[發明專利]一種抗熱震的熱障涂層材料及制備方法

有效

• 申請號: 202011294798.7
• 申請日: 2020-11-18
• 公開（公告）號: CN112481577B
• 公開（公告）日: 2021-12-21
• 發明（設計）人: 王林;林小娉;楊連威;鄭潤國;鄧晨;李卓達
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: C23C4/06
• 分類號: C23C4/06;C23C4/10;C23C4/134;C22C49/02;C22C49/14;C04B35/488;C04B35/49;C04B35/80;C22C101/04
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 陳玲玉

1.一種抗熱震的熱障涂層材料，其特征在于，該熱障涂層材料包括粘結層原料和陶瓷層原料；其中，粘結層原料用于形成粘結層，陶瓷層原料用于形成陶瓷層；粘結層設于高溫合金基體上，陶瓷層設于粘接層上；

粘結層原料包括納米Cr、納米Ni、納米Co、納米鈦酸鑭和三氧化二鋁纖維；其中，納米Cr的平均粒度為80-120nm，含量為12-30wt.％；納米Ni的平均粒度為60-100nm，含量為15-32wt.％；納米Co的平均粒度為60-100nm，含量為16-39wt.％；納米鈦酸鑭的平均粒度為40-80nm，含量為3-22wt.％；三氧化二鋁纖維的含量為6-18wt.％；

陶瓷層原料包括納米鈦酸鉺、部分穩定氧化鋯、氮化硅纖維、氮化鈦纖維；其中，納米鈦酸鉺的平均粒度為60-90nm，含量為10-28wt.％；部分穩定的氧化鋯平均粒度為80-120nm，含量為18-57wt.％；氮化硅纖維的含量為3-18wt.％；氮化鈦纖維的含量為4-20wt.％。

2.根據權利要求1所述的一種抗熱震熱障涂層材料，其特征在于，三氧化二鋁、氮化硅和氮化鈦纖維的長度均為12-20μm，直徑為2-6μm。

3.采用權利要求1或2所述材料制備抗熱震熱障涂層的方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、將高溫合金基體切割成所需厚度與形狀，利用砂紙將待噴涂面進行打磨，然后對其進行噴砂處理和清洗；

步驟2、通過大氣等離子噴涂工藝，將粘接層用粉末均勻噴涂在所述高溫合金基體上；

步驟3、通過大氣等離子噴涂工藝，將陶瓷層用粉末均勻噴涂在所述粘接層表面作為陶瓷層。

4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述粘結層粉體的制備方法是：將無水乙醇和聚乙烯吡咯烷酮按照200ml:1-3g比例，充分攪拌，然后依次加入納米Cr、納米Ni、納米Co、納米鈦酸鑭、氧化鋁纖維，超聲分散1-3h，之后取出并自然晾干40-45min，得到用于熱障涂層的粘結層用粉末。

5.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述陶瓷層粉體的制備方法是：將無水乙醇和聚乙烯吡咯烷酮按照300ml:2-5g比例，充分攪拌，然后依次加入納米鈦酸鉺、納米氧化鋯、氮化硅纖維、氮化鈦纖維，超聲分散2-4h，之后取出并自然晾干40-60min，得到用于熱障涂層的陶瓷層用粉末。

6.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，制備得到的抗熱震熱障涂層的粘接層厚度為100±30μm，陶瓷層厚度為200±30μm。

7.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，步驟1所述對高溫合金基體打磨用的砂紙目數為800目；方形基體要求分別橫向與縱向打磨，圓形基體要求分別順時針與逆時針打磨；所述噴砂處理用20目細沙進行，噴砂壓強0.2-0.4MPa，噴砂距離120mm；所述清洗用乙醚對基體表面進行擦拭，用吹風機吹干。

8.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，步驟2所述大氣等離子噴涂工藝為：噴涂距離80-90mm，送粉量2.5rpm，噴槍速率450mm/s，噴涂電壓38V，噴涂電流750A。

9.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，步驟3所述大氣等離子噴涂工藝為：噴涂距離70-75mm，送粉量3.5rpm，噴槍速率250mm/s，噴涂電壓42V，噴涂電流850A。