元素摻雜的Si-Cr-M固溶體粉末及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種元素摻雜的Si?Cr?M固溶體粉末及其制備方法，其制備方法為：將質量百分比為10~85％的Si、5~15％的Cr和5~80％的過渡元素M放入真空度為真空烘箱中烘烤溫度低于150℃，烘烤時間不少于3小時，然后隨爐降溫至50℃以下取出待用；再選用高純石墨坩堝，將經(jīng)烘烤的部分單晶硅原料放入高純石墨坩堝底部，中部放入金屬鉻，上部放入單晶硅和金屬M；再用真空感應爐熔煉，充分熔化后澆鑄得到合金澆鑄料；再將澆鑄料破碎成粒度小于75μm的合金粉末，將該粉末通過高能球磨50~100 h，獲得合金粉末。該方法可獲得的Si?Cr?M固溶體粉末，操作簡單，生產(chǎn)周期短，能耗低，易于實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
【專利說明】
元素摻雜的S 1-Gr-M固溶體粉末及其制備方法
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及一種熱防護涂層材料及其制備方法，特別是涉及一種S1-Cr系復合熱防護涂層材料及其制備方法，應用于表面涂層材料技術領域。
【背景技術】
[0002]硅化物粉末具有較低的密度，較高的抗氧化能力，現(xiàn)被廣泛應用于高溫富氧環(huán)境中的熱防護涂層。以S1-Cr-Ti涂層為例，該涂層的防護主要依靠高溫條件下表層形成致密的二氧化硅氧化膜，表層形成的氧化硅薄膜阻止空氣中的氧元素內(nèi)擴散，使得合金基體免受深度氧化，進而達到提高合金使用壽命的作用。
[0003]目前衛(wèi)星姿態(tài)控制發(fā)動機10N、22N雙組元推力室采用的是表面涂硅化物涂層的鈮合金燃燒室。這種推力室的工作壽命取決于涂層壽命，涂層的高溫性能決定了推力室的工作溫度，燃燒室的工作溫度越高，推力室的比沖就越高，但涂層在高溫環(huán)境下的工作壽命就會縮短，為使鈮合金推力室在較高溫度下工作，并能滿足長壽命的使用要求，在Si系涂層系統(tǒng)原料中加入改性元素來改善硅化物涂層性能很有必要，依靠過渡元素各種優(yōu)良的特性，對Si系涂層原料進行改性，得到具有高溫抗氧化性能和較長使用壽命的Si系涂層，從而探尋出一種低成本、操作簡單和大規(guī)模生產(chǎn)元素摻雜的S1-Cr-M粉末的制備方法成為亟待解決的技術問題。目前，衛(wèi)星用發(fā)動機材料多為以硅化物體為抗氧化涂層的鈮合金，因此，延長硅化物涂層的抗氧化壽命是衛(wèi)星長壽命發(fā)展的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決現(xiàn)有技術問題，本發(fā)明的目的在于克服已有技術存在的不足，提供一種元素摻雜的S1-Cr-M固溶體粉末及其制備方法，該粉末具有良好的高溫抗氧化性能，能廣泛應用于高溫富氧環(huán)境中的熱防護涂層，提高涂層基體材料和器件基體的使用壽命。本發(fā)明制備工藝操作簡單，便于工業(yè)化生產(chǎn)。
[0005]為達到上述發(fā)明創(chuàng)造目的，本發(fā)明采用下述技術方案:
一種元素摻雜的S1-Cr-M固溶體粉末，以質量百分比計，含有10?85 %的單晶硅組分、5?15 %的金屬Cr組分和5?80 %的金屬M組分，其中金屬M組分為過渡族元素Sc、Y、T1、Zr、Hf、Rf、V、Nb、Ta、Db、Cr、Mo、W、Sg、Mn、Tc、Re、Bh、Fe、Ru、Os、Hs、Co、Rh、Ir、Mt、N1、Pd、Pt、Ds、Au和Ag中的任意一種金屬、任意幾種金屬的合金或任意幾種金屬單質的混合物。
[0006]作為本發(fā)明優(yōu)選的技術方案，含有75?85%的單晶硅組分、7?13%的金屬Cr組分和8?15%的金屬M組分。
[0007]—種本發(fā)明元素摻雜的S1-Cr-M固溶體粉末的制備方法，包括以下步驟:
a.以質量百分比計，將10?85%的單晶硅、5?15%的金屬Cr和5?15%的金屬M作為原料，分別放入真空度為500?5000 Pa的真空烘箱中，控制烘烤溫度低于150 V，烘烤時間不少于3小時，然后隨爐降溫至50 °C以下，將烘烤處理后的各原料取出待用；
b.選用高純石墨坩禍，將經(jīng)過所述步驟a烘烤處理的部分單晶硅原料放入石墨坩禍的底部，在石墨坩禍的中部放入金屬Cr原料，在石墨坩禍的上部放入剩余的單晶硅原料和金屬M原料，在石墨坩禍中對原料進行分層布料；
c.采用真空感應爐熔煉方法，對在所述步驟b中石墨坩禍中的原料進行熔煉制備合金熔體，然后將熔化后的合金熔體澆鑄，凝固后得到Si系合金澆鑄料；
d.將在所述步驟c中制備的澆鑄料破碎成粒度小于75μπι的復合材料粉末，再將復合材料粉末進行高能球磨50?100 h，獲得S1-Cr-M固溶體粉末。
[0008]本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比較，具有如下顯而易見的突出實質性特點和顯著優(yōu)點:
本發(fā)明能獲得高溫抗氧化性能好的元素摻雜的S1-Cr-M固溶體粉末，工藝操作簡單，生產(chǎn)周期短，能耗低，易于實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
【具體實施方式】
[0009]本發(fā)明的優(yōu)選實施例詳述如下:
實施例一:
在本實施例中，一種元素摻雜的S1-Cr-Ti固溶體粉末，含有85 %的硅、8 %的Cr和8 %的鈦。
[0010]在本實施例中，元素摻雜的S1-Cr-M固溶體粉末的制備方法，包括以下步驟:
a.以質量百分比計，將85%的單晶硅、8%的金屬Cr和8%的金屬鈦作為原料，分別放入真空度為500?5000 Pa的真空烘箱中，控制烘烤溫度低于150 °C，烘烤時間不少于3小時，然后隨爐降溫至50 °C以下，將烘烤處理后的各原料取出待用；
b.選用高純石墨坩禍，將經(jīng)過所述步驟a烘烤處理的部分單晶硅原料放入石墨坩禍的底部，在石墨坩禍的中部放入金屬Cr原料，在石墨坩禍的上部放入剩余的單晶硅原料和金屬鈦原料，在石墨坩禍中對原料進行分層布料；
c.采用25kg的真空感應爐熔煉方法，對在所述步驟b中石墨坩禍中的原料進行熔煉制備合金熔體，然后將熔化后的合金熔體澆鑄，凝固后得到S1-Cr-Ti合金澆鑄料；
d.將在所述步驟c中制備的澆鑄料破碎成粒度小于75μπι的復合材料粉末，再將復合材料粉末進行高能球磨50?100 h，獲得S1-Cr-Ti固溶體粉末。
[0011]本實施例S1-Cr-Ti固溶體粉末具有良好的高溫抗氧化性能，廣泛應用于高溫富氧環(huán)境中的熱防護涂層。目前，衛(wèi)星用發(fā)動機材料多為以硅化物體為抗氧化涂層的鈮合金，因此，延長硅化物涂層的抗氧化壽命是衛(wèi)星長壽命發(fā)展的需求。在Nb-T1-Al基體表面涂覆S1-Cr-Ti涂層，可以有效延長合金基體使用壽命，依賴于涂層的高溫抗氧化性能，防止合金氧化。
[0012]本實施例方法可獲得元素摻雜的S1-Cr-Ti固溶體粉末，操作簡單，生產(chǎn)周期短，能耗低，易于實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
[0013]實施例二:
本實施例與實施例一基本相同，特別之處在于:
在本實施例中，一種元素摻雜的S1-Cr-W固溶體粉末，含有79 %的硅、12 %的Cr和11 %的媽。
[0014]在本實施例中，元素摻雜的S1-Cr-M固溶體粉末的制備方法，包括以下步驟:
a.以質量百分比計，將79 %的單晶硅、12 %的金屬Cr和11 %的金屬鎢作為原料，分別放入真空度為500?5000 Pa的真空烘箱中，控制烘烤溫度低于150 °C，烘烤時間不少于3小時，然后隨爐降溫至50 °C以下，將烘烤處理后的各原料取出待用；
b.選用高純石墨坩禍，將經(jīng)過所述步驟a烘烤處理的部分單晶硅原料放入石墨坩禍的底部，在石墨坩禍的中部放入金屬Cr原料，在石墨坩禍的上部放入剩余的單晶硅原料和金屬鎢原料，在石墨坩禍中對原料進行分層布料；
c.采用25kg的真空感應爐熔煉方法，對在所述步驟b中石墨坩禍中的原料進行熔煉制備合金熔體，然后將熔化后的合金熔體澆鑄，凝固后得到S1-Cr-W合金澆鑄料；
d.將在所述步驟c中制備的澆鑄料破碎成粒度小于75μπι的復合材料粉末，再將復合材料粉末進行高能球磨50?100 h，獲得S1-Cr-W固溶體粉末。
[0015]本實施例S1-Cr-W固溶體粉末具有良好的高溫抗氧化性能，廣泛應用于高溫富氧環(huán)境中的熱防護涂層。目前，衛(wèi)星用發(fā)動機材料多為以硅化物體為抗氧化涂層的鈮合金，因此，延長硅化物涂層的抗氧化壽命是衛(wèi)星長壽命發(fā)展的需求。在Nb-T1-Al基體表面涂覆S1-Cr-W涂層，可以有效延長合金基體使用壽命，依賴于涂層的高溫抗氧化性能，防止合金氧化。
[0016]實施例三:
本實施例與前述實施例基本相同，特別之處在于:
在本實施例中，一種元素摻雜的S1-Cr-Y固溶體粉末，含有80%的硅、7 %的Cr和15%的釔。
[0017]在本實施例中，元素摻雜的S1-Cr-M固溶體粉末的制備方法，包括以下步驟:
a.以質量百分比計，將80%的單晶硅、7%的金屬Cr和15%的金屬釔作為原料，分別放入真空度為500?5000 Pa的真空烘箱中，控制烘烤溫度低于150 °C，烘烤時間不少于3小時，然后隨爐降溫至50 °C以下，將烘烤處理后的各原料取出待用；
b.選用高純石墨坩禍，將經(jīng)過所述步驟a烘烤處理的部分單晶硅原料放入石墨坩禍的底部，在石墨坩禍的中部放入金屬Cr原料，在石墨坩禍的上部放入剩余的單晶硅原料和金屬釔原料，在石墨坩禍中對原料進行分層布料；
c.采用25kg的真空感應爐熔煉方法，對在所述步驟b中石墨坩禍中的原料進行熔煉制備合金熔體，然后將熔化后的合金熔體澆鑄，凝固后得到S1-Cr-Y合金澆鑄料；
d.將在所述步驟c中制備的澆鑄料破碎成粒度小于75μπι的復合材料粉末，再將復合材料粉末進行高能球磨50?100 h，獲得S1-Cr-Y固溶體粉末。
[0018]本實施例S1-Cr-Y固溶體粉末具有良好的高溫抗氧化性能，廣泛應用于高溫富氧環(huán)境中的熱防護涂層。目前，衛(wèi)星用發(fā)動機材料多為以硅化物體為抗氧化涂層的鈮合金，因此，延長硅化物涂層的抗氧化壽命是衛(wèi)星長壽命發(fā)展的需求。在Nb-T1-Al基體表面涂覆S1-Cr-Y涂層，可以有效延長合金基體使用壽命，依賴于涂層的高溫抗氧化性能，防止合金氧化。
[0019]實施例四:
本實施例與前述實施例基本相同，特別之處在于:
在本實施例中，一種元素摻雜的S1-Cr-Zr固溶體粉末，含有79%的硅、12%的Cr和11%的鋯。
[0020]在本實施例中，元素摻雜的S1-Cr-M固溶體粉末的制備方法，包括以下步驟: a.以質量百分比計，將79%的單晶硅、12 %的金屬Cr和11 %的金屬鋯作為原料，分別放入真空度為500?5000 Pa的真空烘箱中，控制烘烤溫度低于150 °C，烘烤時間不少于3小時，然后隨爐降溫至50 °C以下，將烘烤處理后的各原料取出待用；
b.選用高純石墨坩禍，將經(jīng)過所述步驟a烘烤處理的部分單晶硅原料放入石墨坩禍的底部，在石墨坩禍的中部放入金屬Cr原料，在石墨坩禍的上部放入剩余的單晶硅原料和金屬鋯原料，在石墨坩禍中對原料進行分層布料；
c.采用25kg的真空感應爐熔煉方法，對在所述步驟b中石墨坩禍中的原料進行熔煉制備合金熔體，然后將熔化后的合金熔體澆鑄，凝固后得到S1-Cr-Zr合金澆鑄料；
d.將在所述步驟c中制備的澆鑄料破碎成粒度小于75μπι的復合材料粉末，再將復合材料粉末進行高能球磨50?100 h，獲得S1-Cr-Zr固溶體粉末。
[0021]本實施例S1-Cr-Zr固溶體粉末具有良好的高溫抗氧化性能，廣泛應用于高溫富氧環(huán)境中的熱防護涂層。目前，衛(wèi)星用發(fā)動機材料多為以硅化物體為抗氧化涂層的鈮合金，因此，延長硅化物涂層的抗氧化壽命是衛(wèi)星長壽命發(fā)展的需求。在Nb-T1-Al基體表面涂覆S1-Cr-Zr涂層，可以有效延長合金基體使用壽命，依賴于涂層的高溫抗氧化性能，防止合金氧化。
[0022]實施例五:
本實施例與前述實施例基本相同，特別之處在于:
在本實施例中，一種元素摻雜的S1-Cr-Co固溶體粉末，含有82 %的硅、13 %的Cr和8 %的鈷。
[0023]在本實施例中，元素摻雜的S1-Cr-M固溶體粉末的制備方法，包括以下步驟:
a.以質量百分比計，將82%的單晶硅、13%的金屬Cr和8%的金屬鈷作為原料，分別放入真空度為500?5000 Pa的真空烘箱中，控制烘烤溫度低于150 °C，烘烤時間不少于3小時，然后隨爐降溫至50 °C以下，將烘烤處理后的各原料取出待用；
b.選用高純石墨坩禍，將經(jīng)過所述步驟a烘烤處理的部分單晶硅原料放入石墨坩禍的底部，在石墨坩禍的中部放入金屬Cr原料，在石墨坩禍的上部放入剩余的單晶硅原料和金屬鈷原料，在石墨坩禍中對原料進行分層布料；
c.采用25kg的真空感應爐熔煉方法，對在所述步驟b中石墨坩禍中的原料進行熔煉制備合金熔體，然后將熔化后的合金熔體澆鑄，凝固后得到S1-Cr-Co合金澆鑄料；
d.將在所述步驟c中制備的澆鑄料破碎成粒度小于75μπι的復合材料粉末，再將復合材料粉末進行高能球磨50?100 h，獲得S1-Cr-Co固溶體粉末。
[0024]本實施例S1-Cr-Co固溶體粉末具有良好的高溫抗氧化性能，廣泛應用于高溫富氧環(huán)境中的熱防護涂層。目前，衛(wèi)星用發(fā)動機材料多為以硅化物體為抗氧化涂層的鈮合金，因此，延長硅化物涂層的抗氧化壽命是衛(wèi)星長壽命發(fā)展的需求。在Nb-T1-Al基體表面涂覆S1-Cr-Co涂層，可以有效延長合金基體使用壽命，依賴于涂層的高溫抗氧化性能，防止合金氧化。
[0025]實施例六:
本實施例與前述實施例基本相同，特別之處在于:
在本實施例中，一種元素摻雜的S1-Cr-Ni固溶體粉末，含有80%的硅、12%的Cr和10%的鎳。
[0026]在本實施例中，元素摻雜的S1-Cr-M固溶體粉末的制備方法，包括以下步驟:
a.以質量百分比計，將80%的單晶硅、12%的金屬Cr和10%的金屬鎳作為原料，分別放入真空度為500?5000 Pa的真空烘箱中，控制烘烤溫度低于150 °C，烘烤時間不少于3小時，然后隨爐降溫至50 °C以下，將烘烤處理后的各原料取出待用；
b.選用高純石墨坩禍，將經(jīng)過所述步驟a烘烤處理的部分單晶硅原料放入石墨坩禍的底部，在石墨坩禍的中部放入金屬Cr原料，在石墨坩禍的上部放入剩余的單晶硅原料和金屬鎳原料，在石墨坩禍中對原料進行分層布料；
c.采用25kg的真空感應爐熔煉方法，對在所述步驟b中石墨坩禍中的原料進行熔煉制備合金熔體，然后將熔化后的合金熔體澆鑄，凝固后得到S1-Cr-Ni合金澆鑄料；
d.將在所述步驟c中制備的澆鑄料破碎成粒度小于75μπι的復合材料粉末，再將復合材料粉末進行高能球磨50?100 h，獲得S1-Cr-Ni固溶體粉末。
[0027]本實施例S1-Cr-Ni固溶體粉末具有良好的高溫抗氧化性能，廣泛應用于高溫富氧環(huán)境中的熱防護涂層。目前，衛(wèi)星用發(fā)動機材料多為以硅化物體為抗氧化涂層的鈮合金，因此，延長硅化物涂層的抗氧化壽命是衛(wèi)星長壽命發(fā)展的需求。在Nb-T1-Al基體表面涂覆S1-Cr-Ni涂層，可以有效延長合金基體使用壽命，依賴于涂層的高溫抗氧化性能，防止合金氧化。
[0028]實施例七:
本實施例與前述實施例基本相同，特別之處在于:
在本實施例中，一種元素摻雜的S1-Cr-V固溶體粉末，含有80 %的硅、12 %的Cr和11 %的釩。
[0029]在本實施例中，元素摻雜的S1-Cr-M固溶體粉末的制備方法，包括以下步驟:
a.以質量百分比計，將80%的單晶硅、12%的金屬Cr和11%的金屬釩作為原料，分別放入真空度為500?5000 Pa的真空烘箱中，控制烘烤溫度低于150 °C，烘烤時間不少于3小時，然后隨爐降溫至50 °C以下，將烘烤處理后的各原料取出待用；
b.選用高純石墨坩禍，將經(jīng)過所述步驟a烘烤處理的部分單晶硅原料放入石墨坩禍的底部，在石墨坩禍的中部放入金屬Cr原料，在石墨坩禍的上部放入剩余的單晶硅原料和金屬釩原料，在石墨坩禍中對原料進行分層布料；
c.采用25kg的真空感應爐熔煉方法，對在所述步驟b中石墨坩禍中的原料進行熔煉制備合金熔體，然后將熔化后的合金熔體澆鑄，凝固后得到S1-Cr-V合金澆鑄料；
d.將在所述步驟c中制備的澆鑄料破碎成粒度小于75μπι的復合材料粉末，再將復合材料粉末進行高能球磨50?100 h，獲得S1-Cr-V固溶體粉末。
[0030]本實施例S1-Cr-V固溶體粉末具有良好的高溫抗氧化性能，廣泛應用于高溫富氧環(huán)境中的熱防護涂層。目前，衛(wèi)星用發(fā)動機材料多為以硅化物體為抗氧化涂層的鈮合金，因此，延長硅化物涂層的抗氧化壽命是衛(wèi)星長壽命發(fā)展的需求。在Nb-T1-Al基體表面涂覆S1-Cr-V涂層，可以有效延長合金基體使用壽命，依賴于涂層的高溫抗氧化性能，防止合金氧化。
[0031]實施例八:
本實施例與前述實施例基本相同，特別之處在于:
在本實施例中，一種元素摻雜的S1-Cr-Fe固溶體粉末，含有78%的硅、11%的Cr和13%的鐵。
[0032]在本實施例中，元素摻雜的S1-Cr-M固溶體粉末的制備方法，包括以下步驟:
a.以質量百分比計，將78%的單晶硅、11 %的金屬Cr和13 %的金屬鐵作為原料，分別放入真空度為500?5000 Pa的真空烘箱中，控制烘烤溫度低于150 °C，烘烤時間不少于3小時，然后隨爐降溫至50 °C以下，將烘烤處理后的各原料取出待用；
b.選用高純石墨坩禍，將經(jīng)過所述步驟a烘烤處理的部分單晶硅原料放入石墨坩禍的底部，在石墨坩禍的中部放入金屬Cr原料，在石墨坩禍的上部放入剩余的單晶硅原料和金屬鐵原料，在石墨坩禍中對原料進行分層布料；
c.采用25kg的真空感應爐熔煉方法，對在所述步驟b中石墨坩禍中的原料進行熔煉制備合金熔體，然后將熔化后的合金熔體澆鑄，凝固后得到S1-Cr-Fe合金澆鑄料；
d.將在所述步驟c中制備的澆鑄料破碎成粒度小于75μπι的復合材料粉末，再將復合材料粉末進行高能球磨50?100 h，獲得S1-Cr-Fe固溶體粉末。
[0033]本實施例S1-Cr-Fe固溶體粉末具有良好的高溫抗氧化性能，廣泛應用于高溫富氧環(huán)境中的熱防護涂層。目前，衛(wèi)星用發(fā)動機材料多為以硅化物體為抗氧化涂層的鈮合金，因此，延長硅化物涂層的抗氧化壽命是衛(wèi)星長壽命發(fā)展的需求。在Nb-T1-Al基體表面涂覆S1-Cr-Fe涂層，可以有效延長合金基體使用壽命，依賴于涂層的高溫抗氧化性能，防止合金氧化。
[0034]實施例九:
本實施例與前述實施例基本相同，特別之處在于:
在本實施例中，一種元素摻雜的S1-Cr-Mn固溶體粉末，含有75%的硅、12%的Cr和15%的錳。
[0035]在本實施例中，元素摻雜的S1-Cr-M固溶體粉末的制備方法，包括以下步驟:
a.以質量百分比計，將75%的單晶硅、12%的金屬Cr和15%的金屬錳作為原料，分別放入真空度為500?5000 Pa的真空烘箱中，控制烘烤溫度低于150 °C，烘烤時間不少于3小時，然后隨爐降溫至50 °C以下，將烘烤處理后的各原料取出待用；
b.選用高純石墨坩禍，將經(jīng)過所述步驟a烘烤處理的部分單晶硅原料放入石墨坩禍的底部，在石墨坩禍的中部放入金屬Cr原料，在石墨坩禍的上部放入剩余的單晶硅原料和金屬錳原料，在石墨坩禍中對原料進行分層布料；
c.采用25kg的真空感應爐熔煉方法，對在所述步驟b中石墨坩禍中的原料進行熔煉制備合金熔體，然后將熔化后的合金熔體澆鑄，凝固后得到S1-Cr-Mn合金澆鑄料；
d.將在所述步驟c中制備的澆鑄料破碎成粒度小于75μπι的復合材料粉末，再將復合材料粉末進行高能球磨50?100 h，獲得S1-Cr-Mn固溶體粉末。
[0036]本實施例S1-Cr-Mn固溶體粉末具有良好的高溫抗氧化性能，廣泛應用于高溫富氧環(huán)境中的熱防護涂層。目前，衛(wèi)星用發(fā)動機材料多為以硅化物體為抗氧化涂層的鈮合金，因此，延長硅化物涂層的抗氧化壽命是衛(wèi)星長壽命發(fā)展的需求。在Nb-T1-Al基體表面涂覆S1-Cr-Mn涂層，可以有效延長合金基體使用壽命，依賴于涂層的高溫抗氧化性能，防止合金氧化。
[0037]實施例十:
本實施例與前述實施例基本相同，特別之處在于: 在本實施例中，一種元素摻雜的S1-Cr-Nb固溶體粉末，含有80%的硅、12%的Cr和10%的鈮。
[0038]在本實施例中，元素摻雜的S1-Cr-M固溶體粉末的制備方法，包括以下步驟:
a.以質量百分比計，將80%的單晶硅、12%的金屬Cr和10%的金屬鈮作為原料，分別放入真空度為500?5000 Pa的真空烘箱中，控制烘烤溫度低于150 °C，烘烤時間不少于3小時，然后隨爐降溫至50 °C以下，將烘烤處理后的各原料取出待用；
b.選用高純石墨坩禍，將經(jīng)過所述步驟a烘烤處理的部分單晶硅原料放入石墨坩禍的底部，在石墨坩禍的中部放入金屬Cr原料，在石墨坩禍的上部放入剩余的單晶硅原料和金屬鈮原料，在石墨坩禍中對原料進行分層布料；
c.采用25kg的真空感應爐熔煉方法，對在所述步驟b中石墨坩禍中的原料進行熔煉制備合金熔體，然后將熔化后的合金熔體澆鑄，凝固后得到S1-Cr-Nb合金澆鑄料；
d.將在所述步驟c中制備的澆鑄料破碎成粒度小于75μπι的復合材料粉末，再將復合材料粉末進行高能球磨50?100 h，獲得S1-Cr-Nb固溶體粉末。
[0039]本實施例S1-Cr-Nb固溶體粉末具有良好的高溫抗氧化性能，廣泛應用于高溫富氧環(huán)境中的熱防護涂層。目前，衛(wèi)星用發(fā)動機材料多為以硅化物體為抗氧化涂層的鈮合金，因此，延長硅化物涂層的抗氧化壽命是衛(wèi)星長壽命發(fā)展的需求。在Nb-T1-Al基體表面涂覆S1-Cr-Nb涂層，可以有效延長合金基體使用壽命，依賴于涂層的高溫抗氧化性能，防止合金氧化。
[0040]上面對本發(fā)明實施例進行了說明，但本發(fā)明不限于上述實施例，還可以根據(jù)本發(fā)明的發(fā)明創(chuàng)造的目的做出多種變化，凡依據(jù)本發(fā)明技術方案的精神實質和原理下做的改變、修飾、替代、組合或簡化，均應為等效的置換方式，只要符合本發(fā)明的發(fā)明目的，只要不背離本發(fā)明元素摻雜的S1-Cr-M固溶體粉末及其制備方法的技術原理和發(fā)明構思，都屬于本發(fā)明的保護范圍。
【主權項】
1.一種元素摻雜的S1-Cr-M固溶體粉末，其特征在于:以質量百分比計，含有10?85 %的單晶娃組分、5?15%的金屬Cr組分和5?80%的金屬M組分，其中金屬M組分為過渡族兀素Sc、Y、T1、Zr、Hf、Rf、V、Nb、Ta、Db、Cr、Mo、W、Sg、Mn、Tc、Re、Bh、Fe、Ru、Os、Hs、Co、Rh、Ir、Mt、N1、Pd、Pt、Ds、Au和Ag中的任意一種金屬、任意幾種金屬的合金或任意幾種金屬單質的混合物。2.根據(jù)權利要求1所述元素摻雜的S1-Cr-M固溶體粉末，其特征在于:含有75?85%的單晶娃組分、7?13%的金屬Cr組分和8?15%的金屬]\1組分。3.—種權利要求1所述元素摻雜的S1-Cr-M固溶體粉末的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: a.以質量百分比計，將10?85%的單晶硅、5?15%的金屬Cr和5?15%的金屬M作為原料，分別放入真空度為500?5000 Pa的真空烘箱中，控制烘烤溫度低于150 V，烘烤時間不少于3小時，然后隨爐降溫至50 °C以下，將烘烤處理后的各原料取出待用； b.選用高純石墨坩禍，將經(jīng)過所述步驟a烘烤處理的部分單晶硅原料放入石墨坩禍的底部，在石墨坩禍的中部放入金屬Cr原料，在石墨坩禍的上部放入剩余的單晶硅原料和金屬M原料，在石墨坩禍中對原料進行分層布料； c.采用真空感應爐熔煉方法，對在所述步驟b中石墨坩禍中的原料進行熔煉制備合金熔體，然后將熔化后的合金熔體澆鑄，凝固后得到Si系合金澆鑄料； d.將在所述步驟c中制備的澆鑄料破碎成粒度小于75μπι的復合材料粉末，再將復合材料粉末進行高能球磨50?100 h，獲得S1-Cr-M固溶體粉末。
【文檔編號】B22F1/00GK105855536SQ201610319882
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年5月16日
【發(fā)明人】侯雪玲, 王曉晨, 盧倩倩, 韓寧, 薛允, 禹林業(yè), 文興成
【申請人】上海大學