1.前言
难熔金属及其合金材料具有高熔点、高抗热冲击、高的高温强度及导电、导热性、低的热膨胀系数等优异的高温性能。W作为一种典型难熔金属，被广泛应用于超高温领域[1-4]。然而W及其合金材料高温抗氧化性能差，1200℃左右将发生灾难性氧化破坏致使材料失效，从而严重制约了W及其合金材料在超高温领域的应用[5-6]。随着航空航天科学技术的飞速发展，超高温、长时间、强氧化等服役环境对难熔金属超高温、长时间抗烧蚀性能提出苛刻要求。国内外学者为提高难熔金属高温抗氧化性能开展了大量研究，其中表面防护涂层技术成为近年来研究热点。
近年来，硅化物涂层以其优异的高温抗氧化性能成为当前国际上主流的高温抗氧化涂层体系，其制备方法主要包括反应烧结法、包渗法和热喷涂等。 国外硅化物涂层研究以美国的Durak—B(MoSi2添加Zr、B)涂层和俄罗斯的MoSi2涂层为代表，并在其多个航空航天器上得到应用，应用对象主要为铌合金、钽合金和钼合金高温结构部件。Durak—B图层采用包渗法制备于钼合金表面，20世纪60年代大量应用于阿波罗服务舱和月球舱发动机;俄罗斯的MoSi2涂层采用CVD或PVD沉积钼层后包渗的工艺制备于铌钨合金(Nb521)表面，静态1 800℃下寿命可达10～20 h，广泛应用于卫星、空间站及航天飞机。在国内，硅化物涂层是目前型号应用的唯一涂层，以航天材料及工艺研究所的“815”及“056”涂层为代表，大气1600℃氧化寿命不低于10h，应用与神舟飞船推进舱姿控、变轨、制动发动机等[7]。然而，面对现阶段≥1700℃超高温条结构部件的性能需求，研究难熔金属W及其合金表面的超高温抗氧化涂层具有极大的应用意义。目前，国内外关于这方面的报道较少。本文采用料浆多步反应烧结法在W基合金表面制备W-Si-ZrO2-Y2O3涂层，并对其制备工艺、组织形貌及高温抗氧化行为展开了初步研究。
2.实验
本实验基材采用粉末冶金方法制备的W基合金，采用线切割将其加工成90mm×10mm×2mm长条状试样，经砂纸打磨、酸洗、碱洗、酒精超声波清洗、干燥备用。
将高纯度W粉(纯度≥99%，粒度≤10μm)、ZrO2粉(纯度≥99%，粒度≤10μm)、Y2O3粉(纯度≥99%，粒度10≤μm)、Si粉与粘接剂及烧结助剂混合，以无水
声明：
“W合金表面制备W-Si-ZrO2-Y2O3高温抗氧化涂层工艺及性能研究” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色网
来源：中南大学 粉末冶金国家重点实验室
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2025年05月23日 ~ 25日 
