[發明專利]一種鎳合金基體表面熱障涂層及制備方法

有效

• 申請號: 201110347751.7
• 申請日: 2011-11-07
• 公開（公告）號: CN102557447A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 周宏明;李薦;劉芙蓉;李艷芬;朱玉華;譚笛
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C03C8/24
• 分類號: C03C8/24;C04B35/48;B05D5/00;B05D7/14;B05D1/38
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所 43114
• 代理人: 顏勇

1.一種鎳合金基體表面熱障涂層，包括玻璃粘合層和陶瓷表層，所述玻璃粘合層按重量百分比由下述組分組成：

2.根據權利要求1所述的一種鎳合金基體表面熱障涂層，所述陶瓷表層材料為鋯酸鹽La₂Zr₂O₇、La_1.7Nd_0.3Zr₂O₇或La_1.7Nd_0.3(Zr_0.85Ce_0.15)₂O₇中的一種。

3.制備如權利要求1或2所述一種鎳合金基體表面熱障涂層的方法，包括以下步驟：

第一步：微晶玻璃粉料漿的制備

取按玻璃的目標成分制備的過325目篩的微晶玻璃粉末、聚乙烯醇加入去離子水中，超聲震蕩分散0.5h～1h，得到微晶玻璃粉料漿，備用；所述料漿中微晶玻璃粉末濃度為50～150g·L^-1、聚乙烯醇濃度為5-15g·L^-1；

第二步：鋯酸鹽粉末料漿的制備

取過325目標準篩的鋯酸鹽粉末加入去離子水中，控制鋯酸鹽粉末的濃度為80～200g·L^-1，加入粘結劑聚乙烯醇，濃度為10-20g·L^-1，按所加入的鋯酸鹽粉末的質量的0.5％-1.5％加入CuO-16.7wt.％TiO₂復合粉末，作為鋯酸鹽的燒結助劑，超聲震蕩分散0.5h～1h，得到鋯酸鹽粉末料漿；

第三步：鎳合金基體表面前處理

鎳合金基體表面除油、噴砂、水洗，烘干；

第四步：鎳合金基體表面微晶玻璃涂層的制備

將第一步所得微晶玻璃粉料漿噴涂沉積到第三步所得鎳合金基體上，烘干，得到微晶玻璃涂層，然后，加熱至1200～1300℃保溫5～10min，出爐，空冷至室溫后，再加熱至900-1000℃下保溫30-90min，得到微晶玻璃涂層；

第五步：鋯酸鹽陶瓷層的制備

將第二步所得鋯酸鹽粉末料漿噴涂到第五步得到的微晶玻璃涂層表面，烘干，得到陶瓷涂層；然后，加熱至1000℃～1200℃，升溫速度為1℃/min～10℃/min，保溫時間為4～6h，隨爐冷卻，即得到鎳合金基體表面涂覆有微晶玻璃涂層、陶瓷涂層的鎳合金基體表面熱障涂層。

4.根據權利要求3所述的一種鎳合金基體表面熱障涂層的制備方法，其特征在于：所述鎳合金基體表面粗糙度控制在2μm～4.5μm。

5.根據權利要求3所述的一種鎳合金基體表面熱障涂層的制備方法，其特征在于：所述微晶玻璃粉末是按玻璃的目標成分，稱取SiO₂、BaO、MgO、CaO、ZnO、MoO₃充分混合后加熱熔化，水淬，得到玻璃；將得到的玻璃球磨，過325目篩，得到微晶玻璃粉末。

6.根據權利要求3所述的一種鎳合金基體表面熱障涂層的制備方法，其特征在于：所述鋯酸鹽粉末是根據鋯酸鹽目標成分，按摩爾比分別稱取各組分，溶于鹽酸中，控制溶液質量濃度為90g/L～110g/L，滴定至氨水溶液中，同時攪拌，滴定過程保持氨水溶液pH值大于10，滴定完畢，過濾，取濾渣水洗至pH值為6-8后，將濾渣加熱至90℃～110℃，干燥24～72h、在氧化鋯罐中球磨后，過325目標準篩，得到各組分氧化物粉末；將所得氧化物粉末加熱至1000℃～1300℃煅燒3～6h，得到鋯酸鹽粉末。

7.根據權利要求3所述的一種鎳合金基體表面熱障涂層的制備方法，其特征在于：所述的微晶玻璃層燒結后的厚度為50μm～100μm；所述的陶瓷涂層燒結后的厚度為120μm～250μm。