[發(fā)明專利]一種NiCrAlSi/CeO2

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811227837.4
• 申請日: 2018-10-19
• 公開（公告）號: CN109207917B
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 魏東博;張平則;趙瑞博;李淑琴;姚正軍;李逢昆
• 申請（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: C23C14/02
• 分類號: C23C14/02;C23C14/06;C23C14/08;C23C14/46
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

1.一種NiCrAlSi/CeO₂摻雜YSZ熱障涂層的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

(1)對鎳基高溫合金基體(4)表面進行預(yù)處理；

(2)利用等離子刻蝕法在鎳基高溫合金的表面形成峰形陣列微結(jié)構(gòu)(3)；

(3)利用雙輝等離子表面冶金法在鎳基高溫合金基體(4)上進行NiCrAlSi沉積；

(4)采用多弧等離子鍍法在NiCrAlSi沉積層上及進行CeO₂摻雜YSZ沉積；

(5)采用真空熱壓擴散法將CeO₂摻雜YSZ沉積層(1)與NiCrAlSi粘結(jié)層(2)緊密的連接起來；

(6)將模具放入熱壓擴散爐中加熱，對腔室進行抽真空，當真空度達到10^-4～10^-2Pa后加熱30～50min，達到600～700℃后開始卸壓，并隨爐冷卻，然后打開熱壓擴散爐脫模取件。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種NiCrAlSi/CeO₂摻雜YSZ熱障涂層的制備方法，其特征在于：所述步驟(1)中預(yù)處理為將基體(4)用砂紙打磨后拋光，超聲清洗后烘干。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種NiCrAlSi/CeO₂摻雜YSZ熱障涂層的制備方法，其特征在于：所述步驟(2)中等離子刻蝕法選用氫氣和氬氣刻蝕氣體，刻蝕工藝參數(shù)具體為：功率2000～2500W，氫氣流量50～70mL/min，氬氣流量10～20mL/min，壓力8～15kPa，時間1～2h。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種NiCrAlSi/CeO₂摻雜YSZ熱障涂層的制備方法，其特征在于：所述步驟(3)中雙輝等離子表面冶金法具體包括以下步驟：

(a)將雙輝爐內(nèi)的真空度抽到5Pa以下，打開分子泵至10^-2Pa以下，打開氬氣氣閥，開流量顯示儀，將流量計凋至閥控，通入氬氣至20～30Pa，開啟工件極鎳基高溫合金和靶材源極NiCrAlSi電源起輝，清洗活化靶材和工件表面15～20min；

(b)增大氬氣源流量，調(diào)節(jié)氣壓至工作氣壓30～50Pa；

(c)輝光穩(wěn)定后，調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)工件極電壓至400～600V，調(diào)節(jié)源極電壓至600～900V，待溫度升高到700～900℃后保溫2.5～4h；

(d)結(jié)束保溫后，逐步降低電壓至250～300V，并關(guān)閉源極電源；

(e)關(guān)閉真空泵，開啟放氣閥門，升起爐罩取出工件。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種NiCrAlSi/CeO₂摻雜YSZ熱障涂層的制備方法，其特征在于：所述步驟(4)中多弧等離子鍍法以氬氣為工作載氣，氧氣為反應(yīng)氣體，啟用YSZ摻雜CeO₂靶，在已制備的NiCrAlSi粘結(jié)層(2)表面沉積一層CeO₂摻雜YSZ沉積層(1)，電流強度為90～100A，氣體壓強為0.3～0.55Pa，氧氣流量為15～20sccm，偏壓為150～200V，溫度為200～250℃，制備過程結(jié)束后隨爐冷至室溫，斷電。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種NiCrAlSi/CeO₂摻雜YSZ熱障涂層的制備方法，其特征在于：所述CeO₂摻雜YSZ沉積層(1)的厚度為6～15μm，所述NiCrAlSi粘結(jié)層(2)的厚度為8～25μm。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種NiCrAlSi/CeO₂摻雜YSZ熱障涂層的制備方法，其特征在于：所述CeO₂摻雜YSZ沉積層(1)中，CeO₂的摩爾百分數(shù)為18～25％。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種NiCrAlSi/CeO₂摻雜YSZ熱障涂層的制備方法，其特征在于：所述YSZ為Y₂O₃穩(wěn)定的ZrO₂，其中Y₂O₃的質(zhì)量百分數(shù)為6～8％。