：本发明属于涂层材料领域，具体涉及一种cuo-cr2o3-sic抗水蒸汽侵蚀涂层材料，适合用于汽轮机受高温、高压水蒸汽侵蚀的叶片、阀、管路和轴等金属部件的抗氧化和水蚀涂层。
背景技术
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背景技术：
1、超临界、超超临界火电机组具有显著的节能和改善环境的效果，近年来国内外超(超)临界机组建设发展迅速。超临界机组(汽压＞24～26mpa、温度≤566℃)和超超临界机组(汽压＞24～31mpa，温度≥580℃)作为当前燃煤电厂先进可靠的发电设备，是火电厂热力系统从低压-中压-高压-超高压-亚临界的发展升级。为提高了发电效率，某些机组的设计温度已经达到620℃，甚至650℃，这对在高温高压蒸汽条件下工作的金属材料要求十分苛刻。电站用耐热钢材表面在水蒸气侵蚀下会发生严重氧化，存在氧化皮开裂和剥落问题，参见文献[张都清，徐敬军，赵国群，管延锦，李美栓，9cr-1mo钢在含水蒸汽气氛中的氧化行为，材料研究学报，2008，599-605]，急需防护涂层。
2、一般钢材表面抗蒸汽氧化涂层材料包括化学镀镍涂层，参见文献[刘乃勇，张都清，杜楠，刘光明，t91钢表面ni和ni/ceo2镀层的氧化行为研究，失效分析与预防，2010，70-74]。ni和ni/ceo2镀层对t91钢高温水蒸气氧化具有一定防护作用，ni/ceo2复合镀层中纳米ceo2颗粒抑制了氧化膜的开裂，改善了氧化膜的黏附性，提高了t91钢镀ni试样的耐高温水蒸气氧化性能。
3、热浸镀铝也是一种常用的抗蒸汽侵蚀涂层材料，参见文献[张都清，刘光明，赵国群，管延锦，t91钢热浸镀铝及其在水蒸汽中的循环氧化行为，中南大学学报，2010,956-962]，研究可知，热浸镀铝样品表面形成的fe-al金属间化合物层和基体的热膨胀系数相差较大，在循环降温和升温氧化过程中，氧化膜内会分别形成压应力和拉应力，并且在高温和低温间循环的温度差越大，基体和涂层所受的应力也越大。在这种循环应力作用下，由于fe-al金属间化合物较脆，抗拉强度较低，因此镀层在循环氧化过程中出现剥落的现象。采用包埋渗铝方法制备的渗层，650℃长时热暴露过程中，fe-al金属间化合物始终是涂层的主要物相，但涂层由feal相向feal2相退化。铝化物涂层经长时间热暴露后组织退化，但仍具有优异的抗氧化性能，能够对t92钢提供很好的保护，参见文献[黄春林,朱明,鲁金涛,黄子敬,黄锦阳,周永莉,袁勇，t92钢表面铝化物涂层的组织演化，中国表面工程,2022,213-222]。但在高温下长时间暴露，钢材表面的渗铝层与母材之间容易发生元素互扩散，对母材组织产生影响，影响母材的力学性能，亦无法满足实际需求。因此，开发综合性能更好的、适用于发电机组抗蒸汽侵蚀涂层仍是亟需解决的问题。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种cuo-cr2o3-sic抗水蒸汽侵蚀涂层材料，用于在高温高压水蒸汽氧化、冲蚀部件的防护涂层，在具有抗高温氧化的功能同时，兼具较好的抗水蒸汽腐蚀性能，能阻挡高温高压蒸汽对金属材料部件的侵蚀。
2、本发明的技术方案是：
3、一种cuo-cr2o3-sic抗水蒸汽侵蚀涂层材料，涂层材料采用陶瓷混合粉末为主要组分，按体积份数计，cuo含量范围在大于0至30份，cr2o3含量范围在大于0至30份，sic含量范围在大于0至40份；涂层材料中，粘涂剂alpo4的含量为5～50wt％。
4、所述的cuo-cr2o3-sic抗水蒸汽侵蚀涂层材料，优选的，按体积份数计，cuo含量范围在5份～15份，cr2o3含量范围在10份～20份，sic含量范围在10份～25份。
5、所述的cuo-cr2o3-sic抗水蒸汽侵蚀涂层材料，cuo来源于cuo粉末，或cuo-cr2o3复合氧化物粉末；cr2o3来源于cr2o3粉末，cro3分解后粉末，或cuo-cr2o3复合氧化物粉末；sic来源于sic粉末；cuo粉末的粒度为0.5～5微米，cr2o3粉末的粒度为0.01～10微米，cuo-cr2o3复合氧化物粉末的粒度为0.5～10微米，sic粉末的粒度为0.1～10微米。
6、所述的cuo-cr2o3-sic抗水蒸汽侵蚀涂层材料，采用粘涂方法将粘涂剂与cuo粉末、cr2o3粉末、或cuo-cr2o3复合氧化物粉末、sic粉末的陶瓷混合粉末均匀混合后，涂覆于合金表面，经过热处理制成复合抗水蒸汽侵蚀涂层。
7、所述的cuo-cr2o3-sic抗水蒸汽侵蚀涂层材料，将cuo粉、cr2o3粉、或cuo-cr2o3复合氧化物粉、sic粉末经混合球磨30～90min形成陶瓷混合粉末。
8、所述的cuo-cr2o3-sic抗水蒸汽侵蚀涂层材料，粘涂方法所用的粘涂剂源于alpo4、al(h2po4)3或磷酸。
9、所述的cuo-cr2o3-sic抗水蒸汽侵蚀涂层材料，热处理温度不高于400℃。
10、所述的cuo-cr2o3-sic抗水蒸汽侵蚀涂层材料，优选的，热处理温度为200～300℃，保温时间6～24h。
11、所述的cuo-cr2o3-sic抗水蒸汽侵蚀涂层材料，涂层的厚度为5～80微米。
12、所述的cuo-cr2o3-sic抗水蒸汽侵蚀涂层材料，优选的，涂层的厚度为10～50微米。
13、本发明的设计思想是：
14、本发明设计的cuo-cr2o3-sic抗水蒸汽侵蚀涂层材料，能够与钢材、钛合金、高温合金等金属材料形成稳定、致密的结合，涂层与基体相容性好，其中：cuo、cr2o3、sic涂层填料，保证涂层隔热性能、抗蒸汽冲刷性能；以alpo4、al(h2po4)3或磷酸为粘涂剂，粘涂剂所起的作用是保证涂层均匀致密性，阻挡水蒸气氢元素、氧元素扩散进入金属基体；从而，使涂层在高温、高压水蒸气作用下，均具有抗氧化、抗冲刷性能，降低金属表面氧化层的生成速度。
15、本发明的优点及有益效果是：
16、1、本发明设计的涂层材料具有很好的抗氧化性，涂层600～700℃，氧化100h，循环氧化300次，涂层完整无剥落、起皮等现象，保证合金表面完整性效果。
17、2、本发明涂层材料采用混合粉末法制备，混合粉末配比容易调控，施工工艺简单灵活。
18、3、本发明涂层采用低温固化方法制备，对金属基材力学性能没有负面影响。
19、4、本发明操作简便，易于控制，效率高、成本较低，性能测试表明该涂层具有稳定的抗氧化性能，该技术在国内外未见报导。
1.一种cuo-cr2o3-sic抗水蒸汽侵蚀涂层材料，其特征在于，涂层材料采用陶瓷混合粉末为主要组分，按体积份数计，cuo含量范围在大于0至30份，cr2o3含量范围在大于0至30份，sic含量范围在大于0至40份；涂层材料中，粘涂剂alpo4的含量为5～50wt％。
2.按照权利要求书1所述的cuo-cr2o3-sic抗水蒸汽侵蚀涂层材料，其特征在于，优选的，按体积份数计，cuo含量范围在5份～15份，cr2o3含量范围在10份～20份，sic含量范围在10份～25份。
3.按照权利要求书1所述的cuo-cr2o3-sic抗水蒸汽侵蚀涂层材料，其特征在于，cuo来源于cuo粉末，或cuo-cr2o3复合氧化物粉末；cr2o3来源于cr2o3粉末，cro3分解后粉末，或cuo-cr2o3复合氧化物粉末；sic来源于sic粉末；cuo粉末的粒度为0.5～5微米，cr2o3粉末的粒度为0.01～10微米，cuo-cr2o3复合氧化物粉末的粒度为0.5～10微米，sic粉末的粒度为0.1～10微米。
4.按照权利要求书1至3之一所述的cuo-cr2o3-sic抗水蒸汽侵蚀涂层材料，其特征在于，采用粘涂方法将粘涂剂与cuo粉末、cr2o3粉末、或cuo-cr2o3复合氧化物粉末、sic粉末的陶瓷混合粉末均匀混合后，涂覆于合金表面，经过热处理制成复合抗水蒸汽侵蚀涂层。
5.按照权利要求书4所述的cuo-cr2o3-sic抗水蒸汽侵蚀涂层材料，其特征在于，将cuo粉、cr2o3粉、或cuo-cr2o3复合氧化物粉、sic粉末经混合球磨30～90min形成陶瓷混合粉末。
6.按照权利要求书4所述的cuo-cr2o3-sic抗水蒸汽侵蚀涂层材料，其特征在于，粘涂方法所用的粘涂剂源于alpo4、al(h2po4)3或磷酸。
7.按照权利要求书4所述的cuo-cr2o3-sic抗水蒸汽侵蚀涂层材料，其特征在于，热处理温度不高于400℃。
8.按照权利要求书7所述的cuo-cr2o3-sic抗水蒸汽侵蚀涂层材料，其特征在于，优选的，热处理温度为200～300℃，保温时间6～24h。
9.按照权利要求书4所述的cuo-cr2o3-sic抗水蒸汽侵蚀涂层材料，其特征在于，涂层的厚度为5～80微米。
10.按照权利要求书9所述的cuo-cr2o3-sic抗水蒸汽侵蚀涂层材料，其特征在于，优选的，涂层的厚度为10～50微米。
