专利名称：一种陶瓷与有机粘结剂的复合材料涂层的制备方法
技术领域：
本发明涉及机械、冶金、化工、电力等工业领域应用的一种在材料表面制备具有优越耐磨损与耐腐蚀性能的涂层的制备方法，具体涉及一种陶瓷与有机粘结剂的复合材料涂层的制备方法。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案是一种陶瓷与有机粘结剂的复合材料涂层的方法，包括以下步骤1)首先采用热喷涂方法在材料表面制备陶瓷涂层；2)然后使用具有流动性与粘结性能的有机粘结剂涂覆在涂层表面；3)根据所选用的粘结剂的性质、涂层气孔尺寸和分布以及涂层与粘结剂之间的润湿性控制浸渗和固化的温度和时间，使粘结剂在完全固化之前渗入涂层内，并在其中固化，使粘结剂与多孔陶瓷涂层牢固地粘结在一起。
本发明的其它一些特点是，所述热喷涂方法可以是等离子喷涂方法或普通火焰喷涂或超音速火焰喷涂方法或亚音速火焰喷涂或电弧喷涂或高速电弧喷涂方法。
所述陶瓷涂层是指包括陶瓷涂层在内的整个涂层，可以是单纯的陶瓷涂层，也可以是先采用金属或合金或金属陶瓷或陶瓷或他们的混合物打底之后再喷涂的陶瓷涂层。
所述热喷涂陶瓷涂层的材料可以是纯粹的陶瓷材料也可以是混合或复合的陶瓷材料，纯粹的陶瓷材料可以是氧化物或碳化物或氮化物或硼化物。
所述粘结剂为具有一定粘结强度的可以作为粘结剂使用的有机高分子材料，在一定温度范围内具有一定流动性和对基体的润湿性。
所述的有机粘结剂可为单组分的粘结剂，也可以是双组分、或多组分的粘结剂，还可以是几种粘结剂混合的粘结剂。
所述粘结剂的浸渗与固化可以同时进行，也可以单独进行。
所述粘结剂渗入到涂层内部；可以一直浸渗到包括陶瓷涂层与基体的界面的整个陶瓷涂层，也可以只浸渗到陶瓷涂层的内部。
所述粘结剂的涂覆与浸渗可以在相同压力下进行，也可以在不同压力下进行。
本发明制备的陶瓷与有机粘结剂构成的复合涂层，不仅可以将涂层内的气孔填充封闭，将粒子用粘结剂牢固地粘结在一起，显著提高涂层的内聚结合强度、耐磨损性能与耐腐蚀性能等多种性能；同时，还可以将基体与涂层牢固的粘结在一起，提高涂层与基体的结合强度，阻止腐蚀介质腐蚀基体，从而提高涂层的综合性能、寿命与可靠性。
四
图1为采用本发明的方法制备的一种复合涂层的显微组织照片；图2为等离子喷涂Al2O3涂层的显微组织照片；图3为采用本发明的方法制备的一种复合涂层与喷涂态涂层的90°相对冲蚀磨损量对比照片；图4为采用本发明的方法制备的另一种复合涂层与喷涂态涂层的90°相对冲蚀磨损量对比照片。
依照本发明的技术方案，具体实施方案包括以下步骤(1)采用热喷涂方法制备陶瓷涂层；(2)将在一定温度范围内具有流动性的粘结剂置于涂层表面；(3)进行浸渗与固化处理控制涂层温度使粘结剂在具有流动性时浸渗到涂层内部，使粘结剂与陶瓷涂层粘结在一起构成本发明所述的复合材料。
以下是发明人给出的实施例
表1
实施例2参见图1、图2。图1为采用本发明的方法制备的一种复合涂层的显微组织照片，图2为等离子喷涂Al2O3涂层的显微组织照片。采用等离子喷涂制备Al2O3陶瓷涂层，将涂层在0.2大气压的压力加热到300℃然后冷却到150℃后涂覆Plasmatex Klebbi粘结剂，然后在大于一个大气压的压力下进行浸渗和固化后制得一种复合涂层，采用扫描电镜拍摄显微组织照片。与喷涂态涂层相比，本发明所制备的复合涂层组织更为致密，有利于提高涂层的耐磨损性能和耐腐蚀性能。
权利要求
1.一种基于热喷涂制备陶瓷与有机粘结剂的复合材料涂层的方法，其特征在于，按以下步骤进行1)首先采用热喷涂方法在材料表面制备陶瓷涂层；2)然后使用具有流动性与粘结性能的有机粘结剂涂覆在涂层表面；3)进行浸渗与固化处理，粘结剂将陶瓷涂层内部的粒子之间牢固地粘结在一起，并将整个涂层与基体牢固地粘结在一起。
2.根据权利要求1所述的陶瓷与有机粘结剂的复合材料涂层的制备方法，其特征在于，所述陶瓷涂层是指包括陶瓷涂层在内的整个涂层，可以是单纯的陶瓷涂层，也可以是先采用金属或合金或金属陶瓷或陶瓷或他们的混合物打底之后再喷涂的陶瓷涂层。
3.根据权利要求1所述的陶瓷与有机粘结剂的复合材料涂层的制备方法，其特征在于，所述热喷涂陶瓷涂层的材料可以是纯粹的陶瓷材料也可以是混合或复合的陶瓷材料，纯粹的陶瓷材料可以是氧化物或碳化物或氮化物或硼化物。
4.根据权利要求1所述的陶瓷与有机粘结剂的复合材料涂层的制备方法，其特征在于，所述粘结剂为具有一定粘结强度的可以作为粘结剂使用的有机高分子材料，在一定温度范围内具有一定流动性和对基体的润湿性。
5.根据权利要求1或5所述的陶瓷与有机粘结剂的复合材料涂层的制备方法，其特征在于，所述的有机粘结剂可为单组分的粘结剂，也可以是双组分、或多组分的粘结剂，还可以是几种粘结剂混合的粘结剂。
6.根据权利要求1所述的陶瓷与有机粘结剂的复合材料涂层的制备方法，其特征在于，所述粘结剂的浸渗与固化根据所选用的粘结剂的性质、涂层气孔尺寸和分布以及涂层与粘结剂之间的润湿性控制浸渗和固化的温度和时间，使粘结剂在完全固化之前渗入涂层内，并在其中固化。
7.根据权利要求1所述的陶瓷与有机粘结剂的复合材料涂层的制备方法，其特征在于，所述粘结剂的浸渗与固化可以同时进行，也可以单独进行。
8.根据权利要求1所述的陶瓷与有机粘结剂的复合材料涂层的制备方法，其特征在于，所述粘结剂渗入到涂层内部；可以一直浸渗到包括陶瓷涂层与基体的界面的整个陶瓷涂层，也可以只浸渗到陶瓷涂层的内部。
9.根据权利要求1所述的陶瓷与有机粘结剂的复合材料涂层的制备方法，其特征在于，所述粘结剂的涂覆与浸渗可以在相同压力或温度下进行，也可以在不同压力或温度下进行，可以在大气的气氛中进行，也可以在与粘结剂有较好吸附性的气体气氛下进行，还可以在真空条件下浸渗。
全文摘要
本发明公开了一种在材料表面制备陶瓷与有机粘结剂材料构成的复合涂层及其制备方法，该方法首先采用热喷涂方法制备陶瓷涂层，然后再用有机粘结剂浸渗，使有机粘结剂从涂层的表面渗入整个涂层的气孔内，并可以达到涂层与基体的界面，将涂层内的空隙充分填充，并将未完全结合在一起的粒子以及涂层与基体界面粘结在一起，而构成陶瓷与有机粘结剂复合材料涂层。该复合涂层可以广泛用于电力、化工等领域，能够有效提高单一陶瓷涂层的耐磨性、强度、耐腐蚀、绝缘与密封等性能。
文档编号C04B41/82GK1431170SQ0311444
公开日2003年7月23日 申请日期2003年1月17日 优先权日2003年1月17日
发明者李长久, 杨冠军, 大森明 申请人:西安交通大学