1.前言
難熔金屬及其合金材料具有高熔點、高抗熱沖擊、高的高溫強度及導電、導熱性、低的熱膨脹系數等優異的高溫性能。W作為一種典型難熔金屬，被廣泛應用于超高溫領域[1-4]。然而W及其合金材料高溫抗氧化性能差，1200℃左右將發生災難性氧化破壞致使材料失效，從而嚴重制約了W及其合金材料在超高溫領域的應用[5-6]。隨著航空航天科學技術的飛速發展，超高溫、長時間、強氧化等服役環境對難熔金屬超高溫、長時間抗燒蝕性能提出苛刻要求。國內外學者為提高難熔金屬高溫抗氧化性能開展了大量研究，其中表面防護涂層技術成為近年來研究熱點。
近年來，硅化物涂層以其優異的高溫抗氧化性能成為當前國際上主流的高溫抗氧化涂層體系，其制備方法主要包括反應燒結法、包滲法和熱噴涂等。 國外硅化物涂層研究以美國的Durak—B(MoSi2添加Zr、B)涂層和俄羅斯的MoSi2涂層為代表，并在其多個航空航天器上得到應用，應用對象主要為鈮合金、鉭合金和鉬合金高溫結構部件。Durak—B圖層采用包滲法制備于鉬合金表面，20世紀60年代大量應用于阿波羅服務艙和月球艙發動機;俄羅斯的MoSi2涂層采用CVD或PVD沉積鉬層后包滲的工藝制備于鈮鎢合金(Nb521)表面，靜態1 800℃下壽命可達10～20 h，廣泛應用于衛星、空間站及航天飛機。在國內，硅化物涂層是目前型號應用的唯一涂層，以航天材料及工藝研究所的“815”及“056”涂層為代表，大氣1600℃氧化壽命不低于10h，應用與神舟飛船推進艙姿控、變軌、制動發動機等[7]。然而，面對現階段≥1700℃超高溫條結構部件的性能需求，研究難熔金屬W及其合金表面的超高溫抗氧化涂層具有極大的應用意義。目前，國內外關于這方面的報道較少。本文采用料漿多步反應燒結法在W基合金表面制備W-Si-ZrO2-Y2O3涂層，并對其制備工藝、組織形貌及高溫抗氧化行為展開了初步研究。
2.實驗
本實驗基材采用粉末冶金方法制備的W基合金，采用線切割將其加工成90mm×10mm×2mm長條狀試樣，經砂紙打磨、酸洗、堿洗、酒精超聲波清洗、干燥備用。
將高純度W粉(純度≥99%，粒度≤10μm)、ZrO2粉(純度≥99%，粒度≤10μm)、Y2O3粉(純度≥99%，粒度10≤μm)、Si粉與粘接劑及燒結助劑混合，以無水
聲明：
“W合金表面制備W-Si-ZrO2-Y2O3高溫抗氧化涂層工藝及性能研究” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究，如用于商業用途，請聯系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發明人(作者)
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編輯：中冶有色網
來源：中南大學 粉末冶金國家重點實驗室
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2025年07月09日 ~ 11日 
