一种低导热抗烧结双模结构热障涂层及其制备工艺制造技术

本发明专利技术公开一种低导热抗烧结双模结构热障涂层及其制备工艺，将热障涂层材料粉末和造孔材料粉末喷涂沉积，制备出含有造孔材料体积含量为5％～40％的复合陶瓷涂层，孔隙呈现熔滴铺展形成的片层与悬浮液滴铺展成的颗粒堆积结构所构成的双模结构特征，此涂层在高温制备条件下或热障涂层服役初期，依赖于造孔材料和热障涂层材料具有不同的烧结性能特征，自发制备出含有扁平粒子形貌层间孔隙的热障涂层，从而呈现同时含有小尺寸孔隙和大尺寸孔隙的双模结构特征。热障涂层中的大尺寸孔隙降低了纵向导热率，同时在服役初期大尺寸孔隙会显著抑制和延缓涂层热导率的升高，且由于孔隙的纵向尺寸较大，从而在服役后期能够避免烧结愈合而保留下来，呈现抗烧结特征。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及涂层
，特别涉及一种热障涂层及其制备工艺。
技术介绍
随着科学技术的不断发展，热端部件的工作条件越来越苛刻。例如，航空燃气涡轮机技术向高进口温度、高流量比、高推重比的发展趋势，导致燃烧室中的燃气温度和压力不断提高。目前，燃气温度已接近2000K。为适应这一恶劣的涡轮工作环境，采用陶瓷热障涂层是主要的选择对策。陶瓷热障涂层用于燃气轮机的高温合金部件表面，起隔热作用，可降低金属表面温度，提高燃气工作温度，从而改善燃气效率，并延长热端部件的使用寿命。热障涂层的制备方法主要有电子束物理气相沉积和大气等离子喷涂两种方法，这其中，尤以等离子喷涂，由于其焰流温度高，特别适合喷涂陶瓷等高熔点材料，且涂层成分和厚度易于控制，对工件尺寸和形状限制小，工效高，已经成为表面工程领域制备热障涂层的一种重要技术方法。等离子喷涂热障涂层中存在3种典型的缺陷，分别是球形孔、平行于热流方向纵向孔隙、垂直于热流方向的横向孔隙。研究表明垂直于热流方向的孔隙能使涂层隔热性能大幅提升，而平行于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低导热抗烧结双模结构热障涂层，其特征在于，所述的热障涂层含有横向尺寸为50～200μm、纵向尺寸为0.2～0.5μm且体积含量为5％～40％的大孔隙，涂层孔隙呈现双模结构特征。

【技术特征摘要】
1.一种低导热抗烧结双模结构热障涂层，其特征在于，所述的热障涂层含有横向尺寸为
50～200μm、纵向尺寸为0.2～0.5μm且体积含量为5％～40％的大孔隙，涂层孔隙呈现双模结构
特征。
2.根据权利要求1所述的一种低导热抗烧结双模结构热障涂层，其特征在于，所述的热
障涂层还含有亚微米与微米尺寸的层间裂纹和纵向裂纹。
3.根据权利要求1所述的一种低导热抗烧结双模结构热障涂层，其特征在于，该热障涂
层孔隙呈现熔滴铺展形成的片层与悬浮液滴铺展成的颗粒堆积结构所构成的双模结构特征。
4.一种低导热抗烧结双模结构热障涂层的制备工艺，其特征在于，包含以下步骤：
步骤一，通过混合喷涂方法，将热障涂层材料粉末和造孔材料粉末悬浮液进行复合喷涂沉
积，制备出含有造孔材料体积含量为5％～40％的复合陶瓷涂层，其中，造孔材料粉末形成横向
尺寸为50～200μm、纵向尺寸为0.5～3μm的扁平状颗粒层，热障涂层材料粉末中熔化的部分也
形成扁平粒子，并进一步形成含有亚微米与微米尺寸的层间裂纹和纵向裂纹的多孔结构；
步骤二，...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨冠军，李长久，李成新，张伟伟，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61