【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及陶瓷增材制造，尤其涉及一種應用于硅基陶瓷表面的氧化釔惰性涂層及其制備方法與應用。
技術介紹
1、鎳基高溫合金單晶空心渦輪葉片具有良好的高溫綜合性能，已常用于先進航空發動機和工業燃氣輪機的熱段部件，近年來，為提高單晶渦輪葉片的高溫性能，新一代高熔點高溫合金，如cmsx-4、cmsx-10、tms-138和pwa1497被應用于制備單晶葉片。陶瓷型芯作為形成航空發動機渦輪葉片復雜氣冷結構的關鍵轉接件，可有效提升航空發動機的性能。氧化硅基陶瓷由于具有優異的高溫穩定性和易脫除的優點而被廣泛應用于陶瓷型芯領域。但是由于高溫合金熔點的提高和葉片尺寸的增加導致單晶葉片制備過程中鑄造溫度高，鑄造時間長。因此，高溫合金與氧化硅基陶瓷型芯的界面反應趨勢更加突出，嚴重影響葉片表面附近的元素組成和質量。
2、因此，如何避免陶瓷型芯在澆鑄過程中的界面反應是硅基陶瓷型芯面臨的主要問題。
技術實現思路
1、本專利技術所要解決的技術問題在于針對上述現有技術的不足，提供一種應用于硅基陶瓷表面的氧化釔惰性涂層及其制備方法與應用，該方法能夠避免硅基陶瓷型芯在澆鑄過程中與高溫合金的界面反應，以促進空心渦輪葉片精密鑄造領域的應用。
2、為解決上述技術問題，本專利技術采用的技術方案如下：
3、本專利技術提出了應用于硅基陶瓷表面的氧化釔惰性涂層，所述應用于硅基陶瓷表面的氧化釔惰性涂層由以下重量份的原料制成：基體材料90份～96份、礦化改性劑0份～2份、燒結助劑4份～8份；>
4、所述涂料助劑由以下質量分數的原料組成：粘結劑97％～99.5％、消泡劑0.05％～0.2％，流平劑0.3％～1％，染色劑0.5％～2％；
5、所述基體材料為氧化釔，所述礦化改性劑為碳化硼，所述燒結助劑為氧化鋁和二氧化鈦的混合物，所述粘結劑為硅溶膠和聚乙烯醇的混合物，所述消泡劑為正辛醇，所述流平劑為byk333，所述染色劑為鋁酸鈷或氧化鉻。
6、優選地，所述氧化釔包括3種粒度范圍的氧化釔：50nm＜d1≤150nm，1μm＜d2≤45μm，45μm＜d3≤75μm。
7、優選地，所述粘結劑由以下重量份的原料組成：硅溶膠0份～30份、聚乙烯醇1.4份～2份、去離子水68.6份～98份。
8、優選地，所述礦化改性劑為粒徑為10nm～200nm的粉體。
9、本專利技術還提供了上述的應用于硅基陶瓷表面的氧化釔惰性涂層的制備方法，該方法包括以下步驟：
10、s1、將涂料助劑和氧化釔復合陶瓷粉體在轉速為200rpm～500rpm的轉速下球磨2h～5h，得到可用于制備惰性涂層的陶瓷漿料；
11、s2、將s1中得到的可用于制備惰性涂層的陶瓷漿料進行抽真空10min～20min；
12、s3、將s2中得到的陶瓷漿料取出，對硅基陶瓷利用浸漬法或噴槍噴涂法制備1～5層涂層，浸漬法浸漬時間為0～5min，在噴涂中將噴槍槍口放置在距離試件5cm～20cm處進行噴涂，將每次噴涂完成的試件自然風干后在進行下一次涂層；
13、s4、將s3中得到的附有氧化釔惰性涂層的硅基陶瓷坯體置于燒結爐中，在空氣氣氛下，以0.5℃/min～3℃/min的升溫速率從室溫升溫至850℃～1100℃，保溫2h～6h后，得到附有氧化釔惰性涂層的硅基陶瓷；
14、優選地，s4中所述附有氧化釔惰性涂層的硅基陶瓷的涂層厚度為8μm～60μm，氣孔率為20％～23.5％。
15、本專利技術還提供了上述應用于硅基陶瓷表面的氧化釔惰性涂層的應用，所述應用于硅基陶瓷表面的氧化釔惰性涂層用于空心渦輪葉片精密鑄造領域。
16、與相關技術相比較，本專利技術提供的應用于硅基陶瓷表面的氧化釔惰性涂層及其制備方法與應用具有如下有益效果：
17、1、本專利技術將氧化釔作為涂層材料基體，基于其卓越的惰性，能夠有效的將氧化硅基陶瓷型芯基體與澆鑄過程中的高溫合金隔離，顯著防止了其在陶瓷型芯澆鑄過程中與高溫合金的界面反應有助于空心渦輪葉片的尺寸精度，通過引入碳化硼，其具有極高的硬度、耐磨性，在高溫燒結過程中被氧化，生成氧化硼促進材料的燒結過程，使材料更加致密，減少氣孔率，更好的提高陶瓷型芯的強度和韌性；
18、2、本專利技術制備的應用于硅基陶瓷表面的氧化釔惰性涂層氣孔率為20％～23.5％，涂層厚度為8μm～60μm，氧化釔惰性涂層與氧化硅基陶瓷的界面結合強度為0.75mpa～1mpa，實現了空心渦輪葉片的高精度精密鑄造。
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1.一種應用于硅基陶瓷表面的氧化釔惰性涂層，其特征在于，所述應用于硅基陶瓷表面的氧化釔惰性涂層由以下重量份的原料制成：涂料助劑65份～72份，余量為氧化釔復合陶瓷粉體；
2.如權利要求1所述的應用于硅基陶瓷表面的氧化釔惰性涂層，其特征在于，所述氧化釔包括3種粒度范圍的氧化釔：50nm＜d1≤150nm，1μm＜d2≤45μm，45μm＜d3≤75μm。
3.如權利要求1所述的應用于硅基陶瓷表面的氧化釔惰性涂層，其特征在于，所述粘結劑由以下重量份的原料組成：硅溶膠0份～30份、聚乙烯醇溶液0.4份～4份、去離子水66份～99.6份。
4.如權利要求1所述的應用于硅基陶瓷表面的氧化釔惰性涂層，其特征在于，所述礦化改性劑為粒徑為10nm～200nm的粉體。
5.一種制備如權利要求1-4任一所述的氧化釔惰性涂層的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：
6.如權利要求5所述的應用于硅基陶瓷表面的氧化釔惰性涂層及其制備方法與應用，其特征在于，所述S4中所述附有氧化釔惰性涂層的硅基陶瓷的涂層厚度為8μm～60μm，氣孔率為20％～2
7.一種如權利要求5所述制備方法制備的附有氧化釔惰性涂層的硅基陶瓷的應用，其特征在于，所述附有氧化釔惰性涂層的硅基陶瓷用于陶瓷型芯精密鑄造。
...【技術特征摘要】
1.一種應用于硅基陶瓷表面的氧化釔惰性涂層，其特征在于，所述應用于硅基陶瓷表面的氧化釔惰性涂層由以下重量份的原料制成：涂料助劑65份～72份，余量為氧化釔復合陶瓷粉體；
2.如權利要求1所述的應用于硅基陶瓷表面的氧化釔惰性涂層，其特征在于，所述氧化釔包括3種粒度范圍的氧化釔：50nm＜d1≤150nm，1μm＜d2≤45μm，45μm＜d3≤75μm。
3.如權利要求1所述的應用于硅基陶瓷表面的氧化釔惰性涂層，其特征在于，所述粘結劑由以下重量份的原料組成：硅溶膠0份～30份、聚乙烯醇溶液0.4份～4份、去離子水66份～99.6份。
4.如權利要求1所述的應用于硅基陶瓷表面的...
【專利技術屬性】
技術研發人員：許西慶，王安睿，楊永康，賈子祺，王豎淮，郭旭森，
申請(專利權)人：長安大學，
類型：發明
國別省市：
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