一种低温固化TiAl3-Al2O3-CuO-Cr2O3-SiC复合高辐射涂层材料

摘要

本发明涉及一种低温固化TiAl3‑Al2O3‑CuO‑Cr2O3‑SiC复合高辐射涂层材料，适合用于航空、航天飞行器高温钛合金的高辐射涂层。采用金属‑陶瓷混合粉末为主要组分，按照一定配比混合后，用粘涂方法涂覆后，在低于650℃下热处理，形成复合高辐射涂层。按体积份数计，TiAl3组分含量范围在大于0至30份，Al2O3粉含量范围在大于0至20份，CuO粉含量范围在大于0至30份，Cr2O3粉含量范围在大于0至30份，SiC粉含量范围在大于0至40份。该复合高辐射涂层材料含有TiAl3连续层，因而在具有高辐射率的同时，兼具较好的抗高温氧化性，能阻挡钛合金高温氧化，保证复合高辐射涂层高温结合强度。

说明书

技术领域：

本发明涉及一种低温固化TiAl

背景技术：

高辐射涂层(亦称高发射涂层)是一种以红外辐射换热为主要途径的热防护材料，具有厚度薄，质量轻、高温下结构稳定等优点，是降低航空、航天领域高超音速飞行器金属蒙皮表面温度的有效途径[TANG H,SUN Q,YI CG,et al.High emissivity coatings ontitanium alloy prepared by micro-arc oxidation for high temperatureapplication,J.Mater.Sci,2012,47:2162-2168；HE XD,LI YB,WANG LD,etal，Highemissivity coatings for high temperature application:Progress and prospect,Thin Solid Film.,2009,517,5120-5129]。今年，随着航空、航天飞行器质量轻量化的发展趋势，大量高温钛合金材料的应有日益增加，因此发展适合高温钛合金的高辐射涂层日益迫切。

早期的高辐射涂层材料主要以碳化硅、氧化锆、锆英砂等单种物质或化合物为辐射成分，如：英国Herbert Beven公司与欧、澳联营推出的Enecoat红外辐射涂料产品[Herbert Beven&Co Ltd.Enecoat high emissivity furnace coating,Cram.Indust.J.1988,6:76-79]。目前，红外辐射涂料的研制已经进入了涂层超细薄化、成分复杂化、功能多样化发展的阶段。如：美国CRC公司研制的ET-4涂料组分包含氧化锆，二氧化硅、氧化铝；国内[欧阳德刚，赵修建，胡铁山，红外辐射涂料的研制与应有现状及其发展趋势，武钢技术，2001，39：13-16]，上海硅酸盐研究所研制的HT-1高辐射涂料包含铬铁矿、钛铁矿、锆英砂等多种矿物；南京航空航天大学研制的NH9红外辐射涂料则包含二氧化锰、三氧化二钴、氧化铈、氧化铁等多种氧化物。但目前的已经应用的高辐射涂层材料的烧结温度一般高于1000℃[陆磊，樊希安，胡小明等，高抗热震性红外辐射节能涂层的制备与性能研究，红外技术，2014，36，156-161]，远高于钛合金的使用温度(不高于650℃)，涂覆该涂层将极大降低钛合金材料的力学性能。低温固化的高发射涂层，其中的氧化物与钛合金发生固化反应，氧扩散进入基体导致力学性能下降，同时结合力降低，亦无法满足实际需求。因此，开发综合性能更好的、适用于高温钛合金的高辐射涂层仍是亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供本发明涉及一种低温固化TiAl

本发明的技术方案是：

一种低温固化TiAl

所述的低温固化TiAl

所述的低温固化TiAl

所述的低温固化TiAl

所述的低温固化TiAl

所述的低温固化TiAl

所述的低温固化TiAl

所述的低温固化TiAl

所述的低温固化TiAl

本发明的设计思想是：

本发明设计低温固化TiAl

本发明的优点及有益效果是：

1、本发明设计的复合高辐射涂层材料具有很好的高发射率(涂层发射率不小于0.900)，降低钛合金表面温度的效果。

2、本发明复合高辐射涂层材料采用混合粉末法制备，混合粉末配比容易调控，施工工艺简单灵活。

3、本发明复合高辐射涂层采用低温固化方法制备，对钛合金力学性能没有负面影响。

4、本发明操作简便，易于控制，效率高、成本较低，性能测试表明该涂层具有稳定的高温辐射性能，该技术在国内外未见报导。

附图说明

图1为TiAl

具体实施方式

在具体实施过程中，本发明复合高辐射涂层材料采用金属-陶瓷混合粉末为主要组分，选取TiAl

如图1所示，从TiAl

下面，通过实施例对本发明进一步详细阐述。

实施例1

本实施例中，按照3：4：3：3：7的体积比例，取TiAl

首先，以SiO

本实施例中，复合高辐射涂层为内层TiAl

实施例2

本实施例中，按照1：4：5：5：4的体积比例，取TiAl

首先，以Al

本实施例中，复合高辐射涂层为内层TiAl

实施例3

本实施例中，按照3：1：3：5：6的体积比例，取TiAl

首先，以AlPO

本实施例中，复合高辐射涂层为内层TiAl

实施例4

本实施例中，按照3：1：3：5：6的体积比例，TiAl

首先，以Al(H

本实施例中，复合高辐射涂层为内层TiAl

实施例5

本实施例中，按照1：4：5：5：4的体积比例，TiAl

首先，以水玻璃为粘涂剂，TiAl

本实施例中，复合高辐射涂层为内层TiAl

实施例结果表明，本发明复合高辐射涂层材料含有TiAl