[發明專利]熱膨脹匹配復合熱障涂層的制備方法

無效

• 申請號: 201010107688.5
• 申請日: 2010-02-09
• 公開（公告）號: CN101831602A
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發明（設計）人: 崔熙貴;程曉農;崔承云;許曉靜;張朝陽;魯金忠;管海兵;錢曉明
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: C23C4/12
• 分類號: C23C4/12;B22F1/02
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 汪旭東

1.熱膨脹匹配復合熱障涂層的制備方法，其特征在于，采用激光輔助微納復合與等離子噴涂相結合的復合工藝制備熱膨脹匹配的復合熱障涂層；復合熱障涂層由熱障涂層材料與負熱膨脹材料微米粉末組成，基于涂層與基體熱膨脹匹配原則，將熱障涂層材料納米粉末與負熱膨脹材料微米粉末進行配比并通過激光輔助微納復合工藝重構，獲得熱障涂層材料納米顆粒包覆負熱膨脹材料微米粉末的復合顆粒，再通過等離子噴涂工藝制備復合熱障涂層；復合熱障涂層與基體的熱膨脹系數匹配良好，有效消除了界面熱應力，提高了涂層與基體的結合強度，表面納米包覆層也有效提高了涂層與涂層的界面結合以及涂層的綜合性能，從而有效延長了涂層的使用壽命。

2.根據權利要求1所述的熱膨脹匹配復合熱障涂層的制備方法，其特征在于，制備步驟為：

1)將基體合金切割成一定尺寸；

2)根據熱膨脹匹配原則，配比熱障涂層材料納米粉末與負熱膨脹材料微米粉末；

3)將配好的兩種粉末進行微納復合重構；

4)將重構的復合顆粒進行激光輻照，增加復合顆粒的結合強度；

5)將復合顆粒裝入送粉器中，通過真空等離子噴涂工藝制備復合熱障涂層。

3.根據權利要求1所述的熱膨脹匹配復合熱障涂層的制備方法，其特征在于，所述的熱障涂層材料與負熱膨脹材料分別為Zr_1-x-yHf_xRE_yO_2-y/2與Zr_1-yRE_yW_2-zMo_zO_8-y/2，其中，0.01≤x≤1，0.01≤y≤0.05，0.3≤z≤1，RE為La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Sc、Y中的一種或幾種。

4.根據權利要求1所述的熱膨脹匹配復合熱障涂層的制備方法，其特征在于，所述的熱障涂層材料粉末的平均粒度為20～100nm，負熱膨脹材料粉末的平均粒度為20～100μm。

5.根據權利要求1所述的熱膨脹匹配復合熱障涂層的制備方法，其特征在于，所述的微納復合工藝為包覆法。

6.根據權利要求2所述的熱膨脹匹配復合熱障涂層的制備方法，其特征在于，所述的激光輻照采用連續CO₂激光器，輻照參數為：功率20～200W，光斑直徑3～10mm，離焦量-5～5mm，掃描速度1～8mm/s，搭接率10％～90％。

7.根據權利要求2所述的熱膨脹匹配復合熱障涂層的制備方法，其特征在于所述的等離子噴涂工藝參數為：電弧電流500～600A，電弧電壓50～80V，噴涂距離70～90mm，噴涂速度25～35mm/s，主氣Ar流量50～80dm³/min，次氣H₂流量5～8dm³/min，送粉氣Ar流量2.5～3.5dm³/min，送粉速度25～40g/min。