CN104947029B

CN104947029B - 一种热喷涂制备max相陶瓷涂层的方法

Info

Publication number: CN104947029B
Application number: CN201510368656.3A
Authority: CN
Inventors: 黄庆; 于海澄; 龚永锋; 李华
Original assignee: Ningbo Institute of Material Technology and Engineering of CAS
Current assignee: Ningbo Institute of Material Technology and Engineering of CAS
Priority date: 2015-06-26
Filing date: 2015-06-26
Publication date: 2017-12-26
Anticipated expiration: 2035-06-26
Also published as: CN104947029A

Abstract

本发明提供了一种使用热喷涂制备MAX相陶瓷涂层的方法。该方法将MAX相陶瓷材料分散在溶剂中形成MAX相悬浮液后经喷嘴喷出至基体表面从而形成涂层。在喷涂过程，由于溶剂起到降低热量，冷却MAX相粉末的作用，有利于抑制MAX相粉末的分解；同时，溶剂蒸发形成的蒸汽的氛围有利于MAX相粉体中的金属元素形成氧化膜而进一步抑制MAX相粉末的分解。因此，与喷涂MAX相粉末相比，采用这种喷涂方法有利于提高涂层中MAX相的纯度。

Description

一种热喷涂制备MAX相陶瓷涂层的方法

技术领域

本发明涉及MAX相陶瓷材料技术领域，具体涉及一种热喷涂制备MAX陶瓷涂层的方法，可应用于核燃料包壳等技术领域。

背景技术

能源危机是世界发展所面临的重大问题，而核能作为一种清洁、高效的能源，已经越来越受各国的重视，成为解决能源危机的主要途径之一。自1951年美国第一次实现对核能的安全利用以来多国开展了对核能的研究以及反应堆的建设。

然而，核能的发展也带来了很多问题，其中对于核燃料包壳的保护是重要问题之一。随着核能的发展，包壳材料也经历了巨大的发展。第一代包壳管材料为铝合金；然后又发展了镁合金，镁比铝具有更低的热中子吸收截面；随后又发展了锆合金，锆合金包壳材料也存在以下问题：①高温下的耐蚀性不足：360℃以上水中的耐蚀性差、②锆合金的堆内蠕变和辐射生长、③锆与水反应发生氢爆：Zr+2H₂O→ZrO₂+2H₂↑+6.74×10⁹J/tU。

自福岛核泄漏事件发生后，核能的安全问题引起人们极大的重视，因此提出了事故容错燃料的概念：能够在较长时间内抵抗冷却剂丧失事故，同时还能保持或提高其在正常运行工况下的性能的燃料系统(ATF)。ATF研究必须实现在核电站服役工况下新的燃料组件不因结构调整而降低运行的经济性，同时避免/延缓在LOCA事故条件下出现的蓄热、氢爆和有害核素泄漏等问题。

燃料如何抵抗冷却剂丧失期间的高温？措施之一是改进核包壳的性能，使核包壳层满足以下要求：①能有效的阻止氧入侵、②热膨胀系数应与基体材料匹配、③优异的耐高温腐蚀及耐辐照性能。为此，核工业界对核燃料锆合金包壳材料提出两种改善方案：其一是在锆合金表面施加耐高温氧化的陶瓷涂层，隔断高温水蒸气与锆合金之间的放热反应途径；其二是将锆合金替换为全陶瓷型的碳化硅纤维增强碳化硅复合材料，永久性地解决高温强度不足和服役过程中的产氢问题。对于近期发展的策略，陶瓷涂层的方案是最切合实际也是较容易通过核能安全评估认证的方式。

MAX相材料是一种新型三元陶瓷材料，为六方晶系结构，兼具陶瓷和金属的特性，具有良好的抗高温氧化性、抗热震性、易加工、低密度、良好的导电和导热性能。另外，由于反位缺陷，MAX相的缺陷难以聚集，使得MAX相陶瓷材料具有优越的耐辐照性能。MAX相陶瓷材料的这些优势能够满足核燃料包壳材料涂层的性能要求，因此作为核燃料包壳材料具有广泛的应用前景。

但是，在制备MAX相陶瓷材料涂层的研究中发现了很多问题，其中主要是因为MAX相分解难以控制，制得的涂层中MAX相的纯度较低。例如，VenkataPasumarthi等人在文献J.Alloys Compd.484,2009,113中以Ti、SiC和石墨为原料，采用等离子反应的方法，分别在24kw和32kw下制备Ti₃SiC₂涂层，结果Ti₃SiC₂质量含量分别为15.8％和19.1％，说明利用合成的方法很难制备高纯度Ti₃SiC₂涂层。也有研究者采用传统的热喷涂方法制备MAX相涂层，但是在制备过程中由于高热量存在导致MAX相发生分解，从而影响制得的MAX相涂层的纯度。例如Jenny Frodelius等人在文献Surf Coat Tech.202,2008,5976中采用高速氧燃料喷涂的方法喷涂Ti₂AlC材料，结果涂层中含有大量的Ti₃AlC₂、TiC和Al-Ti合金，无法制备出较为纯净的Ti₂AlC涂层。

发明内容

针对上述采用热喷涂方法制备MAX相陶瓷涂层时MAX相易发生分解导致涂层纯度较低的问题，本发明旨在改进该方法，制得高纯度的MAX相陶瓷涂层。

为了实现上述技术目的，本发明人经过大量实验探索后发现，在采用热喷涂方法制备MAX相陶瓷涂层时，将MAX相喷涂粉末与溶剂混合成为悬浮液后经喷嘴喷出，该溶剂在热量作用下蒸发而MAX相粉末沉积在基体表面形成MAX相陶瓷涂层。在此过程中，(1)由于溶剂蒸发需要吸收热量，因此溶剂起到降低热量，冷却MAX相粉末的作用，有利于抑制MAX相粉末的分解；(2)溶剂蒸发形成气体，在热量作用下，MAX相粉体中的金属元素在该气体环境中更易形成氧化基团而附着在MAX相粉体表面，因此在MAX相粉体表面形成致密的氧化膜，从而抑制了MAX相粉末的分解。因此，与喷涂MAX相粉末相比，采用这种喷涂液有利于提高涂层中MAX相的纯度。

即，本发明提供的技术方案为：一种热喷涂制备MAX相陶瓷涂层的方法，将MAX相粉末经喷嘴热喷涂在基体表面而得到MAX相涂层，其特征是：所述的MAX相粉末与溶剂混合成为MAX相悬浮液后经喷嘴喷出。

所述的溶剂用于分散MAX相分散并促使MAX相形成氧化物保护膜。所述溶剂不限，包括去离子水、乙醇等中的一种溶剂或者两者以上的混合溶剂。

所述的MAX相材料不限，包括Ti₃SiC₂、Ti₃AlC₂、Ti₂AlC、Ti₂AlN、Ti₄AlN₃、Ti₂SC、Ti₃GeC₂、V₂AlC、Cr₂AlC、Nb₄GeC₃、Zr₃Al₃C₅、Zr₂Al₄C₅等中的一种或者几种的组合。

所述的热喷涂包括但不限于等离子体喷涂、火焰喷涂等。

为了提高所述悬浮液的分散均匀性，作为优选，所述的悬浮液中加入分散剂。所述的分散剂不限，包括PEI(聚乙烯亚胺)、PMMA等中的一种分散剂或者两者以上分散剂的混合。

为了促使所述悬浮液通过喷嘴喷出，作为一种实现方式，使用蠕动泵为所述悬浮液提供动力，使其流动通过喷嘴喷出。作为另一种实现方式，使用压缩空气使其流动通过喷嘴喷出。

所述的MAX相粉末的颗粒形貌不限，为了使MAX相粉末经喷嘴喷出，MAX相粉末的粒径小于或者等于100μm为宜。

为了使溶剂蒸发完全，以避免溶剂进入涂层中，作为优选，所述的喷嘴设计为能够使所述悬浮液雾化的结构。作为一种实现方式，沿所述悬浮液的喷射路径，所述的喷嘴为前粗后细结构，该结构有利于对所述悬浮液实现喷雾雾化的效果，促使溶剂蒸发完全。

喷涂功率影响着涂层的纯度，这是因为(1)当功率高于一定值时，氧化膜形成的速度低于MAX相的分解速度，因此MAX相分解量高；(2)当功率高于一定值时，MAX相表面的氧化物膜将会与水蒸汽发生反应，从而导致氧化膜的作用降低。因此，通过调节喷涂功率能够调节所述涂层中MAX相的含量。为了提高涂层中MAX相的纯度，喷涂功率应控制在一定范围为宜。例如，当MAX相为Ti₃SiC₂时，喷涂功率小于20kw为宜。

为了进一步提高MAX相涂层的纯度，作为优选，将所述的MAX相粉末与单质粉末混合形成混合粉末，该单质粉末为Al粉、铬粉等，然后将该混合粉末与溶剂混合成为MAX相悬浮液后经喷嘴喷出，这是因为在喷涂过程中，单质粉末会与MAX相粉末经喷涂沉积形成的化合物发生反应生成MAX相，同时，该单质粉末在热量作用下可以形成氧化物附着在MAX相表面进一步抑制MAX相分解。例如，在Ti₃AlC₂粉末中加入Al粉，在喷涂过程中，一方面Ti₃AlC₂粉末经喷涂沉积后形成TiC以及Ti-C化合物，而该Al粉会与TiC以及Ti-C化合物反应生成Ti₃AlC₂，另一方面，该Al粉在热量作用下可以形成Al₂O₃附着在MAX相表面进一步抑制Ti₃AlC₂分解，从而使得Ti₃AlC₂含量增加。

另外，当悬浮液分别呈酸性、中性与碱性时，制得的涂层中MAX相的含量进行对比，发现：

(1)与中性悬浮液相比，当悬浮液分别呈酸性时，在酸性腐蚀下，一方面少量MAX相粉末颗粒表面发生分解而降低了其含量，另一方面由于表面腐蚀增加了裂痕或者凹凸面，从而增加了在高温水蒸气下生成氧化膜的表面积，但是由于喷涂距离有限，喷涂时间较短，制得的涂层中MAX相含量较低；

(2)与中性悬浮液与酸性悬浮液相比，当悬浮液分别呈碱性时，MAX相表面容易发生氧化生成氧化膜，但是，由于喷涂距离有限，喷涂时间较短，该氧化膜抑制MAX相分解的作用尚未充分发挥，因此，制得的涂层中MAX相含量较低。

因此，所述的悬浮液呈中性或者酸性为宜。

综上所述，与现有的热喷涂制备MAX相陶瓷涂层的方法相比，本发明具有如下有益效果：

(1)该方法结合了工业化热喷涂方法的优点，同时避免了MAX相高温易热分解的缺点，简便易行，无需添加复杂的真空设备或者保护气体，只需要在大气下喷涂即可，极大降低了设备和工作环境的要求；

(2)制得的MAX相涂层纯度高，远远高于普通热喷涂制备的MAX相涂层的纯度；

(3)经济环保、耗能少，减少了送粉气的使用，降低了能耗，生产效率高、周期短。

(4)实现该方法的设备简单，成本低，可以是略微改装后的等离子喷涂、火焰喷涂及其他热喷涂设备，例如将这些喷涂设备的送粉器改装为盛液料的容器，送粉器用蠕动泵或者其他动力设备代替即可。

(5)MAX相材料有望在事故容错核燃料包壳、高温发动机叶轮、耐特种金属腐蚀泵等取得应用，该涂层方法有利推动MAX相材料在这些领域的环涂层应用。

附图说明

图1是本发明实施例1中热喷涂制备MAX相陶瓷涂层的方法示意图；

图2是实施例1与对比实施例1中制备Ti₃AlC₂陶瓷涂层的XRD图谱，其中(a)是喷涂前Ti₃AlC₂的XRD图谱，(b)是对比实施例1中喷涂后制得涂层的XRD图谱；(c)是实施例1中喷涂后制得涂层的XRD图谱；

图3是实施例1中制得的涂层的SEM表面形貌结果；

图4是实施例2中制得的涂层的XRD图谱；

图5是实施例3中制得涂层的XRD图谱；

图6是实施例3中制得涂层的SEM电镜图；

图7是实施例4中制得涂层的XRD图谱；

图8是实施例5中制得涂层的XRD图谱。

具体实施方式

下面结合附图实施例对本发明作进一步详细描述，需要指出的是，以下所述实施例旨在便于对本发明的理解，而对其不起任何限定作用。

图1中的附图标记为：Ti₃AlC₂悬浮液1，蠕动泵2，喷枪3，喷嘴4，基体5。

实施例1：

本实施例中，采用等离子喷涂技术，在304钢基体表面制备Ti₃AlC₂陶瓷涂层，具体制备方法如下：

(1)称取30gTi₃AlC₂陶瓷粉体溶于500ml去离子水中，得到粉体溶液待用；

(2)称取1g聚乙烯亚胺溶于100ml去离子水，搅拌溶解均匀，得到聚乙烯亚胺溶液待用；

(3)量取30ml步骤(2)制得的聚乙烯亚胺溶液，将其溶于步骤(1)制得的粉体溶液中，磁力搅拌均匀，得到Ti₃AlC₂悬浮液1；

(4)如图1所示，采用等离子喷涂技术，将步骤(3)制得的Ti₃AlC₂悬浮液1在蠕动泵2提供的动力作用下经喷嘴4喷出沉积在基体5的表面形成涂层，具体的喷涂参数如下表1所示，按照下表1中的参数条件将该Ti₃AlC₂悬浮液1喷涂到垂直于喷枪4的基体。

表1：等离子喷涂参数表

粉末	喷涂距离	喷枪速度	工作气体	功率	蠕动泵转速
						Ti₃AlC₂	100mm	0.375m/s	Ar+H₂	15kw	50rpm

对比实施例1：

本实施例中，采用等离子喷涂技术，在与实施例1相同的基体表面制备Ti₃AlC₂陶瓷涂层，具体制备方法如下：

(1)称取30gTi₃AlC₂陶瓷粉体待用；

(2)采用等离子喷涂技术，将步骤(1)中的Ti₃AlC₂粉体通过送粉器输送至喷嘴，经喷嘴喷出沉积在基体表面形成涂层，具体是按照与实施例1中表1完全相同的参数条件将该Ti₃AlC₂粉体喷涂到垂直于喷枪的基体。

图2中(a)图谱是实施例1以及对比实施例1中喷涂前Ti₃AlC₂陶瓷粉的XRD图谱；(b)图谱是对比实施例中制得的涂层的XRD图谱；(c)图谱是实施例1中制得的涂层的XRD图谱。

从图2可以明显看出：

(1)与对比实施例1相比，实施例1中制得的涂层中Ti₃AlC₂相含量较多，TiC相较少；同时，实施例1中制得的涂层中出现了少量的Al₂O₃相。TiC相可以作为防辐照的备选材料，Al₂O₃相可以阻止或者延缓高温水对Ti₃AlC₂涂层的腐蚀。

(2)经过XRD半定量计算，实施例1中制得的涂层中Ti₃AlC₂相含量高达70％以上，而对比实施例1中制得的涂层中Ti₃AlC₂相含量不到30％。

(3)实施例1制得的涂层中TiC的峰强度远低于对比实施例1制得的涂层中TiC的峰强度，MAX相涂层的效果十分明显，其表面形貌图如图3所示。

另外，VenkataPasumarthi等人在文献J.Alloys Compd.484,2009,113中以Ti、SiC和石墨为原料采用等离子反应的方法制得的涂层中Ti₃AlC₂约为30％，进行对比发现实施例1制得的涂层中Ti₃AlC₂的含量也远高于该反应法制得涂层的Ti₃AlC₂含量。

实施例2：

本实施例中，采用等离子喷涂技术，将实施例1中步骤(1)至(3)制得的Ti₃AlC₂悬浮液在与实施例1相同的蠕动泵作用下经喷嘴垂直喷出至液氮中，然后干燥、收集喷涂后的干燥粉末。具体喷涂参数中离子喷涂参数为20kw，其余参数与表1所列完全相同。

通过XRD分析该喷涂后的干燥粉末，图4为该粉末的XRD衍射图谱，通过XRD衍射峰得出：主要峰强为Ti₃AlC₂，还有少量的TiC和Al₂O₃。通过半定量计算得出：喷涂后的粉末中Ti₃AlC₂相含量约为65％，表明Ti₃AlC₂相占绝大部分，此方法可制备较为纯净的Ti₃AlC₂涂层。

比较图4与图2中的(c)图谱，发现该Ti₃AlC₂悬浮液喷涂到基体与喷涂到液氮中所形成的相基本相同，含量也相似；表明相的形成与分解主要发生在喷涂过程中。

实施例3：

本实施例中，采用等离子喷涂技术，在304钢基体表面制备Ti₃AlC₂+20％Al陶瓷涂层，具体制备方法如下：

(1)称量40gTi₃AlC₂粉体陶瓷，然后称量8gAl粉，将两者混合，在其中加入乙醇，然后放入行星式球磨机，球磨混合均匀，得到Ti₃AlC₂与Al粉体的混合粉体，其中Al粉质量占Ti₃AlC₂粉质量的20％；

(2)制备Ti₃AlC₂+20％Al粉体悬浮液：

具体步骤同实施例1中步骤(1)～(3)，唯一不同的是将实施例1步骤(1)中的Ti₃AlC₂粉体用上述步骤(1)中制得的Ti₃AlC₂与Al粉体的混合粉体代替，在步骤(3)中制得的是Ti₃AlC₂+20％Al粉体悬浮液；

(3)采用等离子喷涂技术，将步骤(2)制得的Ti₃AlC₂+20％Al粉体悬浮液在与实施例1相同的蠕动泵作用下经喷嘴喷出至304钢基体表面形成涂层，具体喷涂参数值与表1所列参数值完全相同。

上述制得的涂层的表面形貌SEM图如图6所示，XRD图谱如图5所示，显示该图谱中的主相为Ti₃AlC₂，出现了少量的TiC和Al₃Ti相。从全部相衍射峰分析，Ti₃AlC₂含量约为70％，与实施例1中制得的涂层相比，Ti₃AlC₂略有提高，这主要是因为Al与TiC以及Ti-C化合物反应生成Ti₃AlC₂，从而增加了Ti₃AlC₂含量。

比较图5与图2中的(c)图谱，发现Ti-C化合物峰变弱，这主要是因为Al的加入使Ti-C化合物减少。

实施例4：

本实施例中，采用等离子喷涂技术，在与实施例1相同的基体表面制备Ti₃AlC₂陶瓷涂层，具体制备方法与实施例1基本相同，唯一不同在于喷涂功率由15kw变为20kw。

制得的涂层的XRD图谱如图7所示，显示涂层中Ti₃AlC₂含量在60％以上。

实施例5：

本实施例中，采用火焰喷涂技术，在304钢基体表面制备Ti₃AlC₂陶瓷涂层，具体制备方法如下：

(1)分别称取三份30gTi₃AlC₂粉体放于500ml烧杯A、B、C中，在其中加入去离子水，磁力搅拌均匀，得到Ti₃AlC₂悬浮液；

(2)用1M硝酸滴定烧杯A中的Ti₃AlC₂悬浮液，使其PH值为3；烧杯B中的Ti₃AlC₂悬浮液不做滴定处理，PH值为7；用氢氧化钠滴定烧杯C中的Ti₃AlC₂悬浮液，使其PH值至12；然后将三个烧杯中的悬浮液继续磁子搅拌至均匀，待用。

(3)采用火焰喷涂，将步骤(2)中制得的Ti₃AlC₂悬浮液在压缩空气提供的动力作用下经喷嘴喷出沉积在基体表面形成涂层，具体的喷涂参数如下表2所示，按照下表2中的参数条件将该Ti₃AlC₂悬浮液喷涂到垂直于喷枪的基体表面。

表二：液料粉末喷涂参数表

粉末	喷涂距离	喷枪速度	工作气体	气体比例
					Ti₃AlC₂	100mm	0.375m/s	O₂+C₂H₂	1:1

上述制得的涂层的XRD图谱如图8所示，显示该图谱中的主相通过图8得出，无论Ti₃AlC₂悬浮液为酸性、中性还是碱性，制得涂层的主要物相都为Ti₃AlC₂，还有少量的TiC和Al₂O₃。通过半定量计算，各相含量如下：

PH＝3时，Ti₃AlC₂为85.8％，TiC为4.8％，Al₂O₃为9.5％；

PH＝7时，Ti₃AlC₂为88.3％，TiC为7.3％，Al₂O₃为4.4％；

PH＝12时，Ti₃AlC₂为79.7％，TiC为8.9％，Al₂O₃为11.4％。

由耐酸碱性来看，Ti₃AlC₂在碱性溶液中易形成Al₂O₃薄膜而阻止其进一步腐蚀氧化，也为后续喷涂提供了有利条件。但实际情况，当Ti₃AlC₂悬浮液呈碱性时，涂层中的Ti₃AlC₂含量最低，Al₂O₃含量最高。

究其原因，可能如下：

在PH＝3时，由于酸性的腐蚀，使少量Ti₃AlC₂粉末颗粒表面发生分解而降低了其含量，同时由于表面腐蚀增加了裂痕或者凹凸面，从而增加了在高温水蒸气下氧化生成Al₂O₃的表面积，因此，与PH＝7的Ti₃AlC₂悬浮液相比，利用PH＝3的Ti₃AlC₂悬浮液喷涂得到的涂层中Ti₃AlC₂含量较低、Al₂O₃含量较高。

当PH＝12时，Ti₃AlC₂表面容易发生氧化生成Al₂O₃，并在高温水蒸气中加速了Ti₃AlC₂的氧化作用。但是，由于喷涂时间非常短，该Al₂O₃膜抑制Ti₃AlC₂粉末的分解作用尚未充分发挥，与PH＝7的Ti₃AlC₂悬浮液相比，制得的涂层中Al₂O₃含量较高，因此降低了Ti₃AlC₂含量。

实施例6：

本实施例中，采用等离子喷涂技术，在304钢基体表面制备Ti₃SiC₂陶瓷涂层，具体制备方法如下：

本实施例中，对纯相Ti₃SiC₂粉体陶瓷制备涂层进行液料火焰喷涂实验。具体方法如下：

(1)分别称取三份30g Ti₃SiC₂于500ml烧杯A、B、C中，加入去离子水，搅拌均匀，得到Ti₃SiC₂悬浮液待用；

(2)采用等离子喷涂方法，将步骤(1)中制得的Ti₃AlC₂悬浮液在压缩空气提供的动力作用下经喷嘴喷出沉积在基体表面形成涂层，具体的喷涂参数如下表3所示，按照下表3中的参数条件将该Ti₃SiC₂悬浮液喷涂到垂直于喷枪的基体表面。

表3：Ti₃SiC₂等离子喷涂参数

粉末	喷涂距离	喷枪速度	工作气体	功率
					Ti₃SiC₂	100mm	0.375m/s	Ar+H₂	15/20/25kw

制得的涂层的XRD图谱显示涂层中Ti₃AlC₂含量在60％以上。

通过半定量计算制得的涂层中的各相含量，结果如下，

当功率为15kw时，涂层中Ti₃SiC₂的含量为60.4％；

当功率为20kw时，涂层中Ti₃SiC₂的含量为32.5％；

当功率为25kw时，涂层中Ti₃SiC₂的含量为33.8％。

通过三个功率参数的比较得出，当功率达到20kw甚至更高时，涂层中Ti₃SiC₂的含量降低，究其原因如下：

(1)当功率高于一定值时，Ti₃SiC₂表面氧化膜形成的速度低于Ti₃SiC₂分解的速度，因此Ti₃SiC₂分解量高；

(2)当功率高于一定值时，Ti₃SiC₂表面的氧化物膜SiO₂会与水蒸汽发生反应生成H₂SiO₃挥发逸出，从而导致氧化膜的作用降低。

因此，在本实施例中，喷涂Ti₃SiC₂时的喷涂功率优选低于20kw。

上述实施例用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。

Claims

1.一种高纯度的MAX相陶瓷涂层的制备方法，其特征是：将所述的MAX相粉末与单质粉末混合形成混合粉末，该单质粉末为铝粉与铬粉中的一种或者两种的混合，然后将该混合粉末与溶剂混合成为MAX相悬浮液后经喷嘴热喷涂在基体表面而得到MAX相涂层。

2.如权利要求1所述的高纯度的MAX相陶瓷涂层的制备方法，其特征是：所述的MAX相粉末包括Ti₃SiC₂、Ti₃AlC₂、Ti₂AlC、Ti₂AlN、Ti₄AlN₃、Ti₂SC、Ti₃GeC₂、V₂AlC、Cr₂AlC、Nb₄GeC₃、Zr₃Al₃C₅、Zr₂Al₄C₅中的一种或者几种的组合。

3.如权利要求1所述的高纯度的MAX相陶瓷涂层的制备方法，其特征是：所述的热喷涂包括等离子体喷涂与火焰喷涂。

4.如权利要求1所述的高纯度的MAX相陶瓷涂层的制备方法，其特征是：所述的溶剂是去离子水、乙醇中的一种溶剂或者两种的混合溶剂。

5.如权利要求1所述的高纯度的MAX相陶瓷涂层的制备方法，其特征是：所述的悬浮液中加入分散剂。

6.如权利要求5所述的高纯度的MAX相陶瓷涂层的制备方法，其特征是：所述的分散剂包括PEI、PMMA中的一种分散剂或者两种分散剂的混合。

7.如权利要求1所述的高纯度的MAX相陶瓷涂层的制备方法，其特征是：使用蠕动泵为所述悬浮液提供动力，使其流动通过喷嘴喷出；或者，使用压缩空气为所述悬浮液提供动力，使其流动通过喷嘴喷出。

8.如权利要求1至7中任一权利要求所述的高纯度的MAX相陶瓷涂层的制备方法，其特征是：所述MAX相悬浮液经喷嘴喷出而雾化。

9.如权利要求8所述的高纯度的MAX相陶瓷涂层的制备方法，其特征是：沿所述悬浮液的喷射路径，所述的喷嘴为能够提供雾化效果的结构。

10.如权利要求1至7中任一权利要求所述的高纯度的MAX相陶瓷涂层的制备方法，其特征是：所述的悬浮液呈中性或者酸性。

11.如权利要求1至7中任一权利要求所述的高纯度的MAX相陶瓷涂层的制备方法，其特征是：通过调节喷涂功率而调节所述涂层中MAX相的含量。