CN104945023A - 一种高温抗氧化绝热复合陶瓷涂层 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高温抗氧化绝热复合陶瓷涂层，由碳化硅涂层、氮化硅涂层、莫来石涂层、氧化铝涂层、硅酸锆涂层或赛龙涂层中的一种或两种构成，其特征在于该陶瓷涂层由内外两层组成，内层陶瓷涂层存在孔洞结构，外层涂层致密无孔洞，且外层涂层渗透进内层涂层内部，孔洞与孔洞之间相互连通，孔洞大小为1-20μm，孔洞占内层涂层的体积比率为30~60%。所述的外层涂层渗透进内层涂层内部的深度为1-5μm。涂层兼具耐高温，抗氧化，隔热等优异性能，由于涂层内层孔隙率高，结构疏松，高温下的热应力小，涂层不易开裂脱落，同时外涂层渗透内涂层的内部，形成机械咬合作用，使内外涂层结合紧密。
Description
技术领域
本发明涉及一种陶瓷涂层，特别是涉及一种高温抗氧化绝热复合陶瓷涂层。
背景技术
陶瓷涂层具有优异的耐高温抗氧化特性，能够承受1500℃以上的高温，且能够保护基体不被氧化。然而在一些特殊领域，例如高速飞行器上，由于气动加热使材料表面温度迅速升高，材料受热膨胀，造成内部很大的热应力，从而引发裂纹，降低材料的使用寿命。而一般陶瓷涂层导热系数高，基本起不到隔热作用。这就需要在其表面制备复合陶瓷涂层以降低涂层的导热率。
众所周知，涂层致密，则其抗氧化性能优越，高温下氧气渗透率低。然而涂层越是致密则其导热系数越高。空隙率越大，则其导热系数越低。为了兼顾涂层的抗氧化性和隔热性能，结合二者的优势，采用复合涂层是解决这一问题的有效方法。将孔隙率高的陶瓷涂层作为内层，因为其孔隙率高，热阻大，导热系数低，故其绝热效果好，同时其结构疏松，涂层不会因其热应力大而开裂脱落；将致密无缺陷的陶瓷涂层作为外层，起到隔绝空气，防止氧气的渗透的作用，通过内外两层复合即可获得一种高温抗氧化绝热复合陶瓷涂层。
“专利申请号是201410001380.0的中国发明专利”公开了一种ZrB2-SiC/SiC陶瓷涂层的制备方法，以及“专利申请号是200710165074.0的中国发明专利” 公开了一种高温抗氧化材料及由其制备的高温抗氧化涂层，以上发明解决了陶瓷涂层抗氧化性能差的技术问题，但是该涂层致密，导热系数高，长其使用易产生裂纹，导致涂层开裂脱落。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有陶瓷涂层导热系数高的缺陷，提供了一种高温抗氧化绝热复合陶瓷涂层。
为实现本发明的目的所采用的技术方案是：一种高温抗氧化绝热复合陶瓷涂层，由碳化硅涂层、氮化硅涂层、莫来石涂层、氧化铝涂层、硅酸锆涂层或赛龙涂层中的一种或两种构成，其特征在于该陶瓷涂层由内外两层组成，内层陶瓷涂层存在孔洞结构，外层涂层致密无孔洞，且外层涂层渗透进内层涂层内部，内涂层厚度为100-300μm，外涂层厚度为10-100μm。所述的孔洞为球形、圆柱形、椭球形以及不规则形状结构，孔洞与孔洞之间相互连通。孔洞大小为1-20μm，孔洞占内层涂层的体积比率为30~ 60%。所述的外层涂层渗透进内层涂层内部的深度为1-5μm。
本发明的有益效果：（1）涂层兼具耐高温，抗氧化，隔热等优异性能；（2）由于涂层内层孔隙率高，结构疏松，高温下的热应力小，涂层不易开裂脱落，（3）外涂层渗透内涂层的内部，形成机械咬合作用，使内外涂层结合紧密。
附图说明
图1是一种高温抗氧化绝热复合陶瓷涂层;
10为陶瓷涂层外层； 20为陶瓷涂层内层；30为涂层所依附的基体。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定。
实施例一
一种高温抗氧化绝热复合陶瓷涂层，由硅酸锆涂层构成，其特征在于该陶瓷涂层由内外两层组成，内层陶瓷涂层存在孔洞结构，外层涂层致密无孔洞，且外层涂层渗透进内层涂层内部，内涂层厚度为200μm，外涂层厚度为100μm。所述的孔洞为球形形状结构，孔洞与孔洞之间相互连通。孔洞大小为1-10μm，孔洞占内层涂层的体积比率为50%。所述的外层涂层渗透进内层涂层内部的深度为3μm。
实施例二
一种高温抗氧化绝热复合陶瓷涂层，由氧化铝涂层和莫来石涂层构成，其内层为氧化铝陶瓷涂层，外层为莫来石涂层。内层陶瓷涂层存在孔洞结构，外层涂层致密无孔洞，且外层涂层渗透进内层涂层内部，内涂层厚度为100μm，外涂层厚度为50μm。所述的孔洞结构不规则，且孔洞与孔洞之间相互连通。孔洞大小为1-10μm，孔洞占内层涂层的体积比率为40%。所述的外层涂层渗透进内层涂层内部的深度为2μm。
Claims (4)
1.一种高温抗氧化绝热复合陶瓷涂层，由碳化硅涂层、氮化硅涂层、莫来石涂层、氧化铝涂层、硅酸锆涂层或赛龙涂层中的一种或两种构成，其特征在于该陶瓷涂层由内外两层组成，内层陶瓷涂层存在孔洞结构，外层涂层无孔洞，且外层涂层渗透进内层涂层内部，内涂层厚度为100-300μm，外涂层厚度为10-100μm。
2.根据权利要求1所述的陶瓷涂层，其特征在于所述的孔洞为球形、圆柱形、椭球形以及不规则形状结构，孔洞与孔洞之间相互连通。
3.根据权利要求1所述的陶瓷涂层，其特征在于所述的孔洞大小为1-20μm，孔洞占内层涂层的体积比率为30~ 60%。
4.根据权利要求1所述的陶瓷涂层，其特征在于所述的外层涂层渗透进内层涂层内部的深度为1-5μm。
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