專利名稱：一種原位生成超細(xì)晶碳化物金屬陶瓷涂層的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于超細(xì)晶碳化物陶瓷涂層的技術(shù)，特別是提供了一種原位生成超細(xì)晶碳化物金屬陶瓷涂層的制備方法，采用電熱爆炸超高速噴涂法原位生成碳化物金屬陶瓷。
背景技術(shù)：
碳化物金屬陶瓷涂層及碳化物-金屬復(fù)合涂層具有優(yōu)異的耐磨性能，在電力、冶金、石油化工、汽車、造紙、航空航天等民用和國防工業(yè)領(lǐng)域耐磨部件的制造、加工和修復(fù)中具有廣泛的用途。
傳統(tǒng)制備碳化物陶瓷及陶瓷/金屬復(fù)合涂層熱噴涂技術(shù)的局限性在于1、需利用預(yù)制好的陶瓷粉末，陶瓷相通常以外加復(fù)合的方式混合在噴涂原材料(粉末、絲等)中，須采用高溫?zé)嵩醇訜崽沾煞勰?br> 2、采用常規(guī)熱噴涂法制備碳化物陶瓷及陶瓷/金屬復(fù)合涂層具有原材料成本高、噴涂條件苛刻、陶瓷相顆粒較粗、陶瓷/金屬界面易受污染，涂層性能較差(孔隙率高、涂層與基體為機械結(jié)合，結(jié)合強度僅幾十MPa)等局限性，極大地限制了碳化物陶瓷涂層的應(yīng)用和推廣。例如，HVOF由于火焰溫度僅3000K左右，僅能噴涂WC-Co陶瓷粉末；而等離子噴涂法雖能熔化TiC等高熔點陶瓷粉末，但工藝參數(shù)難以控制，陶瓷粉末在加熱過程中易失碳或氧化。對于TiC及其與金屬復(fù)合的涂層，由于TiC可潤濕性較差，采用傳統(tǒng)熱噴涂技術(shù)難以獲得較高性能的涂層。
反應(yīng)熱噴涂技術(shù)是近年來發(fā)展起來的一種制備陶瓷/金屬復(fù)合涂層的技術(shù)，它可將材料的原位反應(yīng)合成技術(shù)(也稱“自蔓蔓延高溫合成技術(shù)”)與熱噴涂技術(shù)相結(jié)合，使涂層材料的合成與沉積一步完成。但現(xiàn)有反應(yīng)熱噴涂技術(shù)需借助現(xiàn)有的熱噴涂技術(shù)(火焰噴涂或等離子噴涂)，仍存在以下局限性1、利用高溫?zé)嵩纯焖偌訜釃娡糠勰?，由于粉末在高溫區(qū)停留的時間短，必需利用組元間發(fā)生強放熱反應(yīng)(如TiC)才能形成碳化物陶瓷相；而對于具有弱放熱反應(yīng)的組元(如W-C、Mo-C等)則難以形成陶瓷相。
2、由于利用瞬態(tài)高溫?zé)嵩醇訜釃娡糠勰y以在短時間熔化難熔金屬并合成難熔金屬碳化物陶瓷涂層，如WC、TaC、ZrC、NbC等。
3、噴涂粒子速度受現(xiàn)有熱噴涂技術(shù)的限制，等離子噴涂的粒子速度一般小于600m/s，HVOF噴涂的粒子速度一般小于1000m/s，火焰噴涂的粒子速度則低于100m/s；故所得涂層與基體一般為機械結(jié)合；涂層孔隙率、結(jié)合強度等關(guān)鍵指標(biāo)難以提高。
4、反應(yīng)熱噴涂粉末一般采用簡單機械混合粉或團聚粉(添加少量的有機粘結(jié)劑制粒)，其在高速焰流作用下反應(yīng)組元容易分離，造成相當(dāng)一部組元粉末無法完成反應(yīng)，可造成涂層成分不均勻、涂層質(zhì)量不穩(wěn)定。
5、目前已有反應(yīng)熱噴涂法制備TiC金屬基陶瓷復(fù)合涂層技術(shù)的報道，涂層中陶瓷相所占質(zhì)量比一般低于50％，不能得到高硬度的完全碳化物陶瓷相涂層。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種原位生成超細(xì)晶碳化物金屬陶瓷涂層的制備方法，通過電熱爆炸超高速噴涂來原位生成碳化物陶瓷。解決現(xiàn)有熱噴涂技術(shù)不易制備碳化物陶瓷(特別是不能原位生成難熔金屬碳化物陶瓷涂層)的技術(shù)難點；具有成本低、易操作、涂層與基體達到冶金結(jié)合、涂層厚度大的優(yōu)點。
與現(xiàn)有反應(yīng)熱噴涂法不同的是，本發(fā)明利用沖擊大電流(沖擊大電流波形的第一個半波的幅值在50-250kA范圍)對噴涂材料進行體內(nèi)快速均勻加熱(其它熱噴涂大多采用氣體熱源對噴涂材料體外加熱的方法)，使噴涂材料(金屬箔和碳粉)在50-100μs內(nèi)被快速加熱到高于其熔點的溫度，并使組元在極高溫度下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)直接生成熔融的碳化物陶瓷微小顆粒，通過噴槍內(nèi)電爆炸產(chǎn)生的高溫高壓氣體推動熔融顆粒從噴槍底部向槍口高速運動，撞擊基體后形成快速凝固的涂層。涂層平均晶粒尺寸可小于1μm，當(dāng)單次噴涂厚度小于15μm時，可得到晶粒尺寸小于500nm的涂層。具體工藝如下1、采用金屬箔包裹碳粉，制成粉芯絲。為了形成碳化物陶瓷相，必須按碳化物分子式中金屬與碳的原子比來計算金屬箔和碳的質(zhì)量百分比。設(shè)碳化物的分子式為MxCy(M代表金屬)，則粉芯絲中，金屬箔所占質(zhì)量比為xAmxAm+yAc,]]>碳所占質(zhì)量比為yAcxAm+yAc]]>上式中，Am表示金屬的原子量，AC表示碳的原子量。碳粉的粒度在1-10μm均可。金屬箔的厚度在30-120μm范圍內(nèi)均可，粉芯絲的橫截面可分為圓截面或矩形截面兩種，其橫截面積在0.5-3mm2范圍。粉芯絲的有效噴涂長度在45-130mm范圍。
2、粉芯絲被布置在一個電熱爆炸噴槍內(nèi)。粉芯絲置于噴槍底部，其兩端與噴槍內(nèi)膛底部的電極分別相連接，并用陶瓷壓條使粉芯絲兩端與電極接觸良好。噴槍的主要作用是約束爆炸微粒向四周邊緣飛散、使噴涂顆粒在噴槍槍口處作近似一維運動。噴槍的兩個外電極分別與沖擊大電流裝置(沖擊大電流波形第一個半波的幅值在50-250kA范圍)的放電回路的高、低壓側(cè)連接，噴槍出口與基材待涂覆表面保持適當(dāng)距離，為10-30mm。噴槍內(nèi)膛底部封閉，另一端開口。噴槍內(nèi)膛為矩形橫截面(槍膛深度方向尺寸不變)，其寬度在6-20mm范圍，長度在45-130mm范圍，噴槍內(nèi)膛深度在50-130mm范圍。噴槍原理詳見圖1。
3、沖擊大電流裝置由高壓電容器組、充電回路、放電回路、觸發(fā)裝置及保護回路組成，該裝置所產(chǎn)生的沖擊大電流波形第一個半波的幅值在50-250kA范圍。噴槍的兩個外電極分別與該裝置放電回路的高壓側(cè)和低壓側(cè)連接。其基本原理是先將電能存儲到電容器中，然后使電容器短時間放電，使負(fù)載(即粉芯絲)得到幅值為100-400MW的加熱功率。儲能高壓電容器額定充電電壓在4-30kV范圍均可(考慮到電容器生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品型號，可選用5kV、10kV、20kV、30kV等額定電壓電容器)。一般而言，電容器電壓等級越高，施加在粉芯絲上的脈沖功率幅值愈大，從而使發(fā)生電爆炸后噴槍內(nèi)脈沖壓力提高，脈沖壓力愈高則粒子的噴涂速度也愈高。但隨電容器電壓等級的提高，對噴槍的絕緣要求也提高。本發(fā)明的實測結(jié)果表明，當(dāng)采用5kV電容器組時，粒子速度可達3000-4500m/s，當(dāng)采用30kV電容器組時，粒子速度可達4000-7000m/s。沖擊大電流裝置的原理見圖2。電容器組儲存的能量可由下式計算Q＝0.5CU2(J)上式中，C為電容器組總電容(單位為μF)，U為電容器充電電壓(單位為kV)。在電容器放電過程中，一部分能量被粉芯絲吸收(一般占50-70％)，另一部分能量被放電回路的附加電阻所消耗，粉芯絲所吸收能量可由實測的電流、電壓波形推算出來。根據(jù)實驗的經(jīng)驗值，為了使噴槍內(nèi)膛達到所需的脈沖壓力(幅值為50-200MPa)，電容器組儲存的能量Q應(yīng)為使粉芯絲達到熔點所需能量的15-25倍。
4、將噴涂工件(平板型或圓弧形均可)置于噴涂工作臺上，通過機械裝置可操作工作臺平面上作二維移動，并可沿鉛垂線上下運動，噴槍固定于工作臺支架上，噴槍槍口平面與試樣平行，噴槍槍口與試樣距離為10-30mm。為了提高噴涂效率，可利用多套具有獨立回路的沖擊大電流裝置及與之分別連接的噴槍(一般為6個噴槍以上)。多個噴槍的布置方式見圖3。
5、在大氣環(huán)境下噴涂，單次噴涂面積為5-12cm2。通過工作臺操作機構(gòu)移動試樣，在所需噴涂位置噴涂，從而實現(xiàn)對試樣不同區(qū)域的噴涂，涂層表面粗糙度在Ra1.5-9范圍。通過同一面積上重復(fù)噴涂3-20次使涂層平均厚度達50-300μm。
6、噴槍出口處平面與待噴涂基體表面的合理距離見表1

7、當(dāng)電容器達到所需充電電壓后，通過觸發(fā)裝置使放電回路導(dǎo)通，上述粉芯絲噴涂材料中通過瞬時大電流，其電流波形近似為I＝I0e-βtsinωt。在大電流的作用下，由于粉芯絲存在一定電阻而被快速加熱，在30-100微秒內(nèi)被加熱到高于熔點的溫度(此階段可促使部分金屬原子和C原子相互擴散)，隨后在電流的持續(xù)作用下，部分材料達到沸點，粉芯絲部分蒸發(fā)，轉(zhuǎn)變成蒸汽一液滴組成的兩相狀態(tài)(此時電阻急劇增大)，在這個過程中形成的等離子體是一種活性介質(zhì)，它增強了電爆炸體系內(nèi)各成分的碰撞，加快了金屬與C的反應(yīng)速度；等離子體擊穿后發(fā)生電爆炸，爆炸區(qū)溫度可達104K；同時產(chǎn)生沖擊波，高溫下反應(yīng)生成的碳化物熔滴(即便組元為弱放熱反應(yīng)或吸熱反應(yīng)也能生成碳化物陶瓷相)、離子和原子團簇、高溫高壓氣體的混合物自噴槍底部高速向槍口方向運動(速度可高達3000-7000m/s)，撞擊基體后快速凝固而形成超細(xì)晶碳化物涂層，涂層與基體可達到冶金結(jié)合。
8、每次噴涂的厚度為10-30微米，如需制備厚涂層，在于前述的步驟2-7為多次噴涂。
9、可制備的涂層種類為多種碳化物金屬陶瓷，如TiC、WC、MoC、TaC、ZrC、NbC等。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點1、解決了原位生成多種碳化物陶瓷涂層、特別是難熔金屬碳化物陶瓷涂層的技術(shù)難點，可原位生成多種碳化物陶瓷涂層，如TaC、ZrC、NbC、WC、TiC等涂層。
2、由于噴涂速度高達3000m/s-7000m/s，可實現(xiàn)涂層與基體元素的相互擴散，其中涂層元素向基體擴散深度可達5-10μm，而基體元素向涂層擴散深度可達5-30μm，涂層與基體達到冶金結(jié)合；重復(fù)噴涂時，涂層搭接面亦為冶金結(jié)合，涂層為快速凝固的致密結(jié)構(gòu)(無其它熱噴涂法所得涂層的層狀結(jié)構(gòu))，其晶粒尺寸一般小于500nm，氣孔率在0.05％-0.5％范圍。以上指標(biāo)是其它熱噴涂法無法達到的。
3、單次噴涂厚度在10-30μm范圍，單次噴涂面積為5-12cm2，通過同一面積上重復(fù)噴涂3-20次使涂層平均厚度達50-300μm。
4、本發(fā)明制備的碳化物陶瓷涂層硬度極高，例如TiC涂層可達2200-2600HV。


圖1為本發(fā)明的噴槍與粉芯絲連接原理圖。
圖2為本發(fā)明的沖擊大電流裝置的回路原理圖。
圖3為本發(fā)明的噴涂工作臺示意圖。
圖4為本發(fā)明制備的TiC涂層X射線衍射分析結(jié)果(Fe-Cr為基體材料相，說明基體元素向涂層擴散的結(jié)果)。
圖5為本發(fā)明的TiC涂層斷面的掃描電鏡照片。
圖6為本發(fā)明的TiC涂層的高倍掃描電鏡照片(涂層腐蝕后)。
具體實施例方式
下面通過實例對本發(fā)明作進一步詳細(xì)說明實施例1基材為平板試樣，其面積為60×8cm2(通過移動試樣或同一面積上重復(fù)噴涂，在基材上所需噴涂的區(qū)域制備所需厚度的涂層)，基材材料為Crl2。噴涂的材料為鈦箔(含Ti量99.99％)包碳粉(含C量99.9％)，鈦箔厚度為100μm，粉芯絲總質(zhì)量為0.9克(質(zhì)量比為Ti80％，C20％)。噴涂前，用丙酮對試樣進行表面清洗處理(無需噴砂)。將試樣置于工作臺上，噴槍固定于工作臺支架上，噴槍槍口平面與試樣平行，噴槍槍口與試樣距離為15mm。在大氣環(huán)境下噴涂，單次噴涂面積為8.4cm2。通過工作臺操作機構(gòu)移動試樣在平面的位置，從而實現(xiàn)對試樣不同區(qū)域的噴涂，通過多次噴涂使涂層達到所需厚度。
噴涂時須將粉芯絲用壓條固定在噴槍底部，噴涂完畢后須重新裝粉芯絲。為了提高噴涂效率，需要多個(本例為8套)獨立的沖擊大電流裝置及與之連接的噴槍。噴涂時，8個噴槍所在位置固定，可通過工作臺操作機構(gòu)移動試樣在平面的位置，從而實現(xiàn)對試樣不同區(qū)域的噴涂。每個噴槍噴涂完畢后，需在將噴涂后的噴槍退出工作臺并重新裝粉芯絲，并安裝好另一組已裝好粉芯絲的8個噴槍，以實現(xiàn)下一次噴涂。如此循環(huán)，實現(xiàn)重復(fù)噴涂。
表1實施例1的噴涂工藝參數(shù)

噴涂工作過程是在Ti包C粉芯絲中通過瞬時大電流，使噴涂材料在幾十微秒內(nèi)被加熱到高于熔點的溫度(此階段可促使部分Ti和C原子相互擴散)，隨后在電流的持續(xù)作用下，部分材料達到沸點，粉芯絲部分蒸發(fā)，粉芯絲轉(zhuǎn)變成蒸汽一液滴組成的兩相狀態(tài)(此時電阻急劇增大)，在這個過程中形成的等離子體是一種活性介質(zhì)，它增強了電爆炸體系內(nèi)各成分的碰撞，加快了Ti與C的反應(yīng)速度；等離子體擊穿后發(fā)生電爆炸，爆炸區(qū)溫度可達104K；同時產(chǎn)生沖擊波，高溫反應(yīng)生成的碳化鈦熔滴、離子和原子團簇、高溫高壓氣體的混合物自噴槍底部高速向槍口方向運動，撞擊基體后快速凝固而形成亞微米晶碳化鈦涂層，涂層與基體可達到冶金結(jié)合。
本實例制備的碳化鈦涂層具有耐高溫、抗氧化、強度高、硬度高、導(dǎo)熱性良好、韌性好以及對鋼鐵類金屬的化學(xué)惰性等優(yōu)異性能，是極有應(yīng)用價值的涂層材料，可廣泛應(yīng)用于制造耐高溫磨損涂層、切削刀具涂層、模具涂層等。
實施例2基材為平板試樣，其面積6×50cm2，基材材料為鉬。噴涂的材料為鉭箔(含Ta量99.9％)的包碳粉(含C量99.9％)，鉭箔厚度為30μm，粉芯絲總質(zhì)量為1.2克(質(zhì)量比為Ta93.78％，C6.22％)。噴涂前，用丙酮對試樣進行表面清洗處理(無需噴砂)。將試樣置于二維工作臺上，噴槍固定于工作臺支架上，噴槍槍口平面與試樣平行，噴槍槍口與試樣距離為20mm。在大氣環(huán)境下噴涂，單次噴涂面積為8.1cm2。通過工作臺操作機構(gòu)移動試樣在平面的位置，從而實現(xiàn)對試樣不同區(qū)域的噴涂，通過多次噴涂使涂層達到所需厚度。
噴涂時須將粉芯絲用壓條固定在噴槍底部，噴涂完畢后須重新裝粉芯絲。為了提高噴涂效率，需要多個(本例為8套)獨立的沖擊大電流裝置及與之連接的噴槍。噴涂時，8個噴槍所在位置固定，可通過工作臺操作機構(gòu)移動試樣在平面的位置，從而實現(xiàn)對試樣不同區(qū)域的噴涂。每個噴槍噴涂完畢后，需在將噴涂后的噴槍退出工作臺并重新裝粉芯絲，并安裝好另一組已裝好粉芯絲的8個噴槍，以實現(xiàn)下一次噴涂。如此循環(huán)，實現(xiàn)重復(fù)噴涂。
表2實施例2的噴涂工藝參數(shù)

噴涂工作過程是在Ta包C粉芯絲中通過瞬時大電流，使噴涂材料在幾十微秒內(nèi)被加熱到高于熔點的溫度(此階段可促使部分Ta和C原子相互擴散)，隨后在電流的持續(xù)作用下，部分材料達到沸點，粉芯絲部分蒸發(fā)，粉芯絲轉(zhuǎn)變成蒸汽-液滴組成的兩相狀態(tài)(此時電阻急劇增大)，在這個過程中形成的等離子體是一種活性介質(zhì)，它增強了電爆炸體系內(nèi)各成分的碰撞，加快了Ta與C的反應(yīng)速度；等離子體擊穿后發(fā)生電爆炸，爆炸區(qū)溫度可達104K；同時產(chǎn)生沖擊波，高溫反應(yīng)生成的碳化鉭熔滴、離子和原子團簇、高溫高壓氣體的混合物自噴槍底部高速向槍口方向運動，撞擊基體后快速凝固而形成亞微米晶碳化鉭涂層，涂層與基體可達到冶金結(jié)合。
本實例制備的碳化鉭陶瓷具有高硬度、耐高溫、耐化學(xué)腐蝕等優(yōu)良性能，是一種高溫陶瓷涂層材料。例如利用碳化鉭涂層制成的刀具，能夠耐受3800℃以下的高溫。
實施例3基材為外徑為20mm的圓管型試樣外表面，圓管長度為300mm，基材材料為鉬。噴涂的材料為鉬箔(含Mo量99.99％)包碳粉(含C量99.9％)，鉬箔厚度為50μm，粉芯絲總質(zhì)量為1.2克(質(zhì)量比為Mo88.87％，C11.13％)。噴涂前，對試樣進行表面清洗處理(無需噴砂)。將試樣置于二維工作臺上，噴槍固定于工作臺支架上，噴槍槍口平面與試樣平行，噴槍槍口與試樣距離為25mm。在大氣環(huán)境下噴涂，單次噴涂面積為6.6cm2。通過工作臺操作機構(gòu)改變試樣噴涂的位置(轉(zhuǎn)動圓管或使圓管在平面移動)，從而實現(xiàn)對試樣不同區(qū)域的噴涂，通過多次噴涂使涂層達到所需厚度。
噴涂時須將粉芯絲用壓條固定在噴槍底部，噴涂完畢后須重新裝粉芯絲。本例為1套沖擊大電流裝置及與之連接的噴槍。噴涂時，噴槍所在位置固定，可通過工作臺操作機構(gòu)移動試樣在平面的位置，從而實現(xiàn)對試樣不同區(qū)域的噴涂。每個噴槍噴涂完畢后，需在將噴涂后的噴槍退出工作臺并重新裝粉芯絲，并安裝好另一個已裝好粉芯絲的噴槍，以實現(xiàn)下一次噴涂。如此循環(huán)，實現(xiàn)重復(fù)噴涂。
表3實施例3的噴涂工藝參數(shù)

噴涂工作過程是在Mo包C粉芯絲中通過瞬時大電流，使噴涂材料在幾十微秒內(nèi)被加熱到高于熔點的溫度(此階段可促使部分Mo和C原子相互擴散)，隨后在電流的持續(xù)作用下，部分材料達到沸點，粉芯絲部分蒸發(fā)，粉芯絲轉(zhuǎn)變成蒸汽-液滴組成的兩相狀態(tài)(此時電阻急劇增大)，在這個過程中形成的等離子體是一種活性介質(zhì)，它增強了電爆炸體系內(nèi)各成分的碰撞，加快了Mo與C的反應(yīng)速度；等離子體擊穿后發(fā)生電爆炸，爆炸區(qū)溫度可達104K；同時產(chǎn)生沖擊波，高溫反應(yīng)生成的碳化鉭熔滴、離子和原子團簇、高溫高壓氣體的混合物自噴槍底部高速向槍口方向運動，撞擊基體后快速凝固而形成亞微米晶碳化鉬涂層，涂層與基體可達到冶金結(jié)合。
本實施例制備的碳化鉬陶瓷涂層具有很高硬度、良好熱穩(wěn)定性和抗腐蝕特性的新型功能材料，能耐冷氫氧化鉀和氫氧化鈉溶液的腐蝕，容易與鹵素和氧起化學(xué)反應(yīng)?？稍诟鞣N耐高溫、耐磨擦和耐化學(xué)腐蝕性的機械領(lǐng)域得到應(yīng)用。
權(quán)利要求
1.一種原位生成超細(xì)晶碳化物金屬陶瓷涂層的制備方法，其特征在于a、采用金屬箔包裹碳粉，制成粉芯絲按碳化物分子式中金屬與碳的原子比計算金屬箔和碳的質(zhì)量百分比，碳化物的分子式為MxCy，M代表金屬，則粉芯絲中，金屬箔所占質(zhì)量比為 碳所占質(zhì)量比為 式中Am表示金屬的原子量，Ac表示碳的原子量；b、粉芯絲被布置在一個電熱爆炸噴槍內(nèi)，粉芯絲置于噴槍底部，其兩端與噴槍內(nèi)膛底部的電極分別相連接，并用陶瓷壓條使粉芯絲兩端與電極接觸良好；噴槍的兩個外電極分別與沖擊大電流裝置的放電回路的高、低壓側(cè)連接，噴槍出口與基材待涂覆表面保持10-30mm距離；噴槍內(nèi)膛底部封閉，另一端開口；噴槍內(nèi)膛為矩形橫截面，其寬度為6-20mm，長度為45-130mm，噴槍內(nèi)膛深度為50-130mm；c、噴槍的兩個外電極分別與該裝置放電回路的高壓側(cè)和低壓側(cè)連接，先將電能存儲到電容器中，然后使電容器短時間放電，使粉芯絲得到幅值為100-400MW的加熱功率，儲能高壓電容器額定充電電壓在4-30kV范圍，使噴涂速度達到3000m/s-7000m/s，電容器組儲存的能量Q為使粉芯絲達到熔點所需能量的15-25倍；d、將噴涂工件置于噴涂工作臺上，噴槍固定于工作臺支架上，噴槍槍口平面與試樣平行，噴槍槍口與試樣距離為10-30mm；e、在大氣環(huán)境下噴涂，單次噴涂面積為5-12cm2；通過工作臺操作機構(gòu)移動試樣，在所需噴涂位置噴涂，實現(xiàn)對試樣不同區(qū)域的噴涂，噴槍出口處平面與待噴涂基體表面的距離為10-30mm，通過同一面積上重復(fù)噴涂3-20次使涂層平均厚度達50-300μm。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于沖擊大電流裝置由高壓電容器組、充電回路、放電回路、觸發(fā)裝置及保護回路組成，沖擊大電流波形第一個半波的幅值在50-250kA范圍。
3.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于碳粉的粒度為1-10μm，金屬箔的厚度為30-120μm，粉芯絲的橫截面為圓截面或矩形截面，橫截面積為0.5-3mm2；粉芯絲的有效噴涂長度為45-130mm。
4.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的噴涂工件為平板型或圓弧形。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種原位生成超細(xì)晶碳化物金屬陶瓷涂層的制備方法，屬于超細(xì)晶碳化物陶瓷涂層的技術(shù)。利用沖擊大電流對噴涂材料進行體內(nèi)快速均勻加熱使噴涂材料在50－100μs內(nèi)被快速加熱到高于其熔點的溫度，并使組元在極高溫度下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)直接生成熔融的碳化物陶瓷微小顆粒，通過噴槍內(nèi)電爆炸產(chǎn)生的高溫高壓氣體推動熔融顆粒從噴槍底部向槍口高速運動，撞擊基體后形成快速凝固的涂層。涂層平均晶粒尺寸可小于1μm，當(dāng)單次噴涂厚度小于15μm時，可得到晶粒尺寸小于500nm的涂層。本發(fā)明的優(yōu)點在于成本低、易操作、涂層與基體達到冶金結(jié)合、涂層厚度大。
文檔編號C04B35/573GK1844048SQ20061001164
公開日2006年10月11日 申請日期2006年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月12日
發(fā)明者劉宗德, 劉東雨 申請人:華北電力大學(xué)