[發明專利]一種懸浮液、涂層的制備方法和熱障涂層

在審

• 申請號: 202011538071.9
• 申請日: 2020-12-23
• 公開（公告）號: CN112695266A
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發明（設計）人: 楊麗;吳響;王偉;譚振宇;朱旺;周益春
• 申請（專利權）人: 湘潭大學
• 主分類號: C23C4/11
• 分類號: C23C4/11;C23C4/134
• 代理公司: 北京中政聯科專利代理事務所(普通合伙) 11489
• 代理人: 鄭久興

本發明的目的是提供一種懸浮液的制備方法，包括：將鉿的氧化物粉末、鋯的氧化物粉末和Ta₂O₅粉末按照預設質量比進行混合，得到混合粉末；獲取預設粒徑的混合粉末；將所述原材料粉末與溶劑進行混合，得到預設固含量的Hf_xZr_6?xTa₂O₁₇懸浮液，0≤X≤6；本發明制備出的涂層兼顧了EB?PVD涂層高應變容限和APS涂層高隔熱的優點，在提高涂層壽命的同時降低了熱導率。

技術領域

本發明涉及一種新型熱障涂層制備方法，特別是涉及一種懸浮液、涂層的制備方法和熱障涂層。

背景技術

熱障涂層的概念最早由美國太空總署(NASA)于1953提出，它是指將具有耐高溫、低熱導率、抗腐蝕和具有一定抗剝落能力的陶瓷涂層制備在發動機金屬熱端部件表面，結合成熟的內冷卻技術，實現降低金屬基底表面溫度或提高發動機渦輪前燃氣溫度，從而提高發動機的服役壽命、推重比和熱效率。目前成熟在用的熱障涂層由陶瓷層(Ceramic TopCoating，簡稱TC)，粘結層(Bond Coating，簡稱BC)以及氧化層(Thermally Grown Oxide，簡稱TGO)組成，熱障涂層的應用在提高發動機工作溫度的同時，不僅能提高部件的抗腐蝕能力，而且可以減少燃油消耗，延長熱端部件的使用壽命。因此，熱障涂層技術已成為航空發動機熱端部件熱防護領域的關鍵技術之一。

隨著科技不斷發展突破，人們研制了7-8(wt.)％Y₂O₃穩定的ZrO₂陶瓷層(7YSZ)、MCrAlY中間過渡層、鎳基高溫合金基底的TBCs材料設計方案，但隨著航空飛機推重比不斷上升，傳統YSZ材料已經承受不了高溫需求，在長時間高溫運轉過程會出現相變引起的剝落失效，所以，發展新型涂層勢在必行。

障涂層制備技術主要有大氣等離子噴涂(APS)和電子束物理氣相沉積(EB-PVD)等制備技術，采用APS方式制備Hf_xZr_6-xTa₂O₁₇涂層會存在成分偏析的缺點，采用EB-PVD制備Hf_xZr_6-xTa₂O₁₇涂層會存在效率低、成本高的問題。

發明內容

(一)發明目的

本發明的目的是提供一種懸浮液、涂層的制備方法和熱障涂層，制備出的涂層兼顧了EB-PVD涂層高應變容限和APS涂層高隔熱的優點，在提高涂層壽命的同時降低了熱導率。

(二)技術方案

為解決上述問題，本發明提供了一種懸浮液的制備方法，包括：將鉿的氧化物粉末、鋯的氧化物粉末和Ta₂O₅粉末按照預設質量比進行混合，得到混合粉末；獲取預設粒徑的混合粉末；將所述原材料粉末與溶劑進行混合，得到預設固含量的Hf_xZr_6-xTa₂O₁₇懸浮液，0≤X≤6。

可選地，獲取預設粒徑的混合粉末，包括：將所述混合粉末進行燒結，得到燒結粉末；將所述燒結粉末進行研磨和過篩，得到所述預設粒徑的混合粉末。

可選地，所述燒結的溫度為900～1100℃，燒結的時間為8～10小時。

可選地，獲取預設粒徑的混合粉末，包括：將所述燒結粉末進行研磨和過篩，得到所述預設粒徑的混合粉末。

可選地，所述鉿的氧化物粉末、所述鋯的氧化物粉末和所述Ta2O5粉末的預設質量比為210.5x:123.22(6-x):883.6，0≤X≤6。