一种环境障涂层用BSAS粉末固相合成方法

技术领域

本发明属于环境障涂层材料技术领域，具体是一种环境障涂层用BSAS粉末固相合成方法。

背景技术

SiC基复合材料具有高比强、高比模、耐高温、抗氧化等优异的性能，是发动机热端部件的理想材料。SiC基复合材料在干燥的环境下具有较高的高温抗氧化性能，但在发动机服役环境下，SiC基复合材料会与水蒸气反应，生成Si(OH)

BSAS高温环境下相结构稳定，具有较好的抗高温水氧性能，且与SiC复合材料基体热膨胀系数接近，是环境障涂层的主要材料之一。BSAS环境障涂层的制备一般采用等离子喷涂方法制备，NASA采用等离子喷涂工艺制备的环境障涂层已经通过了14000h的试车考核，大大提高了SiC复合材料的使用寿命。

等离子喷涂制备BSAS涂层是采用高温、高速和高焓的等离子焰流来熔融和加速BSAS粉末并喷射沉积到基体上。喷涂的粉末一般为中空球形，具有较好的流动性。BSAS粉末的制备工艺文献较少，在国内市场也无成熟的产品可以购买，因BSAS粉末制备是涂层制备的前提。

发明内容

本发明提供了一种环境障涂层用BSAS粉末固相合成方法，该固相合成方法采用BaCO

本发明技术方案：一种环境障涂层用BSAS粉末固相合成方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：将BaCO3、SrCO3、Al(OH)3和SiO2粉末按(0.7-0.8):(0.2-0.3):(0.9-1.1):(1.9-2.1)摩尔比混合，加入400-600ml去离子水(便于球磨转动)快速球磨3-4h；

步骤二：将球磨后的粉末90-110℃烘干11-13h，过40目筛，粒度为280-320μm；

步骤三：将步骤三的粉末置于马弗炉中1200-1400℃烧结8-10h，得到块状BSAS；

步骤四：将块状BSAS手磨磨碎，粒度为1-3mm，加入阿拉伯胶、柠檬酸铵、去离子水，质量比为(0.9-1.1):(0.01-0.03):(0.007-0.009):(0.9-1.1)，球磨20-25h；

步骤五：对所得的粉末过40目筛，进行喷雾造粒，得到BSAS粉末；

步骤六：将上述步骤得到的BSAS粉末过100目筛，得到粒度范围在40-125μm的BSAS粉末固相粉体颗粒用于等离子喷涂。

所述原材料为固体的BaCO3、SrCO3、Al(OH)3和SiO2粉末，纯度≥95％，最优混合比例为摩尔比0.75:0.25:1:2。

所述最优烧结温度为1200℃，烧结时间为10h。

所述加入的阿拉伯胶、柠檬酸铵及去离子水与BSAS最优质量比为1:0.02:0.008:1。

所述粉末过40目筛后，进行喷雾造粒。

所述喷雾造粒后的粉末过140目筛，确保粒径分布范围为40-125μm。

合成的BSAS粉末为中空球状。本发明有益效果：本发明BaCO

附图说明

图1为BSAS粉末形貌；

图2为BSAS粉末结构；

图3为BSAS粉末结构热膨胀系数。

具体实施方式

实例1

本发明涉及一种环境障涂层用BSAS粉末固相合成方法，包括以下步骤：

步骤一：选择纯度≥95％的BaCO

步骤二：将球磨后的粉末90℃烘干13h，过40目筛，粒度为280-300μm；

步骤三：将步骤三的粉末置于马弗炉中1200℃烧结10h，得到块状BSAS；

步骤四：将块状BSAS手磨磨碎至1-3mm，加入阿拉伯胶、柠檬酸铵、去离子水，阿拉伯胶、柠檬酸铵、去离子水与BSAS质量比为9:0.1:0.07:9球磨22h；

步骤五：对所得的粉末过40目筛，进行喷雾造粒，得到BSAS粉末；

步骤六：将上述步骤得到的粉末过140目筛，得到粒度范围在40-125μm的BSAS粉体颗粒用于等离子喷涂。

实例2

步骤一：选择纯度≥95％的BaCO

步骤二：将球磨后的粉末100℃烘干12h，过40目筛，粒度为300-320μm；

步骤三：将步骤三的粉末置于马弗炉中1300℃烧结9h，得到块状BSAS；

步骤四：将块状BSAS手磨磨碎至1-3mm，加入阿拉伯胶、柠檬酸铵、去离子水，阿拉伯胶、柠檬酸铵、去离子水与BSAS质量比为1:0.02:0.008:1球磨25h；

步骤五：对所得的粉末过40目筛，进行喷雾造粒，得到BSAS粉末；

步骤六：将上述步骤得到的粉末过140目筛，得到粒度范围在40-125μm的BSAS粉体颗粒用于等离子喷涂。

实例3

步骤一：选择纯度≥95％的BaCO

步骤二：将球磨后的粉末110℃烘干11h，过40目筛，粒度为300-320μm；

步骤三：将步骤三的粉末置于马弗炉中1400℃烧结8h，得到块状BSAS；

步骤四：将块状BSAS手磨磨碎至1-3mm，加入阿拉伯胶、柠檬酸铵、去离子水，阿拉伯胶、柠檬酸铵、去离子水与BSAS质量比为1.1:0.03:0.009:1.1球磨25h；

步骤五：对所得的粉末过40目筛，进行喷雾造粒，得到BSAS粉末；

步骤六：将上述步骤得到的粉末过140目筛，得到粒度范围在40-125μm的BSAS粉体颗粒用于等离子喷涂。