[發明專利]DVC熱障涂層及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202210068076.2
• 申請日: 2022-01-20
• 公開（公告）號: CN114592164A
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發明（設計）人: 張顯程;陳小龍;龍東輝;束國剛;石俊秒;孫健;王衛澤;劉偉;余志勇;趙曉峰;涂善東;王大力
• 申請（專利權）人: 華東理工大學;暨南大學;中國聯合重型燃氣輪機技術有限公司;上海交通大學
• 主分類號: C23C4/134
• 分類號: C23C4/134;C23C4/11
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 宋麗榮

1.一種DVC熱障涂層的制備方法，其特征在于，該制備方法包括如下步驟：

S1，提供粉體，所述粉體的化學成分為YSZ或YSZ+xGd₂O₃+yYb₂O₃或Gd₂Zr₂O₇+zYb₂O₃或LaMgAl₁₁O₁₉或La₂(Zr_0.7Ce_0.3)₂O₇，其中，x+y≤12wt.％，z≤20wt.％；

S2，所述粉體通過高熱焓大氣等離子噴涂形成DVC熱障涂層。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S1中的粉體通過電弧熔融破碎合成或者化學方法合成。

3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S2中的等離子噴槍的功率為50-210kW，噴涂距離為75-150mm，噴槍移動速度500-1000mm/s；等離子氣體以Ar為主氣體，H₂或He為輔助氣體，總流量50-250slpm。

4.一種根據權利要求1-3中任一項所述的制備方法得到的DVC熱障涂層，其特征在于，該DVC熱障涂層的垂直裂紋密度為1-13cracks/mm，總孔隙率為3-20％，伴生橫向裂紋長度占垂直裂紋長度≤5％。

5.一種根據權利要求4所述的DVC熱障涂層的應用，其特征在于，該DVC熱障涂層用于航空發動機或燃氣輪機高溫熱端部件，該航空發動機或燃氣輪機高溫熱端部件還包括鎳基高溫合金基底層和金屬粘接層，其中，金屬粘接層位于鎳基高溫合金基底層和DVC熱障涂層之間，金屬粘接層與DVC熱障涂層之間的結合強度介于35-60MPa之間。

6.根據權利要求5所述的應用，其特征在于，該航空發動機或燃氣輪機高溫熱端部件包括單層的DVC熱障涂層。

7.根據權利要求5所述的應用，其特征在于，該航空發動機或燃氣輪機高溫熱端部件包括雙層的DVC熱障涂層，該雙層的DVC熱障涂層包括底層和DVC頂層。

8.根據權利要求7所述的應用，其特征在于，該底層為由YSZ形成的DVC底層，該DVC頂層由YSZ+xGd₂O₃+yYb₂O₃或Gd₂Zr₂O₇+zYb₂O₃或LaMgAl₁₁O₁₉或La₂(Zr_0.7Ce_0.3)₂O₇形成。

9.根據權利要求7所述的應用，其特征在于，該底層為由YSZ形成的APS底層，該DVC頂層由YSZ或YSZ+xGd₂O₃+yYb₂O₃或Gd₂Zr₂O₇+zYb₂O₃或LaMgAl₁₁O₁₉或La₂(Zr_0.7Ce_0.3)₂O₇形成。

10.根據權利要求5所述的應用，其特征在于，該鎳基高溫合金基底層的預熱溫度為室溫-380℃。