[發明專利]一種在高溫條件下抗CMAS侵蝕的熱障涂層及其制備工藝

無效

• 申請號: 201110252206.X
• 申請日: 2011-08-30
• 公開（公告）號: CN102371734A
• 公開（公告）日: 2012-03-14
• 發明（設計）人: 張東博
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: B32B18/00
• 分類號: B32B18/00;B32B15/04;C23C14/30;C23C14/08;C23C4/12;C23C4/04
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 張文寶

1.一種在高溫條件下抗CMAS侵蝕的熱障涂層，其特征在于，為雙層結構，包括由Ni-CO-Cr-Al-Y構成的粘結層，厚度為60-90μm，以及由Li₂O-YSZ系構成的陶瓷頂層，厚度為80-100μm；其中，由Li₂O-YSZ系構成的陶瓷頂層的具體成分為2-8wt.％的Li₂O和92-98wt.％的YSZ。

2.一種在高溫條件下抗CMAS侵蝕的熱障涂層的制備工藝，其特征在于，包括以下步驟：

(11)將Li₂CO₃摻雜到YSZ中，攪拌均勻后，在1350℃和60MPa熱等靜壓條件下，保持4個小時，形成電子束物理氣相沉積所需的料棒，在加熱的條件下，Li₂CO₃分解成Li₂O，且使得Li₂O和YSZ的重量百分比分別為2-8wt.％和92-98wt.％；

(12)采用電子束物理氣相沉積方法，在物件表面沉積由Ni-CO-Cr-Al-Y構成的粘結層，厚度為60-90μm；將步驟(11)中制得的料棒放入電子束物理氣相沉積真空室中，將真空室的真空度控制在3×10^-2Pa以內，以0.4-0.6μm/min.的速率，在沉積了Ni-CO-Cr-Al-Y粘結層的物件表面進行沉積；由于粘結層和陶瓷頂層之間的結合強度很低，為了增加結合強度，沉積時基板溫度控制在800-900℃，涂層厚度為80-100μm；冷卻后進行熱處理，其處理工藝為：升溫速率為3℃/min.，1050℃下保溫2小時，隨爐冷卻之后，即可制成所需要的新型高溫抗CMAS侵蝕的熱障涂層；

或者采用如下步驟：

(21)將Li₂CO₃摻雜到粒度為60-260目的YSZ粉體中，經過攪拌均勻后，形成等離子噴涂所需的陶瓷頂層粉體，且使得Li₂CO₃加熱分解后得到的Li₂O和YSZ的重量百分比分別為2-8wt.％和92-98wt.％；

(22)采用等離子噴涂方法，利用Ni-Co-Cr-Al-Y粉在物件表面制備粘結層，在制備好粘結層的物件上，制備陶瓷頂層；對步驟(21)中制得的陶瓷頂層粉體直接采用等離子噴涂，制備成厚度為80-100μm的新型高溫抗CMAS侵蝕的熱障涂層，其具體的工藝參數為：電壓為50-60V，電流為500-600A，氬氣流量為50-60L/min，氫氣流量為15-25L/min，轉臺轉速為5-15轉/min，噴槍轉速為35-45轉/min，腔內壓力為70乇，送粉速度為20-40g/min。