專利名稱：一種原位生成超細(xì)晶二硅化鉬涂層的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于原位生成超細(xì)晶二硅化鉬涂層技術(shù)領(lǐng)域，特別是提供了一種原位生成超細(xì)晶二硅化鉬涂層的方法。
背景技術(shù)：
二硅化鉬具有很高的熔點(diǎn)、較低的電阻率、很好的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性等性能，因此得到了廣泛的重視。二硅化鉬中，MoSi2具有導(dǎo)電性能好、最高抗氧化溫度達(dá)1800℃、耐熔融金屬和爐渣的侵蝕等優(yōu)異性能，可用于制作高溫導(dǎo)電涂層，熔煉金屬的坩堝內(nèi)襯，航空航天高溫部件的耐高溫、抗氧化涂層和高溫發(fā)熱元件等。
MoSi2的絕熱燃燒溫度(即反應(yīng)體系的放熱使體系能達(dá)到的最高溫度)為1900K，為弱放熱反應(yīng)，故合成MoSi2時(shí)須采取輔助加熱措施?，F(xiàn)有熱噴涂法制備二硅化鉬涂層的特點(diǎn)和局限性在于1、需要采用已預(yù)制好的二硅化鉬粉末進(jìn)行噴涂，由于二硅化鉬熔點(diǎn)高，目前主要采用等離子噴涂法制備二硅化鉬涂層。
2、大氣等離子噴涂技術(shù)得到的二硅化鉬涂層組織疏松，含氧量很高，結(jié)合強(qiáng)度低，涂層性能不能滿足高溫抗氧化的需要。低壓等離子噴涂所得二硅化鉬涂層雖然較致密，含氧量低，化學(xué)組分較均勻；但涂層與基體以機(jī)械結(jié)合為主，結(jié)合強(qiáng)度僅幾十MPa，且制備成本高、工藝復(fù)雜，噴涂條件苛刻。

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)晶二硅化鉬涂層的方法，解決了現(xiàn)有熱噴涂技術(shù)不易制備二硅化鉬涂層，特別是難以原位生成二硅化鉬涂層及涂層與基體難以達(dá)到冶金結(jié)合的技術(shù)難點(diǎn)。具有成本低、易操作、涂層與基體達(dá)到冶金結(jié)合、涂層厚度大的優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明采用沖擊大電流直接加熱鉬箔包裹硅粉末的粉芯絲，利用電熱及電爆炸產(chǎn)生的瞬態(tài)超高溫原位生成二硅化鉬，并使二硅化鉬熔滴以3000-5000m/s的超高速從噴槍出口噴射至基體表面，形成具有冶金結(jié)合的二硅化鉬涂層，涂層的晶粒尺寸在100-1000nm范圍(晶粒尺寸主要取決于單次噴涂厚度)。具體工藝為1、金屬鉬被軋制成矩形橫截面積的箔材，即鉬箔。鉬箔的厚度在30-100μm范圍，寬度在15-30mm范圍，長度在60-110mm范圍。選用無定形硅或結(jié)晶硅作為硅粉末，其粒度在1-10μm范圍。為了制成由鉬和硅粉組成的粉芯絲，需要將鉬箔卷成空心的薄壁圓筒，并在圓筒內(nèi)加入硅粉；圓筒的外徑在3-9mm范圍。為了保證硅粉密實(shí)并與鉬箔緊密接觸，需用空氣鍛錘將已填充硅粉的圓形截面粉芯絲鍛壓成矩形截面粉芯絲。鍛錘的載荷幅值為50-100kN，鍛壓后的粉芯絲為矩形截面，其橫截面積在1-1.5mm2范圍；粉芯絲的有效加熱長度在50-100mm范圍，為了形成以二硅化鉬為主的相，必須按二硅化鉬分子式中鉬與硅的原子比來計(jì)算金屬箔和硅的質(zhì)量百分比。粉芯絲中，理論上的質(zhì)量比為鉬箔所占質(zhì)量比為 硅所占質(zhì)量比為 上式中，AMo表示鉬的原子量，Asi表示硅的原子量?？紤]到噴涂過程中，極少部熔融和氣態(tài)硅(根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在硅粉中所占質(zhì)量比1-5％)在噴槍出口處隨高速氣流從噴槍出口兩側(cè)排出而不能形成涂層，因此實(shí)際工藝中，可將粉芯絲中硅粉含量的質(zhì)量比增加到理論值的1.01-1.05倍，即 ，以確保涂層中有足夠的硅形成二硅化鉬相。粉芯絲需要被布置在一個(gè)電熱爆炸噴槍內(nèi)。噴槍內(nèi)膛底部封閉，另一端開口，兩個(gè)電極被布置在噴槍底部的兩端。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50-100mm范圍(不包括噴槍內(nèi)膛兩端壓條尺寸)，噴槍內(nèi)膛深度在60-120mm范圍。噴槍原理詳見圖1。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(yùn)動(dòng)。噴槍高低、壓外電極分別與沖擊大電流回路的高、低壓電極連接，噴槍出口與基材待涂覆表面保持適當(dāng)距離，為10-30mm。
2、需要一套與噴槍外電極相連的沖擊大電流裝置(電流波形近似為I=I0e-βtsinωt,]]>ωt=π2]]>時(shí)所對應(yīng)的電流值在70-150kA范圍)，該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(hù)回路組成，見圖2。為確保原位生成二硅化鉬涂層，并使噴涂速度達(dá)到3000m/s-5000M/s，所需電容器儲(chǔ)存的能量要遠(yuǎn)高于熔化粉芯絲的能量，一般為熔化粉芯絲所需能量的18-25倍。
3、待噴涂工件(平板型或圓弧形均可)置于噴涂工作臺(tái)上，通過機(jī)械裝置可操作工作臺(tái)平面上作二維移動(dòng)，并可沿鉛垂線上下運(yùn)動(dòng)，噴槍固定于工作臺(tái)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(dú)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(gè)噴槍以上)。在大氣環(huán)境下噴涂，單次噴涂面積為5-12cm2。通過工作臺(tái)操作機(jī)構(gòu)移動(dòng)試樣，在所需噴涂位置噴涂，從而實(shí)現(xiàn)對試樣不同區(qū)域的噴涂，通過同一面積上重復(fù)噴涂3-20次使涂層平均厚度達(dá)50-300μm。涂層的表面粗糙度在Ra1.5-8范圍。
4、當(dāng)電容器達(dá)到所需充電電壓后，通過觸發(fā)裝置使放電回路導(dǎo)通，上述粉芯絲材料中通過瞬時(shí)大電流，其電流波形近似為I＝I0e-βtsin ωt。由于硅粉導(dǎo)電性差，為了使鉬箔在溫度上升過程中有較長的時(shí)間通過熱傳導(dǎo)加熱硅粉，電容器的電壓等級應(yīng)在4-8kV范圍，對應(yīng)放電電流的頻率在104-3×104rad/s范圍。
5、噴涂基本過程如下在大電流的作用下，由于鉬箔導(dǎo)電性良好并存在一定電阻而被快速加熱，在60-150微秒內(nèi)被加熱到鉬熔點(diǎn)的溫度(此階段可促使部分鉬原子向硅中的擴(kuò)散，并由于鉬箔與硅粉緊密接觸而使硅粉溫度上升到一定值)，隨后在電流的持續(xù)作用下，部分鉬材料達(dá)到沸點(diǎn)，鉬箔部分蒸發(fā)，轉(zhuǎn)變成蒸汽-液滴組成的兩相狀態(tài)(此時(shí)電阻急劇增大)，在這個(gè)過程中形成的等離子體是一種活性介質(zhì)，它增強(qiáng)了電爆炸體系內(nèi)各成分的碰撞，加快了鉬與硅的反應(yīng)速度；等離子體擊穿后發(fā)生電爆炸，爆炸區(qū)溫度可達(dá)104K，高溫氣體可迅速進(jìn)一步加熱硅粉；同時(shí)產(chǎn)生沖擊波，高溫反應(yīng)生成的二硅化鉬熔滴、少量離子和原子團(tuán)簇、高溫高壓氣體的混合物自噴槍底部高速向槍口方向運(yùn)動(dòng)(速度可高達(dá)3000m/s-5000m/s)，撞擊基體后快速凝固而形成超細(xì)晶二硅化鉬涂層，涂層與基體可達(dá)到冶金結(jié)合。
6、每次噴涂的厚度為10-30微米，如需制備厚涂層，其特征在于在同一面積上按前述步驟(2)-(7)的多次噴涂。
與現(xiàn)有熱噴涂法不同的是，本發(fā)明利用沖擊大電流對噴涂材料鉬進(jìn)行體內(nèi)快速均勻加熱，使粉芯絲中的鉬箔(按二硅化鉬的分子式組成鉬箔包裹Si粉末的粉芯絲)在60-150μs內(nèi)被快速加熱到高于其熔點(diǎn)的溫度，并通過噴槍內(nèi)膛發(fā)生電爆炸產(chǎn)生的瞬態(tài)高溫加熱硅粉，使鉬、硅組元在高下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)直接生成熔融的微小顆粒，通過噴槍內(nèi)電爆炸產(chǎn)生的高溫高壓氣體推動(dòng)熔融顆粒從噴槍底部向槍口高速運(yùn)動(dòng)，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)單次噴涂厚度約小于20μm時(shí)，可得到晶粒尺寸小于500nm的涂層。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)1、解決了熱噴涂法原位生成超細(xì)晶二硅化鉬涂層的技術(shù)難點(diǎn)。由于噴涂速度高達(dá)3000m/s-5000m/s，可使涂層與基體達(dá)到冶金結(jié)合，其中基體元素向涂層擴(kuò)散的深度可達(dá)5-30μm。重復(fù)噴涂時(shí)，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0.03％-0.3％范圍。
2、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(dá)50-300μm。
3、本發(fā)明制備的二硅化鉬涂層硬度在1100-1500HV范圍。
4、通過噴涂熱反應(yīng)原位生成二硅化鉬涂層，在大氣環(huán)境及基體在常溫狀態(tài)下制備涂層，可使涂層與基體達(dá)到冶金結(jié)合；具有成本低、制備工藝較簡單的優(yōu)點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明的噴槍與粉芯絲連接原理圖。其中，低壓側(cè)外電極1、高壓側(cè)外電極2、掛鉤3、壓條4、氧化鋁陶瓷5、粉芯絲6、絕緣板7、涂層8、基體9。
圖2為本發(fā)明的粉芯絲橫截面圖。其中，硅粉10、鉬箔11。
圖3為本發(fā)明的沖擊大電流回路原理圖。其中，充電回路12、觸發(fā)回路13、三電極開關(guān)14、高壓側(cè)電極15、低壓側(cè)電極16、高壓電容器組17。
圖4為本發(fā)明的Mo基體上MoSi2涂層橫截面掃描電鏡照片(氫氟酸腐蝕)。
圖5為本發(fā)明的Mo基體上MoSi2涂層高倍掃描電鏡照片(晶粒尺寸小于500nm)。
圖6為本發(fā)明的45鋼基體上MoSi2涂層晶粒內(nèi)局部區(qū)域的能譜分析(白框?yàn)榉治鰠^(qū)域)。
圖7為本發(fā)明的45鋼基體上MoSi2涂層晶粒內(nèi)局部區(qū)域的能譜分析結(jié)果(發(fā)現(xiàn)了少量Fe，說明基體元素Fe向涂層擴(kuò)散。
圖8為本發(fā)明的45鋼基體上MoSi2涂層的XRD(X射線衍射)分析結(jié)果。
具體實(shí)施例方式
下面通過實(shí)例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明實(shí)施例1基材為圓管型試樣，其外徑18cm，圓管長度為400mm(通過移動(dòng)試樣或同一面積上重復(fù)噴涂，在圓管外表面所需噴涂的區(qū)域制備所需厚度的涂層)，基材材料為Nb。噴涂的材料為鉬箔包硅粉的粉芯絲，鉬箔厚度為50μm，其總質(zhì)量為0.8克(質(zhì)量比Mo-62.5％，Si-37.5％)。噴涂前，對試樣進(jìn)行表面清洗處理。將試樣置于工作臺(tái)上，噴槍固定于工作臺(tái)支架上，噴槍槍口平面與試樣平行。在基體上噴涂打底層時(shí)，為了使涂層與基體元素充分?jǐn)U散，使涂層與基體達(dá)到冶金結(jié)合，噴槍槍口與試樣距離為10mm；打底層噴涂完畢后，在同一面積上重復(fù)噴涂時(shí)，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5.6cm2。通過工作臺(tái)操作機(jī)構(gòu)移動(dòng)圓管試樣在平面的位置(或轉(zhuǎn)動(dòng)圓管)，從而實(shí)現(xiàn)對試樣不同區(qū)域的噴涂，通過統(tǒng)一面積上的8次噴涂使涂層達(dá)到160μm厚度。
噴涂時(shí)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。噴涂時(shí)，噴槍所在位置固定，可通過工作臺(tái)操作機(jī)構(gòu)移動(dòng)試樣在平面的位置，從而實(shí)現(xiàn)對試樣不同區(qū)域的噴涂。噴槍噴涂完畢后，需在將噴涂后的噴槍退出工作臺(tái)并重新裝粉芯絲，并安裝好另一已裝好粉芯絲的噴槍，以實(shí)現(xiàn)下一次噴涂。如此循環(huán)，實(shí)現(xiàn)重復(fù)噴涂。
表1 實(shí)施例1的噴涂工藝參數(shù)(單個(gè)噴槍)


噴涂工作過程是噴涂基本過程如下在電流的作用下，由于鉬箔導(dǎo)電性良好并存在一定電阻而被快速加熱；在鉬箔爆炸前，由于鉬箔與硅粉緊密接觸，鉬箔通過熱傳導(dǎo)使硅粉溫度上升；在電流的持續(xù)作用下，部分鉬材料達(dá)到沸點(diǎn)，鉬箔部分蒸發(fā)，轉(zhuǎn)變成蒸汽-液滴組成的兩相狀態(tài)(此時(shí)電阻急劇增大)，在這個(gè)過程中形成的等離子體是一種活性介質(zhì)，它增強(qiáng)了電爆炸體系內(nèi)各成分的碰撞，加快了鉬與硅的反應(yīng)速度；等離子體擊穿后發(fā)生電爆炸，爆炸區(qū)溫度可達(dá)104K，高溫氣體可迅速進(jìn)一步加熱硅粉；同時(shí)產(chǎn)生沖擊波，高溫反應(yīng)生成的二硅化鉬熔滴、少量離子和原子團(tuán)簇、高溫高壓氣體的混合物自噴槍底部高速向槍口方向運(yùn)動(dòng)，撞擊基體后快速凝固而形成超細(xì)晶二硅化鉬涂層，涂層與基體可達(dá)到冶金結(jié)合。
本實(shí)例制備的二硅化鋁涂層在800-1600℃溫度范圍內(nèi)具有耐抗氧化能力，可有效保護(hù)圓管型鈮基體在高溫氧化氣氛下工作。
實(shí)施例2基材為平板試樣，其體積為4×15×2cm3，基材材料為Mo。噴涂的材料為鉬箔包硅粉的粉芯絲，鉬箔厚度為80μm，其總質(zhì)量為1克(質(zhì)量比Mo-62％，Si-38％)。噴涂前，對試樣進(jìn)行表面清洗處理。將試樣置于工作臺(tái)上，噴槍固定于工作臺(tái)支架上，噴槍槍口平面與試樣平行。在基體上噴涂打底層時(shí)，為了使涂層與基體元素充分?jǐn)U散，使涂層與基體達(dá)到冶金結(jié)合，噴槍槍口與試樣距離為10mm，在同一面積上重復(fù)噴涂時(shí)，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9cm2。通過工作臺(tái)操作機(jī)構(gòu)移動(dòng)平板試樣的空間位置，從而實(shí)現(xiàn)對試樣不同區(qū)域的噴涂(共6個(gè)平面)，通過多次噴涂使試樣6個(gè)平面上涂層達(dá)到所需厚度?？紤]到Mo與MoSi2線膨脹系數(shù)相差較大，并為了阻隔Si向基體的擴(kuò)散，需首先在Mo基體上噴涂一層Mo-Cr打底層(采用Mo包Cr粉的粉芯絲，Cr的質(zhì)量比在30-50％范圍)。然后再噴涂MoSi2涂層。
噴涂時(shí)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8套獨(dú)立的沖擊大電流裝置及與之連接的噴槍。噴涂時(shí)，8個(gè)噴槍所在位置固定，可通過工作臺(tái)操作機(jī)構(gòu)移動(dòng)試樣在平面的位置，從而實(shí)現(xiàn)對試樣不同區(qū)域的噴涂。每個(gè)噴槍噴涂完畢后，需在將噴涂后的噴槍退出工作臺(tái)并重新裝粉芯絲，并安裝好另一組已裝好粉芯絲的8個(gè)噴槍，以實(shí)現(xiàn)下一次噴涂。如此循環(huán)，實(shí)現(xiàn)重復(fù)噴涂。通過同一面積上重復(fù)噴涂12次使涂層平均厚度為180μm。
表2 實(shí)施例2的噴涂工藝參數(shù)(8個(gè)噴槍)


本實(shí)例制備的二硅化鉬涂層在800-1600℃溫度范圍內(nèi)具有耐抗氧化能力，可有效保護(hù)鉬基體在高溫氧化氣氛下工作。
實(shí)施例3基材為平板試樣，其體積為5×5×5cm3，基材材料為45鋼。噴涂的材料為鉬箔包硅粉的粉芯絲，鉬箔厚度為100μm，其總質(zhì)量為1.1克(質(zhì)量比Mo-62％，Si-38％)。噴涂前，對試樣進(jìn)行表面清洗處理。將試樣置于工作臺(tái)上，噴槍固定于工作臺(tái)支架上，噴槍槍口平面與試樣平行。在基體上噴涂打底層時(shí)，為了使涂層與基體元素充分?jǐn)U散，使涂層與基體達(dá)到冶金結(jié)合，噴槍槍口與試樣距離為15mm，在同一面積上重復(fù)噴涂第2-5層時(shí)，噴槍槍口與試樣距離為25mm。在大氣環(huán)境下噴涂。通過工作臺(tái)操作機(jī)構(gòu)移動(dòng)平板試樣的空間位置，從而實(shí)現(xiàn)對試樣不同區(qū)域的噴涂(共6個(gè)平面)，通過多次噴涂使試樣6個(gè)平面上涂層達(dá)到所需厚度。
噴涂時(shí)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。噴涂時(shí)，噴槍所在位置固定；本例使用一套沖擊大電流裝置和單個(gè)噴槍組成的系統(tǒng)噴涂。每個(gè)噴槍噴涂完畢后，需在將噴涂后的噴槍退出工作臺(tái)并重新裝粉芯絲，并安裝好另一個(gè)已裝好粉芯絲的噴槍，以實(shí)現(xiàn)下一次噴涂。如此循環(huán)，實(shí)現(xiàn)重復(fù)噴涂。通過同一面積上重復(fù)噴涂5次使涂層平均厚度為100μm。
表3 實(shí)施例3的噴涂工藝參數(shù)


權(quán)利要求
1.一種原位生成超細(xì)晶二硅化鉬涂層的方法，其特征在于a、金屬鉬被軋制成矩形橫截面積的箔材，稱作鉬箔，選用無定形硅或結(jié)晶硅作為硅粉末，將鉬箔卷成空心的薄壁圓筒，在圓筒內(nèi)加入硅粉；圓筒的外徑在3-9mm范圍，用空氣鍛錘將已填充硅粉的圓形截面粉芯絲鍛壓成矩形截面粉芯絲，鍛錘的載荷幅值為50-100kN，鍛壓后的粉芯絲為矩形截面，其橫截面積在1-1.5mm2范圍；粉芯絲的有效加熱長度在50-100mm范圍，按二硅化鉬分子式中鉬與硅的原子比來計(jì)算金屬箔和硅的質(zhì)量百分比，粉芯絲中，理論上的質(zhì)量比為鉬箔所占質(zhì)量比為 硅所占質(zhì)量比為 式中，AMo表示鉬的原子量，ASi表示硅的原子量；實(shí)際工藝中，將粉芯絲中硅粉含量的質(zhì)量比增加到理論值的1.01-1.05倍，以確保涂層中有足夠的硅形成二硅化鉬相；粉芯絲被布置在一個(gè)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；噴槍高低、壓外電極分別與沖擊大電流回路的高、低壓電極連接，噴槍出口與基材待涂覆表面保持距離為10-30mm；b、一套與噴槍外電極相連的沖擊大電流裝置，使噴涂速度達(dá)到3000m/s-5000M/s，所需電容器儲(chǔ)存的能量為熔化粉芯絲所需能量的18-25倍；c、待噴涂工件置于噴涂工作臺(tái)上，通過機(jī)械裝置可操作工作臺(tái)平面上作二維移動(dòng)，并沿鉛垂線上下運(yùn)動(dòng)，噴槍固定于工作臺(tái)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；通過工作臺(tái)操作機(jī)構(gòu)移動(dòng)試樣，在所需噴涂位置噴涂，實(shí)現(xiàn)對試樣不同區(qū)域的噴涂，通過同一面積上重復(fù)噴涂3-20次使涂層平均厚度達(dá)50-300μm，涂層的表面粗糙度在Ra1.5-8范圍；d、當(dāng)電容器達(dá)到所需充電電壓后，通過觸發(fā)裝置使放電回路導(dǎo)通，粉芯絲材料中通過瞬時(shí)大電流，電容器的電壓等級應(yīng)在4-8kV范圍，對應(yīng)放電電流的頻率在104-3×104rad/s范圍；e、噴涂過程為在大電流的作用下，在60-150微秒內(nèi)被加熱到鉬熔點(diǎn)的溫度，隨后在電流的持續(xù)作用下，部分鉬材料達(dá)到沸點(diǎn)，鉬箔部分蒸發(fā)，轉(zhuǎn)變成蒸汽—液滴組成的兩相狀態(tài)，在這個(gè)過程中形成的等離子體是一種活性介質(zhì)，它增強(qiáng)了電爆炸體系內(nèi)各成分的碰撞，加快了鉬與硅的反應(yīng)速度；等離子體擊穿后發(fā)生電爆炸，爆炸區(qū)溫度達(dá)104K，高溫氣體迅速加熱硅粉；同時(shí)產(chǎn)生沖擊波，高溫反應(yīng)生成的二硅化鉬熔滴、少量離子和原子團(tuán)簇、高溫高壓氣體的混合物自噴槍底部以3000m/s-5000m/s速度向槍口方向運(yùn)動(dòng)，撞擊基體后快速凝固而形成超細(xì)晶二硅化鉬涂層，涂層與基體達(dá)到冶金結(jié)合，每次噴涂的厚度為10-30微米。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于鉬箔的厚度在30-100μm范圍，寬度在15-30mm范圍，長度在60-110mm范圍；無定形硅或結(jié)晶硅作為硅粉末的粒度在1-10μm范圍。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種原位生成超細(xì)晶二硅化鉬涂層的方法，屬于原位生成超細(xì)晶二硅化鉬涂層技術(shù)領(lǐng)域。采用沖擊大電流直接加熱鉬箔包裹硅粉末的粉芯箔，利用電熱及電爆炸產(chǎn)生的瞬態(tài)超高溫原位生成二硅化鉬，并使二硅化鉬熔滴以3000－5000m/s的超高速從噴槍出口噴射至基體表面，形成具有冶金結(jié)合的二硅化鉬涂層，涂層的晶粒尺寸在100－1000nm范圍。解決了熱噴涂法原位生成超細(xì)晶二硅化鉬涂層的技術(shù)難點(diǎn)，使涂層與基體達(dá)到冶金結(jié)合；并具有成本低、制備工藝較簡單。
文檔編號C23C4/12GK1844441SQ20061001183
公開日2006年10月11日 申請日期2006年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月30日
發(fā)明者劉宗德, 陳克丕 申請人:華北電力大學(xué)