【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種原位生成電熱絲鎵基高溫抗氧化復合涂層的方法，屬于材料制備技術域。
技術介紹
1、自鈍化合金技術與涂層表面技術是解決金屬易氧化的兩種措施。自鈍化合金技術前期通過犧牲部分基體元素在基體表面形成一層保護性的抗氧化涂層，但基體元素生成的氧化物往往具有很高的起球比(pbr)，從而導致保護層的體積膨脹和脫落，同時多種合金元素的加入也會影響合金的力學性能，故自鈍化合金技術具有一定的局限性。表面涂層技術主要有鹵化物活化包層法、化學氣相沉積法、熱浸滲硅法等，通過在基體表面形成抗氧化涂層可在不影響合金使用性能的前提下最大程度地避免其氧化，是目前預氧金屬氧化的主流方法。
2、金屬鎵是一種無毒、不揮發(fā)的液態(tài)金屬，其在室溫下為液態(tài)，具有可觀的涂層應用前景，經過預氧化的鎵具有可觀的黏度，可以直接刷在基底上預防氧化，同時液態(tài)金屬鎵本身柔性可以有效解決基體與涂層之間的cte系數不匹配的問題。hu等人利用經預氧化后的鎵在鎢基體表面形成了高溫抗氧化涂層，但涂層的強度較低，具有一定的局限性。
技術實現思路
1、本專利技術針對電熱絲高溫以氧化的問題，區(qū)別于其他傳統高溫抗氧化涂層的制備方法，提出一種原位生成電熱絲鎵基高溫抗氧化復合涂層的方法，即根據金屬元素a與鎵的還原電位的差異，可在電熱絲表面原位析出生成外層為金屬a的氧化物陶瓷，內部為液態(tài)金屬鎵的柔性層，若電熱絲為鎢絲，鎵基高溫抗氧化復合涂層為包括液態(tài)金屬鎵的柔性層和外層金屬a的氧化物陶瓷的兩層結構分明的高溫抗氧化涂層，若電熱絲為鎳鉻合金絲或
2、一種原位生成電熱絲鎵基高溫抗氧化復合涂層的方法，具體步驟如下：
3、(1)電熱絲經打磨去除表面氧化膜、拋光、脫脂、酸活化后得到預處理電熱絲；所述電熱絲為鎢絲、鎳鉻合金絲或鐵鉻鎳合金絲；
4、(2)將鎵與金屬a進行混合熔煉使其合金化得到鎵基合金熔體，其中金屬a為鋁、鋅、鎂中的一種或多種，熔煉溫度不低于鎵與金屬a的合金熔點溫度；
5、(3)將鎵基合金熔體均勻涂覆在預處理電熱絲上，電熱絲通電自發(fā)熱至溫度1000～1400℃下鎵基合金熔體涂覆層高溫原位析出反應50～70min使鎵基合金去合金化，金屬a析出氧化浮于液態(tài)鎵表面形成金屬a氧化物的陶瓷層，得到鎵基高溫抗氧化復合涂層；所述電熱絲為鎳鉻合金絲或鐵鉻鎳合金絲，所述鎵基高溫抗氧化復合涂層還包括底層金屬鎵原位滲入電熱絲表層形成的鎵合金層。
6、所述步驟(1)電熱絲為鎢絲、鎳鉻合金絲、鐵鉻鎳合金絲，脫脂的溶劑為丙酮或乙醇，酸活化處理的酸為氫氟酸，氫氟酸的質量濃度為35～45％，酸活化時間為1～2min，酸活化的溫度為25～35℃。
7、所述步驟(2)金屬a的添加量占鎵基合金熔體質量的10～30％。
8、所述步驟(2)熔煉溫度為40～700℃，熔煉時間為30～60min。
9、所述步驟(3)鎵基高溫抗氧化復合涂層的總厚度為30～60μm。
10、本專利技術的有益效果是：
11、(1)本專利技術通過簡單的金屬熔煉得到的鎵基合金熔體具有較好的黏度，再利用簡單的涂覆工藝，然后在電熱絲通電自發(fā)熱的條件下鎵合金原位析出氧化反應即可完成鎵基高溫抗氧化復合涂層的制備，其制備過程有效簡便；若電熱絲為鎳鉻合金絲或鐵鉻鎳合金絲，在電熱絲通電自發(fā)熱下還使鎵底層滲入電熱絲基體使其合金化，進一步提高鎵基高溫抗氧化復合涂層在電熱絲基體表面的附著力；
12、(2)本專利技術利用鎵基合金中各元素還原電位的差異，可在鎢電熱絲表面原位析出生成外層為金屬a的氧化物陶瓷，內部為液態(tài)金屬鎵的柔性層的兩層結構分明的鎵基高溫抗氧化復合涂層，電熱絲為鎳鉻合金絲或鐵鉻鎳合金絲，還可得到底層為鎵滲入電熱絲內部使其合金化的鎵基合金層的三層結構分明的鎵基高溫抗氧化復合涂層，有效地調控了涂層結構；
13、(3)本專利技術形成鎵基高溫抗氧化復合涂層均勻致密，金屬a氧化陶瓷層與液態(tài)金屬鎵層結合良好，液態(tài)金屬鎵層與電熱絲表層結合良好，有效地提高了電熱絲的高溫服役壽命。
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1.一種原位生成電熱絲鎵基高溫抗氧化復合涂層的方法，其特征在于，具體步驟如下：
2.根據權利要求1所述原位生成電熱絲鎵基高溫抗氧化復合涂層的制備方法，其特征在于：所述步驟（1）脫脂的溶劑為丙酮或乙醇，酸活化處理的酸為氫氟酸，氫氟酸的質量濃度為35~45％，酸活化時間為1~2?min，酸活化的溫度為25~35?℃。
3.根據權利要求1所述原位生成電熱絲鎵基高溫抗氧化復合涂層的制備方法，其特征在于：所述步驟（2）金屬A的添加量占鎵基合金熔體質量的10~30%。
4.根據權利要求1所述原位生成電熱絲鎵基高溫抗氧化復合涂層的制備方法，其特征在于：所述步驟（2）熔煉溫度為40~700℃，熔煉時間為30~60min。
5.根據權利要求1所述原位生成電熱絲鎵基高溫抗氧化復合涂層的制備方法，其特征在于：所述步驟（3）鎵基高溫抗氧化復合涂層的厚度為30~60μm。
【技術特征摘要】
1.一種原位生成電熱絲鎵基高溫抗氧化復合涂層的方法，其特征在于，具體步驟如下：
2.根據權利要求1所述原位生成電熱絲鎵基高溫抗氧化復合涂層的制備方法，其特征在于：所述步驟（1）脫脂的溶劑為丙酮或乙醇，酸活化處理的酸為氫氟酸，氫氟酸的質量濃度為35~45％，酸活化時間為1~2?min，酸活化的溫度為25~35?℃。
3.根據權利要求1所述原位生成電熱絲鎵基高溫抗氧化復合涂層的制...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：王開軍，鄧祥軍，胡勁，肖芳芳，楊旭東，徐文宇，許惠喬，陳銳，王愷釗，張維鈞，
申請(專利權)人：昆明理工大學，
類型：發(fā)明
國別省市：
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