔽罩在1400℃燃?xì)猸h(huán)境中工作6小時(shí)仍保護(hù)完好，起到很好的阻擋火焰和熱氣流的目的。
實(shí)施例3施加硅化物涂層的Ta-10W鉭合金作為屏蔽罩材料選用具有高熔點(diǎn)的Ta-10W合金為屏蔽罩材料，其合金成分為Ta-10W(wt％)，將其加工成屏蔽罩，然后采用固體粉末法施加硅化物涂層。包埋介質(zhì)為38Si+60Al2O3+2NH4Cl(wt％)，將屏蔽罩放入包埋介質(zhì)中，在充氬氣保護(hù)條件下加熱到900℃，保溫5小時(shí)得到以TaSi2為主的硅化物涂層，涂層厚度約50um，涂層和基材結(jié)合很好。該屏蔽罩在1400℃燃?xì)猸h(huán)境中工作4小時(shí)仍保護(hù)完好，起到很好的阻擋火焰和熱氣流的目的。
權(quán)利要求
1．一種超高溫?zé)犭娕计帘握?，其特征在于該熱電偶屏蔽罩以難熔金屬Nb、W、Mo、Ta或其合金為基體材料，外表面包覆一厚20～50μm的該基體難熔金屬的硅化物涂層。
2．按權(quán)利要求1所述超高溫?zé)犭娕计帘握值闹苽洌涮卣髟谟谝噪y熔金屬或其合金制成熱電偶屏蔽罩形狀；再將其進(jìn)行熱擴(kuò)散滲硅，包埋介質(zhì)(重量計(jì))以30～70％Si作滲劑，0.5～4％鹵化物作活化劑，余量的Al2O3或SiO2作添料；擴(kuò)散溫度900～1000℃，時(shí)間2～10小時(shí)。
全文摘要
一種超高溫?zé)犭娕计帘握?該熱電偶屏蔽罩以難熔金屬Nb、W、Mo、Ta或其合金為基體材料,外表面包覆一厚20～50μm的該基體難熔金屬的硅化物涂層。本發(fā)明用施加硅化物涂層的難熔金屬及其合金作為屏蔽罩材料,可以實(shí)現(xiàn)1400℃以上超高溫溫度場(chǎng)的測(cè)定。和鎳基合金材料屏蔽罩相比,大大提高了可測(cè)試溫度。
文檔編號(hào)G01K7/06GK1228531SQ98113809
公開日1999年9月15日 申請(qǐng)日期1998年3月5日 優(yōu)先權(quán)日1998年3月5日
發(fā)明者王福會(huì), 唐兆麟, 吳維 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院金屬腐蝕與防護(hù)研究所