[發明專利]一種基于熒光亞層的熱障/紅外低發射率一體化涂層及其制備方法

有效

• 申請號: 202110656621.5
• 申請日: 2021-06-11
• 公開（公告）號: CN113403566B
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發明（設計）人: 黃文質;胡濤濤;張金東
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: C23C4/134
• 分類號: C23C4/134;C23C4/073;C23C4/11;C23C4/06;C09K11/80;G01N21/64;G01N25/72
• 代理公司: 南寧東之智專利代理有限公司 45128
• 代理人: 黃麗華;汪治興

1.一種基于熒光亞層的熱障/紅外低發射率一體化涂層，其特征在于，所述熱障/紅外低發射率一體化涂層為多層結構，由內至外依次包括金屬粘結層、熱障陶瓷內層、稀土熒光亞層和紅外低發射率層，所述熱障陶瓷內層為6~8YSZ陶瓷層，所述稀土熒光亞層為LaMgAl₁₁O_l9:R涂層，R為Eu³⁺、Tb³⁺、Dy³⁺、Sm³⁺或Ce³⁺；所述R的摻雜量為0.5~10.0mol%，所述金屬粘結層的厚度為0.03~0.10mm，所述熱障陶瓷內層的厚度為0.05~2.0mm，所述稀土熒光亞層的厚度0.02~2.0mm，所述紅外低發射率層的厚度為0.01~0.04mm。

2.?根據權利要求1所述的熱障/紅外低發射率一體化涂層，其特征在于，所述金屬粘結層為MCrAlY涂層，?M為Co、Ni或CoNi。

3.根據權利要求1所述的熱障/紅外低發射率一體化涂層，其特征在于，所述紅外低發射率層是以Bi₂O₃-Al₂O₃-TiO₂-Li₂O-SiO₂系低熔點玻璃為粘結相和AgPd為導電相的涂層。

4.一種如權利要求1~3任一項所述的熱障/紅外低發射率一體化涂層的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）對基底進行粗化處理；

（2）采用大氣等離子噴涂工藝在步驟（1）得到基底表面制備金屬粘結層；

（3）采用大氣等離子噴涂工藝在步驟（2）得到的金屬粘結層表面制備熱障陶瓷內層；

（4）采用大氣等離子噴涂工藝將LaMgAl₁₁O_l9:R噴涂材料涂覆在步驟（3）得到的熱障陶瓷內層表面得到稀土熒光亞層；

（5）以紅外低發射率涂料為原料，通過空氣噴涂-熱處理工藝在步驟（4）得到的稀土熒光亞層表面制備紅外低發射率層，完成熱障/紅外低發射率一體化涂層的制備。

5.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述步驟（1）中，粗化處理為：將基底置于箱式噴砂機中進行噴砂粗化處理，噴砂粗化處理的工藝參數為：壓力為0.3~0.5MPa，噴砂距離為80~120mm，砂子粒徑為80~120μm，噴砂時間為1~5min；

所述步驟（2）中，大氣等離子噴涂工藝的工藝參數為：氬氣流量為30~50L/min，氫氣流量為5~13L/min；電流大小控制為450~550A，功率為25~38kW；送粉氬氣流量為1.0~5.0L/min，送粉量為25~50g/min；噴涂距離為80~140mm；

所述步驟（3）中，大氣等離子噴涂工藝的工藝參數為：氬氣流量為25~45L/min，氫氣流量為7~14L/min；電流大小控制為530~600A，功率為25~35kW；送粉氬氣流量為2.0~5.0L/min，送粉量為10~30g/min；噴涂距離為80~200mm；

所述步驟（4）中，大氣等離子噴涂工藝的工藝參數為：氬氣流量為25~45L/min，氫氣流量為7~14L/min；電流大小控制為530~600A，功率為25~35kW；送粉氬氣流量為2.0~5.0L/min，送粉量為10~30g/min；噴涂距離為80~200mm；

所述步驟（5）中，熱處理工藝參數為：峰值燒結溫度為300~500℃，升溫速度為15~25℃/min，燒結時間為10~60min，燒結氣氛為空氣。