CN114605173B - 一种耐烧蚀抗热震的硅酸锆-高铝玻璃/htbs高熵陶瓷涂层及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种ZrSiO4‑高铝玻璃/高熵陶瓷涂层及其制备方法和应用。本发明中HTBS高熵陶瓷层采用浸涂‑热解及反应渗透工艺制备，ZrSiO4‑高铝玻璃复合涂层采用料浆涂覆烧结工艺制备。本发明制备的高熵陶瓷多孔内涂层能有效缓解涂层与C/C基体之间的热应力失配，减少涂层的开裂和剥落，具有优异的抗氧化、抗热震和抗烧蚀性能；含所制备的复合涂层的C/C复合材料在1400℃静态空气中氧化750h小时失重仅为3.48％。本发明工艺过程简单，成本低且适用于复杂大型构件。

Description

一种耐烧蚀抗热震的硅酸锆-高铝玻璃/HTBS高熵陶瓷涂层及 其制备方法和应用
技术领域
本发明属于表面技术领域，具体涉及一种耐烧蚀抗热震的硅酸锆-高铝玻璃/HTBS高熵陶瓷涂层及其制备方法和应用
背景技术
碳纤维增强碳复合材料(C/C)因其低密度、高比强度、低热膨胀系数、优异的高温力学性能和耐高温磨损等特点，被认为是一种重要的高温结构材料，广泛应用于航空航天、高速列车等领域。然而，有氧环境中C/C极易氧化及烧蚀，极大地限制了C/C复合材料的应用，表面涂层技术是提高C/C复合材料氧化及烧蚀性能最有效直接的手段。
针对C/C的涂层技术和体系研究较多，SiC因为和C/C基体结合力和热匹配好而广泛使用。但是，SiC与C/C复合材料的热膨胀系数相差也不小(C/C为1-2×10-6/K，SiC为4.5×10-6/K)，在高温循环使用过程中容易产生热应力裂纹，导致SiC的抗氧化时间短，耐热震和烧蚀能力达不到要求。为克服SiC裂纹影响，我们前期申请的专利[ZL201710452631.0]提出了双层防护系统，即内层采用SiC，外层采用陶瓷复合玻璃材料，通过玻璃的自愈合效应和陶瓷的高温稳定效应，优化玻璃涂层的密封性，1200℃下抗氧化时间大大提高到650h。
我们前期的研究[Surface and Coating Technology,2018,349:233-241；Journal of Alloys and Compounds,2019,792:496-504；Corrosion Science,2021,191:109723]也发现，利用玻璃外涂层的自愈特性能提高涂层的抗氧化能力，但是SiC的裂纹并不能消除，循环氧化时玻璃涂层的微裂纹自愈合也需要一定时间，这样空气中氧会沿未愈合的裂纹进入涂层，造成涂层的贫氧环境。这种情况下，SiC涂层与氧气发生主动反应，产生SiO和CO气体，这对自愈合复合玻璃涂层不利，即在表面涂层中引发气孔，容易造成复合玻璃涂层中气泡缓慢的长大，影响玻璃涂层的密封性。另外，前期专利[ZL201710452631.0]提出的双层防护系统的抗氧化温度、耐烧蚀和抗热震性能也有待提升。
发明内容
针对以上问题，本专利在前期研究基础上，提出了一种新的ZrSiO4-高铝玻璃/高熵陶瓷涂层防护体系。采用HfC-TaC-B4C-SiC(HTBS)高熵陶瓷材料代替SiC，作为中间层。本发明所设计的HTBS具有化学惰性高，导热性低，高温稳定性优点；外层采用ZrSiO4-高铝玻璃陶瓷材料，即在原有研究基础上，调整玻璃成分，增加玻璃中氧化铝含量，提高玻璃的使用温度。在玻璃中引入复合增韧相ZrSiO4，通过浸涂-烧结工艺制备出具有长时抗氧化、良好抗热震及耐烧蚀性能的ZrSiO4-高铝玻璃/高熵陶瓷涂层。
本发明一种耐烧蚀抗热震的硅酸锆-高铝玻璃/HTBS高熵陶瓷涂层，沿着基体材料表面向外依次包括高熵陶瓷过渡层和ZrSiO4-高铝玻璃涂层；所述高熵陶瓷过渡层所用原料包括HfC、TaC、B4C、SiC；所述ZrSiO4-高铝玻璃涂层中含有ZrSiO4和Al2O3且Al2O3的含量大于10wt％。
作为优选方案，所述高熵陶瓷过渡层所用原料包括酚醛树脂溶液、HfC、TaC、B4C、SiC；其中HfC、TaC、B4C的摩尔比为0.8～1.2：0.8～1.2：0.8～1.2；HfC、TaC和B4C混合粉与SiC、酚醛树脂溶液的质量比为0.8～1.2：0.8～1.2：1.6～2.4。
作为进一步的优选方案HfC、TaC和B4C摩尔比为1：1：1；HfC、TaC和B4C混合总量与SiC、酚醛树脂溶液的质量比为1：1：2。
作为优选方案，本发明所用SiC粉、HfC粉、TaC粉、B4C粉的平均粒径2-10μm，纯度不低于99.9％。
作为优选方案，所述ZrSiO4-高铝玻璃涂层由10-40wt％ZrSiO4和高铝玻璃组成；所述高铝玻璃所用原料包括：
54-80wt％SiO2、10.05-30wt％Al2O3、0-6wt％B2O3、2-5wt％Y2O3和2-5wt％Li2CO3。
作为进一步的优选方案，所述ZrSiO4-高铝玻璃涂层由10-20wt％ZrSiO4和90-80wt％的玻璃粉末混合制成，其中玻璃粉末的原材料由60-80wt％SiO2、15-30wt％Al2O3、0-6wt％B2O3、2-3wt％Y2O3和2-3wt％Li2CO3粉末混合而成。
作为更进一步的优选方案，所述ZrSiO4-高铝玻璃涂层由10-20wt％ZrSiO4和90-80wt％的玻璃粉末混合制成，其中玻璃粉末的原材料由68-75wt％SiO2、15-25wt％Al2O3、5-5.3wt％B2O3、2-3wt％Y2O3和2-3wt％Li2CO3粉末混合而成。
作为进一步的优选方案，玻璃粉末的原材料中Al2O3的含量为20-25wt％。
作为优选方案，所述ZrSiO4的粒径为1～5μm，SiO2、Al2O3、B2O3、Y2O3、Li2CO3的粒径为5～50μm；所述ZrSiO4-玻璃涂层原材料的纯度不低于98.0％，采用水淬破碎后球磨制得。
作为优选方案，所述基体材料包括C/C复合材料。
本发明一种耐烧蚀抗热震的硅酸锆-高铝玻璃/HTBS高熵陶瓷涂层的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，基体预处理
将基体用砂纸打磨，对边缘部位倒角处理，使用无水乙醇超声清洗并烘干备用；
步骤2，制备高熵陶瓷过渡层
将按设计组分配取的高熵陶瓷过渡层的各原材料混合均匀并制成浆料悬浮液，将步骤1预处理后的基体浸入上述浆料悬浮液中，随后取出干燥，之后在箱式炉中150-200℃下固化1-3h，随后在600-800℃、优选为600-700℃、进一步优选为690-700℃氮气气氛中热解1-5h、优选为3-5h，在基体表面形成多孔HfC-TaC-SiC-B4C-C涂层(高熵陶瓷多孔层)；
步骤3，制备ZrSiO4-高铝玻璃涂层
将按设自组分配取的ZrSiO4-高铝玻璃涂层各原料熔化后水淬制得的ZrSiO4-高铝玻璃涂层原材料，将所得原料配成固含量为40-60vol.％的料浆，搅拌均匀后超声分散约10-60min，制得分散均匀的玻璃陶瓷外涂层料浆；随后，将浆料涂覆到所形成的HfC-TaC-SiC-B4C-C涂层上，干燥后置于1300℃-1500℃烧结，得到表面光滑致密的ZrSiO4-高铝玻璃涂层。
步骤(2)中的干燥温度包括室温。
本发明一种耐烧蚀抗热震的硅酸锆-高铝玻璃/HTBS高熵陶瓷涂层的制备方法，为了增加多孔涂层与基体的结合强度，将多孔层涂覆的样品放入底部装有硅粉的石墨坩埚中，然后将坩埚加热至1600-2000℃，并在真空炉中保持0.5-3h，得到高熵陶瓷致密过渡层。通过控制时间和温度，可以有效调控孔隙数量以及孔隙梯度，从而调控产品的结合力和使用性能。
作为优选方案，步骤(3)中将ZrSiO4、SiO2、Al2O3、B2O3、Y2O3和Li2CO3粉末按比例称量后，先将SiO2、Al2O3、B2O3、Y2O3和Li2CO3粉末加入无水乙醇或者去离子水，置于氧化铝球磨罐中进行湿磨混粉，干燥后将混合粉末放入电炉中加热至1600-1750℃、优选为1650-1700℃并保温2-5h、优选为4-5h，随后将熔融物料从取出水淬，得到非晶成分的高铝玻璃块；破碎后加入无水乙醇或去离子水，球磨制得高铝玻璃涂层的料浆。后将ZrSiO4掺入得到固含量为40-60vol.％的复合浆料，然后通过刷涂或者喷涂到HfC-TaC-SiC-B4C-C涂层上，干燥后置于1300℃-1500℃、优选为1350-1450℃的管式炉中烧结5-30min、优选为5-15min，得到表面光滑致密的ZrSiO4-高铝玻璃涂层。
本发明的涂层其对基体形状适应能力强中，对C/C基体的形状没有什么特殊要求。
本发明所得涂层，与1400℃空气环境中静态氧化181h后质量损失小于等于3.6％。经优化后，本发明所得涂层，与1400℃空气环境中静态氧化520h后质量损失小于等于2.9％。经进一步优化后，本发明所得涂层，与1400℃空气环境中静态氧化663h后质量损失小于等于1.81％。经更进一步的优化后，本发明所得涂层，与1400℃空气环境中静态氧化750.5h后质量损失小于等于3.5％。
本发明将涂层样品置于1500℃空气环境中，每隔5分钟在空气中取出冷却至室温，测量样品质量；热震20次，涂层质量变化为-0.19wt％～0.3wt％。(即失重小于等于0.19％，增重也小于等于0.3％)。本发明将涂层样品置于1500℃空气环境管式炉中，每隔5分钟在空气中取出冷却至室温，测量样品质量；热震25次，涂层质量变化为-0.38wt％～0.33wt％。经优化后，本发明将涂层样品置于1500℃空气环境管式炉中，每隔5分钟在空气中取出冷却至室温，测量样品质量；热震25次，涂层质量变化为-0.16wt％～-0.19wt％。(即涂层失重为0.16-0.19％)。
采用HEPJ-2型等离子喷涂机对涂层样品进行等离子火焰烧蚀，等离子喷枪参数如下：功率为50kw，控制Ar气流为2000L/h，H2气流为180L/h。在2000℃下烧蚀120s质量烧蚀率为1.1～2.55mg/s。优化后可为1.1～1.7mg/s。
在本发明研发过程发现：本发明所开发的涂层同时具备以下性能：
所得涂层，与1400℃空气环境中静态氧化750h后质量损失小于等于3.5％；且
所得涂层置于1500℃空气环境中，每隔5分钟在空气中取出冷却至室温，测量样品质量；热震25次后，失重为0.19wt％；
且
采用HEPJ-2型等离子喷涂机对涂层样品进行等离子火焰烧蚀，等离子喷枪参数如下：功率为50kw，控制Ar气流为2000L/h，H2气流为180L/h。在2000℃下烧蚀120s质量烧蚀率为1.65-1.67mg/s。
在本发明研发过程发现：本发明所开发的涂层同时具备以下性能：
所得涂层，与1400℃空气环境中静态氧化520h后质量损失小于等于2.9％；且
所得涂层置于1500℃空气环境中，每隔5分钟在空气中取出冷却至室温，测量样品质量；热震25次后，失重为0.16wt％；
且
采用HEPJ-2型等离子喷涂机对涂层样品进行等离子火焰烧蚀，等离子喷枪参数如下：功率为50kw，控制Ar气流为2000L/h，H2气流为180L/h。在2000℃下烧蚀120s质量烧蚀率为1.61-1.62mg/s。
本发明一种耐烧蚀抗热震的硅酸锆-高铝玻璃/HTBS高熵陶瓷涂层的应用，所述涂层用作防护涂层用于保护碳质基材。所述碳质基材优选为C/C复合材料。
有益效果
与现有技术相比，本发明的ZrSiO4-高铝玻璃/HTBS高熵陶瓷涂层，具有如下优势：
1)本发明采用浸涂-热解工艺制备的HTBS高熵陶瓷多孔中间层，能有效缓解ZrSiO4-高铝玻璃涂层与C/C基体之间的热应力失配，减少玻璃涂层的开裂和剥落，提高涂层抗热震和抗烧蚀性能；
2)经过气态硅反应渗透后的高熵陶瓷致密内涂层拥有良好的结合强度；料浆涂覆烧结制备工艺简单，成本低廉且适用于复杂构件；克服了SiC作为内涂层时产生的不利于玻璃涂层自愈合的SiO和CO等气体，增强玻璃涂层的密封性减少，进一步提高涂层体系的抗氧化性能，但产品的抗热震会出现一定的衰减。
3)本发明提高了ZrSiO4-玻璃涂层中Al2O3的含量，增大高温下玻璃的粘度和稳定性，增强涂层的耐温和抗冲刷能力；尤其是Al2O3的含量为20-25％时，配合HTBS高熵陶瓷多孔或致密中间层；可以显著提升涂层的耐温和抗冲刷能力。
本发明通过HTBS高熵陶瓷组分和工艺的设计并配合ZrSiO4-高铝玻璃的成分优化，得到性能优越的产品。
附图说明
图1由图1a和1b组成，其中图1a为实施例1中制备的高熵陶瓷多孔过渡层的截面扫描电镜形貌图。图1b为实施例1中制备的C/C复合材料表面ZrSiO4-高铝玻璃/HTBS高熵陶瓷复合涂层截面扫描电镜形貌图。
图2由图2a和2b组成，其中图2a为实施例2中制备的高熵陶瓷致密过渡层的截面扫描电镜形貌图。图2b为实施例2中制备的C/C复合材料表面ZrSiO4-高铝玻璃/HTBS高熵陶瓷复合涂层截面扫描电镜形貌图。
图3为实施例3和实施例4中制备的复合涂层样品在1400℃时氧化失重曲线。
图4由图4a和4b组成，其中图4a和图4b为实施例5中制备的经过1500℃热震测试后C/C复合材料表面ZrSiO4-高铝玻璃/HTBS高熵陶瓷复合涂层表面和截面扫描电镜形貌图。
图5为实施例5和实施例6中的复合涂层样品热震失重曲线。
具体实施方式
下面结合附图和实例对本发明做进一步的详细说明。
实施例1
一种耐烧蚀抗热震的ZrSiO4-高铝玻璃/HTBS高熵陶瓷涂层的制备方法及应用，包括以下步骤：
步骤1，基体预处理
将形状尺寸为10×10×10mm3的C/C复合材料基体用砂纸打磨，对边缘部位倒角处理，使用无水乙醇超声清洗并烘干备用；
步骤2，制备HTBS高熵陶瓷层
将HTBS高熵陶瓷过渡层的原材料球磨混合得到浆料悬浮液，将酚醛树脂与无水乙醇质量比约1:4混合形成酚醛树脂溶液，之后将包含SiC，HfC，TaC和B4C粉末添加到酚醛树脂溶液中(SiC粉末的粒度为3μm，HfC粉末的粒度为3μm，TaC粉末的粒度为3μm、B4C粉末的粒度为3μm，HfC、TaC和B4C摩尔比为1：1：1；HfC、TaC和B4C混合粉与SiC、酚醛树脂溶液的质量比为1：1：2，通过磁力搅拌并通过超声分散以获得均匀的浆料悬浮液；
将步骤1预处理后的C/C复合材料作为基体浸入上述浆料悬浮液中，随后取出在室温下干燥，之后在箱式炉中200℃下固化2h，随后在700℃氮气气氛中热解5h，在C/C复合材料表面形成HfC-TaC-B4C-SiC-C涂层(HTBS高熵陶瓷多孔层)；
步骤3，制备ZrSiO4-高铝玻璃涂层
玻璃粉末的成分为74.3wt％SiO2、15wt％Al2O3、5.3wt％B2O3、2.7wt％Y2O3和2.7wt％Li2CO3粉末。其中ZrSiO4粉末的粒度为1μm、SiO2粉末的粒度为50μm、Al2O3粉末的粒度为50μm、B2O3粉末的粒度为50μm、Y2O3粉末的粒度为40μm、Li2CO3粉末的粒度为40μm)，
按比例称量后将玻璃原材料粉末加入无水乙醇中，置于氧化铝球磨罐中进行湿磨混粉，干燥后将混合粉末放入电炉中加热至1650℃并保温5h，随后将熔融物料从取出水淬，得到非晶成分的高铝玻璃块；破碎后加入无水乙醇，球磨制得高铝玻璃涂层的料浆。将10wt％ZrSiO4和90wt％的玻璃粉末球磨混合得到复合浆料(液固比为50vol.％)，将复合浆料刷涂或者喷涂到含有HTBS高熵陶瓷内涂层样品表面，干燥后置于1350℃的管式炉中烧结10min，得到表面光滑致密的ZrSiO4-高铝玻璃涂层。为确保涂层的密封性，可对缺陷部位进行2-3次补涂。
实验结果
制得的C/C复合材料表面高熵陶瓷多孔过渡涂层截面的扫描电镜图(图1a)表明具有均匀厚度的HTBS高熵陶瓷多孔过渡涂层很好地粘附在C/C基体表面上，并且没有出现裂纹或空洞；C/C复合材料表面ZrSiO4-高铝玻璃/HTBS高熵陶瓷复合涂层的截面扫描电镜图见图1b，HTBS高熵陶瓷多孔内涂层能有效缓解ZrSiO4-玻璃涂层与C/C复合材料基体之间的热应力失配，减少玻璃涂层的开裂和剥落，抗氧化、抗热震和抗烧蚀性能均明显。
样品置于1400℃空气环境炉中静态氧化200h质量损失5.1％；
热震：将涂层样品置于1500℃空气环境管式炉中，每隔5分钟在空气中取出冷却至室温，测量样品质量；热震20次，失重0.21wt％
采用HEPJ-2型等离子喷涂机对涂层样品进行等离子火焰烧蚀，等离子喷枪参数如下：功率为50kw，控制Ar气流为2000L/h，H2气流为180L/h。在2000℃下烧蚀120s质量烧蚀率为2.51mg/s。
实施例2
一种耐烧蚀抗热震的ZrSiO4-高铝玻璃/HTBS高熵陶瓷涂层，其通过下述步骤制备：
步骤1，基体预处理
将形状尺寸为10×10×10mm3的C/C复合材料基体用砂纸打磨，对边缘部位倒角处理，使用无水乙醇超声清洗并烘干备用；
步骤2，制备HTBS高熵陶瓷层
将HTBS高熵陶瓷过渡层的原材料球磨混合得到浆料悬浮液，将酚醛树脂与无水乙醇质量比约1:4混合形成酚醛树脂溶液，之后将包含SiC，HfC，TaC和B4C粉末添加到酚醛树脂溶液中(SiC粉末的粒度为3μm，HfC粉末的粒度为3μm，TaC粉末的粒度为3μm、B4C粉末的粒度为3μm)，HfC、TaC和B4C摩尔比为1：1：1；HfC、TaC和B4C混合粉与SiC、酚醛树脂溶液的质量比为1：1：2，通过磁力搅拌并通过超声分散以获得均匀的浆料悬浮液；
将步骤1预处理后的C/C复合材料作为基体浸入上述浆料悬浮液中，随后取出在室温下干燥，之后在箱式炉中200℃下固化2h，随后在700℃氮气气氛中热解5h，在C/C复合材料表面形成HfC-TaC-B4C-SiC-C涂层(HTBS高熵陶瓷多孔层)；为了增加多孔涂层与基体的结合强度，将多孔层涂覆的样品放入底部装有硅粉的石墨坩埚中，然后将坩埚加热至1900℃，并在真空炉中保持2h，得到高熵陶瓷致密过渡层。
步骤3，制备ZrSiO4-高铝玻璃涂层
制备玻璃的原材料成分为74.3wt％SiO2、15wt％Al2O3、5.3wt％B2O3、2.7wt％Y2O3和2.7wt％Li2CO3。其中ZrSiO4粉末的粒度为1μm、SiO2粉末的粒度为50μm、Al2O3粉末的粒度为50μm、B2O3粉末的粒度为50μm、Y2O3粉末的粒度为40μm、Li2CO3粉末的粒度为40μm)
先将玻璃粉末原材料加入无水乙醇中，置于氧化铝球磨罐中进行湿磨混粉，干燥后将混合粉末放入电炉中加热至1650℃并保温5h，随后将熔融物料从取出水淬，得到高铝玻璃块；破碎后加入无水乙醇，球磨制得高铝玻璃涂层的料浆。将10wt％ZrSiO4和90wt％的玻璃粉末球磨混合得到复合浆料(液固比为50vol.％)。复合浆料刷涂或者喷涂到含有高熵陶瓷内涂层样品表面，干燥后置于1350℃的管式炉中烧结10min，得到表面光滑致密的ZrSiO4-高铝玻璃涂层。为确保涂层的密封性，可对缺陷部位进行2-3次补涂。
实验结果
制得的C/C复合材料表面高熵陶瓷致密过渡涂层截面的扫描电镜图(图2a)与图1a不同的是涂层截面上的孔隙大大减少，各元素均匀分布于涂层中。而较为粗糙的表面有利于与玻璃复相陶瓷外层紧密结合；ZrSiO4-高铝玻璃/HTBS高熵陶瓷复合涂层的截面扫描电镜图见图2b，高熵陶瓷致密内涂层提高了ZrSiO4-玻璃涂层与C/C复合材料基体之间的结合强度。
样品采用静态氧化实验，将样品置于1400℃空气环境管式炉中，每隔一段时间在空气中取出冷却至室温，测量样品质量；氧化181h后质量损失3.6％。
热震条件：将涂层样品置于1500℃空气环境管式炉中，每隔5分钟在空气中取出冷却至室温，测量样品质量；热震20次，失重0.44wt％。
烧蚀条件：采用HEPJ-2型等离子喷涂机对涂层样品进行等离子火焰烧蚀，等离子喷枪参数如下：功率为50kw，控制Ar气流为2000L/h，H2气流为180L/h。在2000℃下烧蚀120s质量烧蚀率为2.19mg/s。
实施例3
一种耐烧蚀抗热震的ZrSiO4-高铝玻璃/HTBS高熵陶瓷涂层，其通过下述步骤制备：
步骤1，基体预处理
将形状尺寸为10×10×10mm3的C/C复合材料基体用砂纸打磨，对边缘部位倒角处理，使用无水乙醇超声清洗并烘干备用；
步骤2，制备HTBS高熵陶瓷层
将HTBS高熵陶瓷过渡层的原材料球磨混合得到浆料悬浮液，将酚醛树脂与无水乙醇质量比约1:4混合形成酚醛树脂溶液，之后将包含SiC，HfC，TaC和B4C粉末添加到酚醛树脂溶液中(SiC粉末的粒度为3μm，HfC粉末的粒度为3μm，TaC粉末的粒度为3μm、B4C粉末的粒度为3μm，HfC、TaC和B4C摩尔比为1：1：1；HfC、TaC和B4C混合粉与SiC、酚醛树脂溶液的质量比为1：1：2，通过磁力搅拌并通过超声分散以获得均匀的浆料悬浮液；
将步骤1预处理后的C/C复合材料作为基体浸入上述浆料悬浮液中，随后取出在室温下干燥，之后在箱式炉中200℃下固化3h，随后在700℃氮气气氛中热解5h，在C/C复合材料表面形成HfC-TaC-B4C-SiC-C涂层(HTBS高熵陶瓷多孔层)；
步骤3，制备ZrSiO4-高铝玻璃涂层
玻璃粉末的成分为70wt％SiO2、20wt％Al2O3、5wt％B2O3、2.5wt％Y2O3和2.5wt％Li2CO3粉末。其中ZrSiO4粉末的粒度为1μm、SiO2粉末的粒度为50μm、Al2O3粉末的粒度为50μm、B2O3粉末的粒度为50μm、Y2O3粉末的粒度为40μm、Li2CO3粉末的粒度为40μm)，
按比例称量后，先将玻璃粉末原材料加入去离子水中，置于氧化铝球磨罐中进行湿磨混粉，干燥后将混合粉末放入电炉中加热至1700℃并保温5h，随后将熔融物料从取出水淬，得到非晶成分的高铝玻璃块；破碎后加入无水乙醇，球磨制得高铝玻璃涂层的料浆。将10wt％ZrSiO4和90wt％的玻璃粉末混合制得复合浆料(液固比为50vol.％)，将复合浆料刷涂或者喷涂到含有高熵陶瓷内涂层样品表面，干燥后置于1400℃的管式炉中烧结10min，得到表面光滑致密的ZrSiO4-高铝玻璃涂层。为确保涂层的密封性，可对缺陷部位进行2-3次补涂。
实验结果
采用静态氧化实验，将涂层样品置于1400℃空气环境管式炉中，每隔一段时间在空气中取出冷却至室温，测量样品质量；制得的C/C复合材料表面ZrSiO4-高铝玻璃/HTBS高熵陶瓷多孔复合涂层经1400℃等温氧化测试后表明(图3)，制得的涂层可有效保护C/C基体氧化时间延长至750.5h，失重仅为3.48％。HTBS高熵陶瓷内涂层的多孔结构在氧化过程中逐渐转变为靠近C/C基体的致密氧化物层和靠近ZrSiO4-高铝玻璃的多孔缓冲层，并配合Al2O3含量的增加，提高了涂层的抗氧化性能。
将涂层样品置于1500℃空气环境管式炉中，每隔5分钟在空气中取出冷却至室温，测量样品质量；热震25次，失重0.19wt％
采用HEPJ-2型等离子喷涂机对涂层样品进行等离子火焰烧蚀，等离子喷枪参数如下：功率为50kw，控制Ar气流为2000L/h，H2气流为180L/h。估计值在2000℃下烧蚀120s质量烧蚀率为1.66mg/s。
实施例4
一种耐烧蚀抗热震的ZrSiO4-高铝玻璃/HTBS高熵陶瓷涂层，其通过下述步骤制备：
步骤1，基体预处理
将形状尺寸为10×10×10mm3的C/C复合材料基体用砂纸打磨，对边缘部位倒角处理，使用无水乙醇超声清洗并烘干备用；
步骤2，制备HTBS高熵陶瓷层
将HTBS高熵陶瓷过渡层的原材料球磨混合得到浆料悬浮液，将酚醛树脂与无水乙醇质量比约1:4混合形成酚醛树脂溶液，之后将包含SiC，HfC，TaC和B4C粉末添加到酚醛树脂溶液中(SiC粉末的粒度为3μm，HfC粉末的粒度为3μm，TaC粉末的粒度为3μm、B4C粉末的粒度为3μm，HfC、TaC和B4C摩尔比为1：1：1；HfC、TaC和B4C混合粉与SiC、酚醛树脂溶液的质量比为1：1：2，通过磁力搅拌并通过超声分散以获得均匀的浆料悬浮液；
将步骤1预处理后的C/C复合材料作为基体浸入上述浆料悬浮液中，随后取出在室温下干燥，之后在箱式炉中200℃下固化3h，随后在700℃氮气气氛中热解5h，在C/C复合材料表面形成HfC-TaC-B4C-SiC-C涂层(HTBS高熵陶瓷多孔层)；为了增加多孔涂层与基体的结合强度，将多孔层涂覆的样品放入底部装有硅粉的石墨坩埚中，然后将坩埚加热至2000℃，并在真空炉中保持2h，得到高熵陶瓷致密过渡层。
步骤3，制备ZrSiO4-高铝玻璃涂层
玻璃粉末的成分为70wt％SiO2、20wt％Al2O3、5wt％B2O3、2.5wt％Y2O3和2.5wt％Li2CO3粉末。其中ZrSiO4粉末的粒度为1μm、SiO2粉末的粒度为50μm、Al2O3粉末的粒度为50μm、B2O3粉末的粒度为50μm、Y2O3粉末的粒度为40μm、Li2CO3粉末的粒度为40μm)，
按比例称量后将玻璃粉末原材料加入无水乙醇或者去离子水，置于氧化铝球磨罐中进行湿磨混粉，干燥后将混合粉末放入电炉中加热至1650℃并保温4h，随后将熔融物料从取出水淬，得到非晶成分的高铝玻璃块；破碎后加入无水乙醇或去离子水，球磨制得高铝玻璃涂层的料浆。将10wt％ZrSiO4和90wt％的玻璃粉末混合制得复合浆料(液固比为45vol.％)，刷涂或者喷涂到含有高熵陶瓷内涂层样品表面，干燥后置于1400℃的管式炉中烧结10min，得到表面光滑致密的ZrSiO4-高铝玻璃涂层。为确保涂层的密封性，可对缺陷部位进行2-3次补涂。
实验结果
采用静态氧化实验，将涂层样品置于1400℃空气环境管式炉中，每隔一段时间在空气中取出冷却至室温，测量样品质量。制得的C/C复合材料表面ZrSiO4-高铝玻璃/HTBS高熵陶瓷多孔复合涂层经1400℃等温氧化测试后表明(图3)，涂层可有效保护C/C基体663h，失重为1.81％。
将涂层样品置于1500℃空气环境管式炉中，每隔5分钟在空气中取出冷却至室温，测量样品质量；热震25次，失重0.38wt％
采用HEPJ-2型等离子喷涂机对涂层样品进行等离子火焰烧蚀，等离子喷枪参数如下：功率为50kw，控制Ar气流为2000L/h，H2气流为180L/h。估计值在2000℃下烧蚀120s质量烧蚀率为1.36mg/s。
实施例5
一种耐烧蚀抗热震的ZrSiO4-高铝玻璃/HTBS高熵陶瓷涂层，其通过下述步骤制备：
步骤1，基体预处理
将形状尺寸为10×10×10mm3的C/C复合材料基体用砂纸打磨，对边缘部位倒角处理，使用无水乙醇超声清洗并烘干备用；
步骤2，制备HTBS高熵陶瓷层
将HTBS高熵陶瓷过渡层的原材料球磨混合得到浆料悬浮液，将酚醛树脂与无水乙醇质量比约1:4混合形成酚醛树脂溶液，之后将包含SiC，HfC，TaC和B4C粉末添加到酚醛树脂溶液中(SiC粉末的粒度为3μm，HfC粉末的粒度为3μm，TaC粉末的粒度为3μm、B4C粉末的粒度为3μm，HfC、TaC和B4C摩尔比为1：1：1；HfC、TaC和B4C混合粉与SiC、酚醛树脂溶液的质量比为1：1：2，通过磁力搅拌并通过超声分散以获得均匀的浆料悬浮液；
将步骤1预处理后的C/C复合材料作为基体浸入上述浆料悬浮液中，随后取出在室温下干燥，之后在箱式炉中200℃下固化3h，随后在700℃氮气气氛中热解5h，在C/C复合材料表面形成HfC-TaC-B4C-SiC-C涂层(HTBS高熵陶瓷多孔层)；
步骤3，制备ZrSiO4-高铝玻璃涂层
玻璃粉末的成分为69wt％SiO2、25wt％Al2O3、3wt％Y2O3和3wt％Li2CO3粉末。其中ZrSiO4粉末的粒度为1μm、SiO2粉末的粒度为50μm、Al2O3粉末的粒度为50μm、B2O3粉末的粒度为50μm、Y2O3粉末的粒度为40μm、Li2CO3粉末的粒度为40μm。
按比例称量后将玻璃粉末原材料加入无水乙醇或者去离子水，置于氧化铝球磨罐中进行湿磨混粉，干燥后将混合粉末放入电炉中加热至1700℃并保温3h，随后将熔融物料从取出水淬，得到非晶成分的高铝玻璃块；破碎后加入无水乙醇或去离子水，球磨制得高铝玻璃涂层的料浆。将10wt％ZrSiO4和90wt％的玻璃粉末混合，制得复合浆料(液固比为55vol.％)。将复合浆料刷涂或者喷涂到含有HTBS高熵陶瓷内涂层样品表面，干燥后置于1400℃的管式炉中烧结10min，得到表面光滑致密的ZrSiO4-高铝玻璃涂层。为确保涂层的密封性，可对缺陷部位进行2-3次补涂。
实验结果
采用静态氧化实验，将涂层样品置于1400℃空气环境管式炉中，每隔一段时间在空气中取出冷却至室温，测量样品质量；氧化680h质量损失4.11％。
将涂层样品置于1500℃空气环境管式炉中，每隔5分钟在空气中取出冷却至室温，测量样品质量。热震测试25次后热震曲线如图5，基体不氧化失重，涂层增重0.33％。热震后的表面和截面SEM形貌图(图4)表明HTBS高熵陶瓷多孔内涂层的多孔结构作为缓冲区，能缓解热失配造成的裂纹，促进微裂纹愈合.
采用HEPJ-2型等离子喷涂机对涂层样品进行等离子火焰烧蚀，等离子喷枪参数如下：功率为50kw，控制Ar气流为2000L/h，H2气流为180L/h。在2000℃下烧蚀120s质量烧蚀率为1.12mg/s，抗烧蚀性能提升明显。
实施例6
一种耐烧蚀抗热震的ZrSiO4-高铝玻璃/HTBS高熵陶瓷涂层，其通过下述步骤制备：
步骤1，基体预处理
将形状尺寸为10×10×10mm3的C/C复合材料基体用砂纸打磨，对边缘部位倒角处理，使用无水乙醇超声清洗并烘干备用；
步骤2，制备HTBS高熵陶瓷层
将HTBS高熵陶瓷过渡层的原材料球磨混合得到浆料悬浮液，将酚醛树脂与无水乙醇质量比约1:4混合形成酚醛树脂溶液，之后将包含SiC，HfC，TaC和B4C粉末添加到酚醛树脂溶液中(SiC粉末的粒度为3μm，HfC粉末的粒度为3μm，TaC粉末的粒度为3μm、B4C粉末的粒度为3μm，HfC、TaC和B4C摩尔比为1：1：1；HfC、TaC和B4C混合粉与SiC、酚醛树脂溶液的质量比为1：1：2，通过磁力搅拌并通过超声分散以获得均匀的浆料悬浮液；
将步骤1预处理后的C/C复合材料作为基体浸入上述浆料悬浮液中，随后取出在室温下干燥，之后在箱式炉中200℃下固化2h，随后在700℃氮气气氛中热解5h，在C/C复合材料表面形成HfC-TaC-B4C-SiC-C涂层(HTBS高熵陶瓷多孔层)；将多孔层涂覆的样品放入底部装有硅粉的石墨坩埚中，然后将坩埚加热至1900℃，并在真空炉中保温2h，得到高熵陶瓷致密过渡层。
步骤3，制备ZrSiO4-高铝玻璃涂层
玻璃粉末的成分为69wt％SiO2、25wt％Al2O3、3wt％Y2O3和3wt％Li2CO3粉末。其中ZrSiO4粉末的粒度为1μm、SiO2粉末的粒度为50μm、Al2O3粉末的粒度为50μm、B2O3粉末的粒度为50μm、Y2O3粉末的粒度为40μm、Li2CO3粉末的粒度为40μm)，
按比例称量后先将玻璃粉末原材料加入无水乙醇或者去离子水，置于氧化铝球磨罐中进行湿磨混粉，干燥后将混合粉末放入电炉中加热至1700℃并保温3h，随后将熔融物料从取出水淬，得到非晶成分的高铝玻璃块；破碎后加入无水乙醇或去离子水，球磨制得高铝玻璃涂层的料浆。将10wt％ZrSiO4和90wt％的玻璃粉末球磨混合制得复合浆料(液固比为60vol.％)，后将复合浆料刷涂或者喷涂到含有高熵陶瓷内涂层样品表面，干燥后置于1400℃管式炉中烧结10min，得到表面光滑致密的ZrSiO4-高铝玻璃涂层。为确保涂层的密封性，可对缺陷部位进行2-3次补涂。
实验结果
采用静态氧化实验，将涂层样品置于1400℃空气环境管式炉中，每隔一段时间在空气中取出冷却至室温，测量样品质量；氧化520h后质量损失2.9％。
将涂层样品置于1500℃空气环境管式炉中，每隔5分钟在空气中取出冷却至室温，测量样品质量。热震性能如图5所示，在第一阶段前0-13次热震，样品几乎不失重，第二阶段14-25次热震期间，完成25次热震后，涂层的失重略低于0.16％。
采用HEPJ-2型等离子喷涂机对涂层样品进行等离子火焰烧蚀，等离子喷枪参数如下：功率为50kw，控制Ar气流为2000L/h，H2气流为180L/h。在2000℃下烧蚀120s质量烧蚀率为1.62mg/s。
对比例1
一种耐烧蚀抗热震的ZrSiO4-高铝玻璃涂层，其通过下述步骤制备：
步骤1，基体预处理
将形状尺寸为10×10×10mm3的C/C复合材料基体用砂纸打磨，对边缘部位倒角处理，使用无水乙醇超声清洗并烘干备用；
步骤2，制备ZrSiO4-高铝玻璃涂层
玻璃粉末的成分为69wt％SiO2、25wt％Al2O3、3wt％Y2O3和3wt％Li2CO3粉末。其中ZrSiO4粉末的粒度为1μm、SiO2粉末的粒度为60μm、Al2O3粉末的粒度为60μm、B2O3粉末的粒度为60μm、Y2O3粉末的粒度为40μm、Li2CO3粉末的粒度为40μm)。
按比例称量后先玻璃粉末加入无水乙醇或者去离子水，置于氧化铝球磨罐中进行湿磨混粉，干燥后将混合粉末放入电炉中加热至1700℃并保温5h，随后将熔融物料从取出水淬，得到高铝玻璃块；破碎后加入去离子水，球磨制得高铝玻璃涂层的料浆，再混入称量好的10wt％ZrSiO4粉末得到复合浆料(液固比为50vol.％)。将复合浆料刷涂或者喷涂到C/C复合材料基体表面，干燥后置于1400℃的管式炉中烧结10min，得到表面光滑致密的ZrSiO4-高铝玻璃涂层。为确保涂层的密封性，可对缺陷部位进行2-3次补涂。
实验结果
由于缺少中间层，ZrSiO4-高铝玻璃涂层不能与C/C基体粘合良好，所以进行氧化和热震测试时烧结的涂层样品在热应力作用下很容易产生贯穿裂纹，抗氧化性能明显下降，1400℃静态氧化56h后质量损失10％。
但是设计的ZrSiO4-高铝玻璃涂层在高温热冲击条件下，烧蚀性能下降不明显，在1500℃和2000℃下的质量烧蚀率分别为1.27mg/s和2.9mg/s。
对比例2
一种耐烧蚀抗热震的ZrSiO4-高铝玻璃/SiC陶瓷涂层，其通过下述步骤制备：
步骤1，基体预处理
将形状尺寸为10×10×10mm3的C/C复合材料基体用砂纸打磨，对边缘部位倒角处理，使用无水乙醇超声清洗并烘干备用；
步骤2，制备SiC陶瓷层
将按照质量分数分别为85wt％Si粉、10wt％C粉、5wt％Al2O3粉进行称量配粉，后将称量混合的粉末盛于氧化铝球磨罐中，采用氧化锆磨球进行干磨，将球磨罐置于辊式球磨机球磨混粉12h，取出获得均匀分布的包埋SiC涂层所用粉末。之后后将样品置于石墨坩埚中并用包埋粉覆盖填埋好，在石墨化炉中氩气保护气氛下以10℃/min升温到1900℃，保温2h后随炉冷却制得SiC涂层样品。
步骤3，制备ZrSiO4-高铝玻璃涂层
玻璃粉末的成分为74.3wt％SiO2、15wt％Al2O3、5.3wt％B2O3、2.7wt％Y2O3和2.7wt％Li2CO3粉末。其中ZrSiO4粉末的粒度为1μm、SiO2粉末的粒度为60μm、Al2O3粉末的粒度为60μm、B2O3粉末的粒度为60μm、Y2O3粉末的粒度为40μm、Li2CO3粉末的粒度为40μm。
按比例称量后先玻璃粉末加入无水乙醇或者去离子水，置于氧化铝球磨罐中进行湿磨混粉，干燥后将混合粉末放入电炉中加热至1600℃并保温3h，随后将熔融物料从取出水淬，得到非晶成分的高铝玻璃块；破碎后加入无水乙醇，球磨制得高铝玻璃涂层的料浆，再混入称量好的ZrSiO4粉末得到复合浆料(液固比为50vol.％)。将复合浆料刷涂或者喷涂到含有SiC陶瓷内涂层样品表面，干燥后置于1350℃的管式炉中烧结10min，得到表面光滑致密的ZrSiO4-高铝玻璃涂层。为确保涂层的密封性，可对缺陷部位进行2-3次补涂。
实验结果
由于降低铝含量，且没采用HTBS高熵陶瓷层；本对比例中所得ZrSiO4-高铝玻璃/SiC陶瓷涂层样品在氧化48小时后涂层已经鼓包变形，氧化失重8％以上。铝含量较低的玻璃成分在1400℃中粘度过低，涂层由于表面张力流动到一起，并持续鼓包导致基体与空气通过SiC接触。而SiC由于空洞、裂纹等缺陷，导致基体直接被氧化。
对比例3
一种抗氧化的ZrSiO4-玻璃/SiC陶瓷涂层，其通过下述步骤制备：
步骤1，基体预处理
将形状尺寸为10×10×10mm3的C/C复合材料基体用砂纸打磨，对边缘部位倒角处理，使用无水乙醇超声清洗并烘干备用；
步骤2，制备SiC陶瓷层
将按照质量分数分别为85wt％Si粉、10wt％C粉、5wt％Al2O3粉进行称量配粉，后将称量混合的粉末盛于氧化铝球磨罐中，采用氧化锆磨球进行干磨，将球磨罐置于辊式球磨机球磨混粉12h，取出获得均匀分布的包埋SiC涂层所用粉末。之后后将样品置于石墨坩埚中并用包埋粉覆盖填埋好，在石墨化炉中氩气保护气氛下以10℃/min升温到1900℃，保温2h后随炉冷却制得SiC涂层样品。
步骤3，制备ZrSiO4-玻璃涂层
玻璃粉末的成分为78wt％SiO2、4wt％Al2O3、5.3wt％B2O3、6.7wt％B2O3、3wt％Y2O3和3wt％Li2CO3粉末。ZrSiO4粉末的粒度为1μm、SiO2粉末的粒度为60μm、Al2O3粉末的粒度为60μm、B2O3粉末的粒度为60μm、Y2O3粉末的粒度为40μm、Li2CO3粉末的粒度为40μm。
按比例称量后首先玻璃粉末加入无水乙醇或者去离子水，置于氧化铝球磨罐中进行湿磨混粉，干燥后将混合粉末放入电炉中加热至1600℃并保温4h，随后将熔融物料从取出水淬，得到非晶成分的高铝玻璃块；破碎后加入醇水，球磨制得高铝玻璃涂层的料浆，再混入称量好的10％ZrSiO4粉末得到复合浆料(液固比为50vol.％)。将复合浆料刷涂或者喷涂到含有SiC陶瓷内涂层样品表面，干燥后置于1350℃的管式炉中烧结10min，得到表面光滑致密的ZrSiO4-玻璃涂层。为确保涂层的密封性，可对缺陷部位进行2-3次补涂。
实验结果
氧化条件：采用静态氧化实验，将涂层样品置于1200℃空气环境管式炉中，每隔一段时间在空气中取出冷却至室温，测量样品质量；制得的涂层样品氧化164h后明显失重，且失重速率急剧增加，在氧化233h时失重1.376wt％。
热震条件：将涂层样品置于1300℃空气环境管式炉中，每隔5分钟在空气中取出冷却至室温，测量样品质量；失重速率随热震次数的呈线性变化，热震19次的失重率已经达到了0.15wt％。换成1500℃空气环境进行热震实验，到19次，失重率已经大于0.4％。
对比例4
一种抗氧化的ZrO2-玻璃/SiC陶瓷涂层，其通过下述步骤制备：
步骤1，基体预处理
将形状尺寸为10×10×10mm3的C/C复合材料基体用砂纸打磨，对边缘部位倒角处理，使用无水乙醇超声清洗并烘干备用；
步骤2，制备SiC陶瓷层
将按照质量分数分别为85wt％Si粉、10wt％C粉、5wt％Al2O3粉进行称量配粉，后将称量混合的粉末盛于氧化铝球磨罐中，采用氧化锆磨球进行干磨，将球磨罐置于辊式球磨机球磨混粉12h，取出获得均匀分布的包埋SiC涂层所用粉末。之后后将样品置于石墨坩埚中并用包埋粉覆盖填埋好，在石墨化炉中氩气保护气氛下以10℃/min升温到1900℃，保温2h后随炉冷却制得SiC涂层样品。
步骤3，制备ZrO2-玻璃涂层
玻璃粉末的成分为78wt％SiO2、4wt％Al2O3、5.3wt％B2O3、6.7wt％B2O3、3wt％Y2O3和3wt％Li2CO3粉末。ZrO2粉末的粒度为1μm、SiO2粉末的粒度为60μm、Al2O3粉末的粒度为60μm、B2O3粉末的粒度为60μm、Y2O3粉末的粒度为40μm、Li2CO3粉末的粒度为40μm。
按比例称量后首先玻璃粉末加入无水乙醇或者去离子水，置于氧化铝球磨罐中进行湿磨混粉，干燥后将混合粉末放入电炉中加热至1600℃并保温4h，随后将熔融物料从取出水淬，得到非晶成分的高铝玻璃块；破碎后加入无水乙醇或去离子水，球磨制得高铝玻璃涂层的料浆，再混入称量好的5wt％ZrO2粉末得到复合浆料。将复合浆料刷涂或者喷涂到含有SiC陶瓷内涂层样品表面，干燥后置于1350℃的管式炉中烧结10min，得到表面光滑致密的ZrO2-玻璃涂层。为确保涂层的密封性，可对缺陷部位进行2-3次补涂。
实验结果
氧化条件：采用静态氧化实验，将涂层样品置于1200℃空气环境管式炉中，每隔一段时间在空气中取出冷却至室温，测量样品质量；制得的涂层样品氧化164h后明显失重，且失重速率急剧增加，在氧化397h时失重1.376wt％。
热震条件：将涂层样品置于1300℃空气环境管式炉中，每隔5分钟在空气中取出冷却至室温，测量样品质量；失重速率随热震次数的呈线性变化，热震19次的失重率为0.31wt％。换成1500℃空气环境进行热震实验，到19次，失重率已经大于0.5wt％。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，本发明的保护范围不限此任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种耐烧蚀抗热震的硅酸锆-高铝玻璃/HTBS高熵陶瓷涂层，其特征在于：沿着基体材料表面向外依次包括HTBS高熵陶瓷过渡层和ZrSiO4-高铝玻璃涂层；
所述HTBS高熵陶瓷过渡层所用原料为酚醛树脂溶液、HfC、TaC、B4C、SiC；其中HfC、TaC、B4C的摩尔比为0.8~1.2：0.8~1.2：0.8~1.2；HfC、TaC和B4C混合粉与SiC、酚醛树脂溶液的质量比为0.8~1.2：0.8~1.2：1.6~2.4；
所述ZrSiO4-高铝玻璃涂层由10-40wt%ZrSiO4和高铝玻璃组成；所述高铝玻璃所用原料包括：
54-80wt%SiO2、10.05-30wt%Al2O3、0-6wt%B2O3、2-5wt%Y2O3和2-5wt%Li2CO3。
2.根据权利要求1所述的一种耐烧蚀抗热震的硅酸锆-高铝玻璃/HTBS高熵陶瓷涂层，其特征在于：
HfC、TaC和B4C摩尔比为1：1：1；HfC、TaC和B4C混合总量与SiC、酚醛树脂溶液的质量比为1：1：2。
3.根据权利要求1所述的一种耐烧蚀抗热震的硅酸锆-高铝玻璃/HTBS高熵陶瓷涂层，其特征在于：所用SiC粉、HfC粉、TaC粉、B4C粉的平均粒径2-10μm，纯度不低于99.9%。
4.根据权利要求1所述的一种耐烧蚀抗热震的硅酸锆-高铝玻璃/HTBS高熵陶瓷涂层，其特征在于：所述ZrSiO4-高铝玻璃涂层由10-20wt%ZrSiO4和90-80wt%的玻璃粉末混合制成，其中玻璃粉末的原材料由60-80wt%SiO2、15-30wt%Al2O3、0-6wt%B2O3、2-3wt%Y2O3和2-3wt%Li2CO3粉末混合而成。
5.根据权利要求1所述的一种耐烧蚀抗热震的硅酸锆-高铝玻璃/HTBS高熵陶瓷涂层，其特征在于：所述ZrSiO4的粒径为1～5μm，SiO2、Al2O3、B2O3、Y2O3、Li2CO3的粒径为5～50μm；所述ZrSiO4-玻璃涂层原材料的纯度不低于98.0%，采用水淬破碎后球磨制得。
6.根据权利要求1所述的一种耐烧蚀抗热震的硅酸锆-高铝玻璃/HTBS高熵陶瓷涂层，其特征在于：所述基体材料为C/C复合材料。
7.一种制备如权利要求1-6任意一项所述的耐烧蚀抗热震的硅酸锆-高铝玻璃/HTBS高熵陶瓷涂层的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，基体预处理
将基体用砂纸打磨，对边缘部位倒角处理，使用无水乙醇超声清洗并烘干备用；
步骤2，制备HTBS高熵陶瓷过渡层
将按设计组分配取的HTBS高熵陶瓷过渡层的各原材料混合均匀并制成浆料悬浮液，将步骤1预处理后的基体浸入上述浆料悬浮液中，随后取出干燥，之后在箱式炉中150-200℃下固化1-3h，随后在600-800℃氮气气氛中热解1-5h，在基体表面形成多孔HfC-TaC-SiC-B4C-C涂层；
步骤3，制备ZrSiO4-高铝玻璃涂层
将按设自组分配取的ZrSiO4-高铝玻璃涂层各原料熔化后水淬制得的ZrSiO4-高铝玻璃涂层原材料，将所得原料配成固含量为40-60vol.%的料浆，搅拌均匀后超声分散10-60min，制得分散均匀的玻璃陶瓷外涂层料浆；随后，将浆料涂覆到所形成的HfC-TaC-SiC-B4C-C涂层上，干燥后置于1300℃-1500℃烧结，得到表面光滑致密的ZrSiO4-高铝玻璃涂层。
8.根据权利要求7所述的一种耐烧蚀抗热震的硅酸锆-高铝玻璃/HTBS高熵陶瓷涂层的制备方法，其特征在于：
将多孔层涂覆的样品放入底部装有硅粉的石墨坩埚中，然后将坩埚加热至1600-2000℃，并在真空炉中保持0.5-3h，得到高熵陶瓷致密过渡层。
9.一种如权利要求1-6任意一项所述的耐烧蚀抗热震的硅酸锆-高铝玻璃/HTBS高熵陶瓷涂层，其特征在于：所述涂层用作防护涂层用于保护碳质基材。
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