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专利摘要

本发明公开了掺杂陶瓷抗烧蚀相的热喷涂粉体及其制备器件和方法。该粉体由陶瓷相和润滑相材料组成，其中陶瓷相掺杂能够有效降低润滑相材料在热喷涂过程中的烧蚀损耗，使其在热喷涂涂层中得以保留，并与硬质相、粘结相等复合共同形成高温自润滑耐磨涂层。陶瓷抗烧蚀相和润滑相材料的复合通过溶胶凝胶法实现：将润滑相粉体材料加入陶瓷前驱体溶胶中形成悬浊液，在陈化反应过程中，润滑相材料能够均匀地分布于凝胶微球中，然后经过高温烧结步骤，即形成润滑相材料与陶瓷抗烧蚀相复合的热喷涂微球粉体材料。该方法操作简单、方便，容易实现，易于工业化生产，可以高效制备抗烧蚀的润滑相热喷涂粉体材料，满足多相复合高温自润滑耐磨涂层的制备需求。 ......

基本信息

专利类型:
发明专利
申请/专利号:
CN202010181493.9
申请日期:
2020-03-16
专利申请人:
["清华大学","北京科技大学"]
分类号:
C23C4/12 ; C23C4/10 ; C23C4/126
发明/设计人:
陈皓生，梁帅帅，张萌，李疆，邵天敏
权利要求: 1.一种用于制备热喷涂粉体的器件，其特征在于，所述热喷涂粉体包括：润滑相材料和陶瓷抗烧蚀相材料；所述器件包括：外相流体单元和阶梯乳化发生结构；其中，所述外相流体单元具有外相流体入口和溶胶液滴出口，所述外相流体单元内具有容纳空间；所述阶梯乳化发生结构设在所述容纳空间内，所述阶梯乳化发生结构包括多个层叠设置的阶梯乳化发生单元和连通各个所述阶梯乳化发生单元的连通通道，每个所述阶梯乳化发生单元包括一个内相流体通道层和一个内相流体台阶层，所述内相流体通道层邻近所述内相流体台阶层的表面上具有多个隔离件，所述多个隔离件在所述内相流体通道层邻近所述内相流体台阶层的表面形成多个同心环形，所述内相流体通道层与所述内相流体台阶层之间形成流体通道；所述内相流体通道层的顶部具有内相流体入口，所述内相流体入口连通至所述流体通道；所述内相流体通道层的边缘分布设有多个凸起结构，所述流体通道邻近所述凸起结构处具有内相流体出口。2.根据权利要求1所述的器件，其特征在于，所述流体通道的高度为40～60μm。3.根据权利要求1所述的器件，其特征在于，所述凸起结构的宽度为170～190μm。4.一种用于制备热喷涂粉体的方法，其特征在于，所述热喷涂粉体包括：润滑相材料和陶瓷抗烧蚀相材料；所述方法包括：(1)将润滑相材料、陶瓷相材料前驱体、添加剂和溶剂混合，得到内相混合液；(2)制作得到权利要求1～3任一项所述的器件；向所述器件的外相流体单元内注入油相溶液，向所述器件的内相流体入口内注入内相混合液，进行乳化反应，得到溶胶液滴；(3)对所述溶胶液滴进行陈化处理，得到固化的凝胶微球；(4)将所述固化的凝胶微球进行清洗；(5)将清洗后的凝胶微球进行烘干和烧结处理，得到所述热喷涂粉体。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(1)进一步包括：将所述润滑相材料、所述陶瓷相材料前驱体和溶剂混合，得到第一混合液；将所述添加剂和溶剂混合，得到第二混合液；将所述第一混合液和所述第二混合液混合，得到所述内相混合液。6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述润滑相材料为选自氟化钙、氟化钡中的至少之一。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述润滑相材料为氟化钙-氟化钡共晶。8.根据权利要求4所述的方法，所述油相溶液为矿物油溶液。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述矿物油溶液中含有表面活性剂。10.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述润滑相材料和所述陶瓷抗烧蚀相材料以弥散的结构形式存在。11.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述润滑相材料选自氟化钙、氟化钡中的至少之一。12.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述陶瓷抗烧蚀相材料为二氧化锆。13.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述热喷涂粉体的平均粒径为55～105μm。