陶瓷高溫涂層

已知SiO2和Al2O3具有良好的抗氧化性。如果直接在合金表面制備一層SiO2或Al2O3膜,也可以起到隔離氣體介質、降低合金氧化速度的作用。但是,SiO,或Al2O3必須十分致密。另外,- -般抗氧化合金表面沉積Al2O3,由于Al2O,涂層/合金界面的氧分壓降低,可以促進合金的選擇性氧化,對合金的抗氧化性起有利作用。但由于氧化物與基體合金的線膨脹系數相差較大，合金表面直接制備的氧化物陶瓷高溫涂層在溫度循環條件下容易破裂,如當涂層較厚時,在制備過程就會發生這種情形,因此, SiO2或Al2O3作為防護涂層使用時,往往用于短時間需要防護的場合。

事實上,復合氧化物陶瓷高溫涂層應用更普遍。例如,ZrO2+8%Y2O3(質量分數),即Y20,部分穩定的ZrO2涂層,是熱障涂層的重要組成部分;3Al2O3.2S:O2,即莫來石(Mllile)涂層等。除氧化物陶瓷外,非氧化物陶瓷涂層也得到開發,如SiC及Si;N,涂層等。

這類涂層的制備方法有 EB- PVD、反應濺射、射頻濺射、等離子噴涂、化學氣相沉積、溶膠一凝膠法 ( Sol - Gel法)、自蔓延( Self-Propagation High-Tempera-ture Synthesis, SHS) 、 微弧氧化法等。

EB- PVD是近些年才發展起來的技術。制備涂層的過程包括三個步驟: 

(1)用電子束來蒸發、汽化涂層材料;

(2)通過稀薄氣氛把蒸氣從靶輸運到基體上;

(3)涂層材料蒸氣在基體.上冷凝形成涂層。

制備包覆涂層時,應用最廣的是PVD,這里特別加以說明其技術特點。與其他制膜方法相比,PVD可制備各種金屬、合金、氧化物、氮化物、碳化物等涂層,也能制備金屬、化合物的多層或復合層;陶瓷高溫涂層附著力強;工藝溫度低，工件一般無受熱變形或材料變質的問題;涂層純度高,組織致密;工藝過程主要由電參數控制,易于調節和控制;對環境無污染。其缺點是設備較復雜,一次投資較大，涂層生產成本高。