[發明專利]一種抗氧化粘結層及其熱障涂層的制備方法

在審

• 申請號: 202210107045.3
• 申請日: 2022-01-28
• 公開（公告）號: CN114438432A
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發明（設計）人: 劉軒溱;趙曉峰;陸杰;倪娜
• 申請（專利權）人: 上海交通大學包頭材料研究院;上海交通大學
• 主分類號: C23C4/129
• 分類號: C23C4/129;C23C4/134;C23C4/02;C23C4/18;C23C4/073;C23C4/10
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 顧艷哲

1.一種抗氧化粘結層及其熱障涂層的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)對金屬基體依次用丙酮、酒精進行超聲清洗，然后用Al₂O₃顆粒進行冷噴砂處理，獲得較高的表面粗糙度；

(2)通過高速燃氣火焰噴涂技術在噴砂后的基體上沉積金屬粘結層；

(3)通過熱噴砂對金屬粘結層表面進行處理，獲得一定的表面粗糙度和厚度；

(4)通過采用大氣等離子噴涂技術在粘結層上沉積陶瓷層；

(5)對制備出的熱障涂層進行真空熱處理。

2.根據權利要求1所述的一種抗氧化粘結層及其熱障涂層的制備方法，其特征在于，步驟(1)中冷噴砂處理時，噴砂壓力為0.5～0.8MPa，噴砂顆粒成分為Al₂O₃，顆粒粒徑為60～100目，表面粗糙度Ra為10～20μm。

3.根據權利要求1所述的一種抗氧化粘結層及其熱障涂層的制備方法，其特征在于，步驟(2)中采用高速燃氣火焰噴涂時，噴涂前先預熱3～5次，金屬基體的溫度控制在100～300℃，噴槍與金屬基體間距離為200-300mm，噴槍移動速度為500～1000mm/s，送粉轉速3～5r/min，丙烷壓力為75～85PSI，空氣壓力為85-90PSI，氫氣壓力15～20PSI，氮氣壓力20～30PSI。

4.根據權利要求1所述的一種抗氧化粘結層及其熱障涂層的制備方法，其特征在于，步驟(3)中的熱噴砂顆粒主要成分為Al₂O₃，顆粒粒徑為180-240目，噴槍與金屬粘結層間距離為150～200mm，噴槍移動速度為200-500mm/s，送砂轉速10～15r/min，丙烷壓力為80～85PSI，空氣壓力為90～95PSI，氫氣壓力20～25PSI，氮氣壓力25～30PSI。

5.根據權利要求1所述的一種抗氧化粘結層及其熱障涂層的制備方法，其特征在于，步驟(3)處理后的金屬粘結層的厚度為100～150μm，表面粗糙度Ra為1～10μm。

6.根據權利要求1所述的一種抗氧化粘結層及其熱障涂層的制備方法，其特征在于，步驟(4)大氣等離子噴涂的基本參數為：基體溫度范圍為100～300℃，噴槍與基體距離范圍為200～250mm，噴槍移動速度為1000～1500mm/s，送粉速率為70～80g/min，送粉氣流為1.0～1.5L/min，電壓范圍為150～180V，噴涂電流范圍為200～250A，Ar氣流速范圍為100～150L/min，H₂氣流速范圍為30～50L/min。

7.根據權利要求1所述的一種抗氧化粘結層及其熱障涂層的制備方法，其特征在于，步驟(4)沉積的陶瓷層厚度為200～400μm。

8.根據權利要求1所述的一種抗氧化粘結層及其熱障涂層的制備方法，其特征在于，步驟(5)中真空熱處理步驟，在真空箱式爐中處理，真空度低于10^-2Pa，后，以3-5℃/min升溫至1000℃，并熱處理4-8小時，熱處理結束后，試樣隨爐冷卻至室溫。

9.根據權利要求1所述的一種抗氧化粘結層及其熱障涂層的制備方法，其特征在于，所述金屬粘結層的成分為NiCoCrAlYHf，Y和Hf的質量分數分別為0.05-0.1％和0.1-0.2％。

10.根據權利要求1所述的一種抗氧化粘結層及其熱障涂層的制備方法，其特征在于，所述陶瓷層為6～8wt％Y₂O₃穩定的ZrO₂以及RE₂Zr₂O₇，RE為稀土元素Y和La的一種。