專利名稱：一種陶瓷與有機(jī)粘結(jié)劑的復(fù)合材料涂層的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)械、冶金、化工、電力等工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的一種在材料表面制備具有優(yōu)越耐磨損與耐腐蝕性能的涂層的制備方法，具體涉及一種陶瓷與有機(jī)粘結(jié)劑的復(fù)合材料涂層的制備方法。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是一種陶瓷與有機(jī)粘結(jié)劑的復(fù)合材料涂層的方法，包括以下步驟1)首先采用熱噴涂方法在材料表面制備陶瓷涂層；2)然后使用具有流動性與粘結(jié)性能的有機(jī)粘結(jié)劑涂覆在涂層表面；3)根據(jù)所選用的粘結(jié)劑的性質(zhì)、涂層氣孔尺寸和分布以及涂層與粘結(jié)劑之間的潤濕性控制浸滲和固化的溫度和時間，使粘結(jié)劑在完全固化之前滲入涂層內(nèi)，并在其中固化，使粘結(jié)劑與多孔陶瓷涂層牢固地粘結(jié)在一起。
本發(fā)明的其它一些特點(diǎn)是，所述熱噴涂方法可以是等離子噴涂方法或普通火焰噴涂或超音速火焰噴涂方法或亞音速火焰噴涂或電弧噴涂或高速電弧噴涂方法。
所述陶瓷涂層是指包括陶瓷涂層在內(nèi)的整個涂層，可以是單純的陶瓷涂層，也可以是先采用金屬或合金或金屬陶瓷或陶瓷或他們的混合物打底之后再噴涂的陶瓷涂層。
所述熱噴涂陶瓷涂層的材料可以是純粹的陶瓷材料也可以是混合或復(fù)合的陶瓷材料，純粹的陶瓷材料可以是氧化物或碳化物或氮化物或硼化物。
所述粘結(jié)劑為具有一定粘結(jié)強(qiáng)度的可以作為粘結(jié)劑使用的有機(jī)高分子材料，在一定溫度范圍內(nèi)具有一定流動性和對基體的潤濕性。
所述的有機(jī)粘結(jié)劑可為單組分的粘結(jié)劑，也可以是雙組分、或多組分的粘結(jié)劑，還可以是幾種粘結(jié)劑混合的粘結(jié)劑。
所述粘結(jié)劑的浸滲與固化可以同時進(jìn)行，也可以單獨(dú)進(jìn)行。
所述粘結(jié)劑滲入到涂層內(nèi)部；可以一直浸滲到包括陶瓷涂層與基體的界面的整個陶瓷涂層，也可以只浸滲到陶瓷涂層的內(nèi)部。
所述粘結(jié)劑的涂覆與浸滲可以在相同壓力下進(jìn)行，也可以在不同壓力下進(jìn)行。
本發(fā)明制備的陶瓷與有機(jī)粘結(jié)劑構(gòu)成的復(fù)合涂層，不僅可以將涂層內(nèi)的氣孔填充封閉，將粒子用粘結(jié)劑牢固地粘結(jié)在一起，顯著提高涂層的內(nèi)聚結(jié)合強(qiáng)度、耐磨損性能與耐腐蝕性能等多種性能；同時，還可以將基體與涂層牢固的粘結(jié)在一起，提高涂層與基體的結(jié)合強(qiáng)度，阻止腐蝕介質(zhì)腐蝕基體，從而提高涂層的綜合性能、壽命與可靠性。
四

圖1為采用本發(fā)明的方法制備的一種復(fù)合涂層的顯微組織照片；圖2為等離子噴涂Al2O3涂層的顯微組織照片；圖3為采用本發(fā)明的方法制備的一種復(fù)合涂層與噴涂態(tài)涂層的90°相對沖蝕磨損量對比照片；圖4為采用本發(fā)明的方法制備的另一種復(fù)合涂層與噴涂態(tài)涂層的90°相對沖蝕磨損量對比照片。
依照本發(fā)明的技術(shù)方案，具體實(shí)施方案包括以下步驟(1)采用熱噴涂方法制備陶瓷涂層；(2)將在一定溫度范圍內(nèi)具有流動性的粘結(jié)劑置于涂層表面；(3)進(jìn)行浸滲與固化處理控制涂層溫度使粘結(jié)劑在具有流動性時浸滲到涂層內(nèi)部，使粘結(jié)劑與陶瓷涂層粘結(jié)在一起構(gòu)成本發(fā)明所述的復(fù)合材料。
以下是發(fā)明人給出的實(shí)施例
表1

實(shí)施例2參見圖1、圖2。圖1為采用本發(fā)明的方法制備的一種復(fù)合涂層的顯微組織照片，圖2為等離子噴涂Al2O3涂層的顯微組織照片。采用等離子噴涂制備Al2O3陶瓷涂層，將涂層在0.2大氣壓的壓力加熱到300℃然后冷卻到150℃后涂覆Plasmatex Klebbi粘結(jié)劑，然后在大于一個大氣壓的壓力下進(jìn)行浸滲和固化后制得一種復(fù)合涂層，采用掃描電鏡拍攝顯微組織照片。與噴涂態(tài)涂層相比，本發(fā)明所制備的復(fù)合涂層組織更為致密，有利于提高涂層的耐磨損性能和耐腐蝕性能。
權(quán)利要求
1.一種基于熱噴涂制備陶瓷與有機(jī)粘結(jié)劑的復(fù)合材料涂層的方法，其特征在于，按以下步驟進(jìn)行1)首先采用熱噴涂方法在材料表面制備陶瓷涂層；2)然后使用具有流動性與粘結(jié)性能的有機(jī)粘結(jié)劑涂覆在涂層表面；3)進(jìn)行浸滲與固化處理，粘結(jié)劑將陶瓷涂層內(nèi)部的粒子之間牢固地粘結(jié)在一起，并將整個涂層與基體牢固地粘結(jié)在一起。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷與有機(jī)粘結(jié)劑的復(fù)合材料涂層的制備方法，其特征在于，所述陶瓷涂層是指包括陶瓷涂層在內(nèi)的整個涂層，可以是單純的陶瓷涂層，也可以是先采用金屬或合金或金屬陶瓷或陶瓷或他們的混合物打底之后再噴涂的陶瓷涂層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷與有機(jī)粘結(jié)劑的復(fù)合材料涂層的制備方法，其特征在于，所述熱噴涂陶瓷涂層的材料可以是純粹的陶瓷材料也可以是混合或復(fù)合的陶瓷材料，純粹的陶瓷材料可以是氧化物或碳化物或氮化物或硼化物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷與有機(jī)粘結(jié)劑的復(fù)合材料涂層的制備方法，其特征在于，所述粘結(jié)劑為具有一定粘結(jié)強(qiáng)度的可以作為粘結(jié)劑使用的有機(jī)高分子材料，在一定溫度范圍內(nèi)具有一定流動性和對基體的潤濕性。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的陶瓷與有機(jī)粘結(jié)劑的復(fù)合材料涂層的制備方法，其特征在于，所述的有機(jī)粘結(jié)劑可為單組分的粘結(jié)劑，也可以是雙組分、或多組分的粘結(jié)劑，還可以是幾種粘結(jié)劑混合的粘結(jié)劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷與有機(jī)粘結(jié)劑的復(fù)合材料涂層的制備方法，其特征在于，所述粘結(jié)劑的浸滲與固化根據(jù)所選用的粘結(jié)劑的性質(zhì)、涂層氣孔尺寸和分布以及涂層與粘結(jié)劑之間的潤濕性控制浸滲和固化的溫度和時間，使粘結(jié)劑在完全固化之前滲入涂層內(nèi)，并在其中固化。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷與有機(jī)粘結(jié)劑的復(fù)合材料涂層的制備方法，其特征在于，所述粘結(jié)劑的浸滲與固化可以同時進(jìn)行，也可以單獨(dú)進(jìn)行。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷與有機(jī)粘結(jié)劑的復(fù)合材料涂層的制備方法，其特征在于，所述粘結(jié)劑滲入到涂層內(nèi)部；可以一直浸滲到包括陶瓷涂層與基體的界面的整個陶瓷涂層，也可以只浸滲到陶瓷涂層的內(nèi)部。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷與有機(jī)粘結(jié)劑的復(fù)合材料涂層的制備方法，其特征在于，所述粘結(jié)劑的涂覆與浸滲可以在相同壓力或溫度下進(jìn)行，也可以在不同壓力或溫度下進(jìn)行，可以在大氣的氣氛中進(jìn)行，也可以在與粘結(jié)劑有較好吸附性的氣體氣氛下進(jìn)行，還可以在真空條件下浸滲。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種在材料表面制備陶瓷與有機(jī)粘結(jié)劑材料構(gòu)成的復(fù)合涂層及其制備方法，該方法首先采用熱噴涂方法制備陶瓷涂層，然后再用有機(jī)粘結(jié)劑浸滲，使有機(jī)粘結(jié)劑從涂層的表面滲入整個涂層的氣孔內(nèi)，并可以達(dá)到涂層與基體的界面，將涂層內(nèi)的空隙充分填充，并將未完全結(jié)合在一起的粒子以及涂層與基體界面粘結(jié)在一起，而構(gòu)成陶瓷與有機(jī)粘結(jié)劑復(fù)合材料涂層。該復(fù)合涂層可以廣泛用于電力、化工等領(lǐng)域，能夠有效提高單一陶瓷涂層的耐磨性、強(qiáng)度、耐腐蝕、絕緣與密封等性能。
文檔編號C04B41/82GK1431170SQ0311444
公開日2003年7月23日 申請日期2003年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月17日
發(fā)明者李長久, 楊冠軍, 大森明 申請人:西安交通大學(xué)