本发明属于功能材料，具体涉及一种复合涂层及其制备方法和应用。
背景技术：
1、tic具有硬度高、热稳定性好、抗氧化、耐腐蚀、密度小等优异的物理化学性能，是一种很有发展前景的涂层材料，但由于tic与金属的润湿性不佳，结合力较弱，大大影响了复合涂层的物理力学性能，制约着tic复合涂层的发展。
2、目前，提高tic与金属基体的界面结合强度常用的方法有原位合成法和化学镀，但该工艺存在镀液污染、工艺不稳定以及生产效率低等不足，极大限制了tic复合涂层的应用开发。
技术实现思路
1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的上述技术问题之一。为此，本发明提供了一种复合涂层，该复合涂层金属相包覆于tic相外表面，结合致密，界面处无污染，赋予了涂层优异的力学性能。
2、本发明还提供了一种复合涂层的制备方法。
3、本发明的第一方面提供了一种复合涂层，包括tic粉以及包覆所述tic粉的fe3al。
4、本发明关于复合涂层的技术方案中的一个技术方案，至少具有以下有益效果：
5、fe-al金属间化合物由于不含战略元素，具有密度低、成本低、强度高、抗磨损性能良好以及优异的抗氧化、抗硫化和抗碳化性能，是一种具有良好应用前景的抗磨材料和高温结构材料。
6、fe3al金属间化合物因其长程有序结构，赋予其众多优良特性，在硫化气氛中的耐蚀性甚至优于不锈钢及防腐涂层，很有可能成为一类实用工程材料并在某些场合代替不锈钢、耐蚀合金。此外，fe3al金属间化合物与tic热力学相容，界面结合强度高。
7、因此，从复合材料设计角度来看，以陶瓷颗粒为核心，外表面包覆金属层的复合粉体涂层材料，既具有陶瓷材料的高硬度，又具有金属材料的韧性。同时，金属外壳的存在，显著改善了陶瓷粉体颗粒之间的润湿性，对于获得致密的功能涂层，具有决定性的作用。
8、本发明的复合涂层，采用核壳包覆结构的原理，tic颗粒被fe3al相包裹，形成内晶。从而有效改善了陶瓷颗粒与金属基体之间的润湿性，有效改善了tic复合涂层的性能不足，制备的复合涂层性能优异，同时降低了生产成本。
9、本发明的复合涂层，有害元素少，包覆层和陶瓷颗粒界面清洁无污染。tic颗粒对晶界有钉扎作用，有效抑制晶界在高温下发生迁移，起到细化晶粒，稳定fe3al晶粒尺寸，提高涂层力学性能。
10、本发明的复合涂层，tic复合喷涂粉末氧化低，还可制备表面压应力涂层，提高结合强度，降低孔隙率。
11、本发明的复合涂层，原材料成本低，工艺技术稳定，tic涂层的性能显著提到。
12、根据本发明的一些实施方式，所述fe粉的粒径为2μm～3μm。
13、根据本发明的一些实施方式，所述al粉的粒径为2μm～3μm。
14、根据本发明的一些实施方式，所述fe粉和al粉的摩尔比为3:1。
15、根据本发明的一些实施方式，所述tic粉的粒径为15μm～60μm。
16、根据本发明的一些实施方式，各粉末的纯度均高于99.0％。
17、根据本发明的一些实施方式，所述复合涂层的厚度为200μm～300μm。
18、本发明的第二方面提供了一种制备复合涂层的方法，包括以下步骤：
19、s1：将fe粉和al粉混合后进行第一次球磨，制备fe3al预合金粉；
20、s2：将所述fe3al预合金粉和tic粉混合后进行第二次球磨，得到fe3al-tic壳核包覆粉末；
21、s3：将所述fe3al-tic壳核包覆粉末进行等离子体球化处理后，在基体表面涂覆，形成所述复合涂层。
22、本发明关于复合涂层的制备方法中的一个技术方案，至少具有以下有益效果：
23、本发明的制备方法，无需昂贵的设备和复杂的过程控制，反应条件不苛刻，原料易得，生产成本低，容易工业化生产。
24、本发明的制备方法，采用核壳包覆结构的原理，tic颗粒被fe3al相包裹，形成内晶。从而有效改善了陶瓷颗粒与金属基体之间的润湿性，有效改善了tic复合涂层的性能不足，制备的复合涂层性能优异，同时降低了生产成本。
25、本发明的制备方法，采用等离子球化制备复合粉末，有害元素少，包覆层和陶瓷颗粒界面清洁无污染。tic颗粒对晶界有钉扎作用，有效抑制晶界在高温下发生迁移，起到细化晶粒，稳定fe3al晶粒尺寸，提高涂层力学性能。
26、本发明的制备方法，采用超音速火焰喷涂、爆炸喷涂和冷喷涂技术，由于其低温高速的工艺技术特点，一方面降低了tic喷涂粉末的氧化，另一方面还可制备表面压应力涂层，提高结合强度，降低孔隙率。
27、本发明的制备方法，原材料成本低，工艺技术稳定，且能显著提高tic涂层的性能。
28、根据本发明的一些实施方式，所述fe粉和al粉的粒径为2μm～3μm。
29、根据本发明的一些实施方式，所述第一次球磨的转速为400rpm～800rpm。
30、根据本发明的一些实施方式，所述第一次球磨的转速为400rpm～600rpm。
31、根据本发明的一些实施方式，所述第一次球磨的转速为530rpm。
32、根据本发明的一些实施方式，所述第一次球磨的球料比为15～30:1～3。
33、根据本发明的一些实施方式，所述第一次球磨的球料比为30:1。
34、根据本发明的一些实施方式，所述第一次球磨的时间为30min～40min。
35、根据本发明的一些实施方式，所述第一次球磨的时间为30min左右。
36、根据本发明的一些实施方式，步骤s2中，所述fe3al预合金粉的质量分数为20％～25％。
37、根据本发明的一些实施方式，步骤s2中，所述fe3al预合金粉的质量分数为23％左右。
38、根据本发明的一些实施方式，所述第二次球磨的转速为300rpm～600rpm。
39、根据本发明的一些实施方式，所述第二次球磨的转速为300rpm～400rpm。
40、根据本发明的一些实施方式，所述第二次球磨的转速为375rpm。
41、根据本发明的一些实施方式，所述第二次球磨的球料比为12～30:1～3。
42、根据本发明的一些实施方式，所述第二次球磨的球料比为10:1。
43、根据本发明的一些实施方式，所述第二次球磨的时间为2h～7h。
44、根据本发明的一些实施方式，所述第二次球磨的时间为2h～5h。
45、根据本发明的一些实施方式，所述第二次球磨的时间为3h左右。
46、根据本发明的一些实施方式，所述等离子体球化处理的功率为10kw～20kw。
47、根据本发明的一些实施方式，所述等离子体球化处理的功率为15kw。
48、根据本发明的一些实施方式，所述等离子体球化处理的送粉速率为5g/min～40g/min。
49、根据本发明的一些实施方式，所述等离子体球化处理的送粉速率为30g/min。
50、根据本发明的一些实施方式，所述等离子体球化处理的氢气流量为5l/min～8l/min。
51、根据本发明的一些实施方式，所述等离子体球化处理的氢气流量为7l/min。
52、根据本发明的一些实施方式，所述等离子体球化处理的氩气流量为50l/min～70l/min。
53、根据本发明的一些实施方式，所述等离子体球化处理的氩气流量为65l/min。
54、根据本发明的一些实施方式，步骤s3中，在基体表面涂覆的方法包括超音速火焰喷涂、冷喷涂或爆炸喷涂。
55、超音速火焰喷涂(hvof)是一种高速燃烧喷涂技术，通过将燃气和粉末材料加速至超音速，然后以高速喷射到基材表面，形成涂层。涂层具有高密度、低氧含量、高结合强度和低孔隙率。这种喷涂技术适用于涂覆硬质、耐磨、耐腐蚀的涂层，常用于保护工业零件和表面。
56、冷喷涂(cold spray)是一种高速冲击喷涂技术，通过将金属粉末加速至超音速，然后在喷涂过程中以高速撞击基材表面，形成涂层。与传统的热喷涂技术不同，冷喷涂过程中温度相对较低，不引起基材的热影响。适用于温敏感性的材料，且能形成密实的涂层，具有较好的粘结性。常用于修复零部件表面、防腐涂层以及制备复合材料。
57、爆炸喷涂是一种利用爆炸冲击波产生的高温高压气体将粉末喷射到基材表面的技术。粉末在爆炸波的冲击下被加热、加速并喷射到基材上形成涂层。爆炸喷涂可用于涂覆耐高温、高硬度和高抗磨损性能的材料。这种方法的一个优点是可以涂覆相对大的区域，适用于一些特殊工件和材料。