一种热障涂层材料制造技术

本发明专利技术涉及一类用于高温热障涂层的陶瓷材料。陶瓷材料具有下述化学组成：（１－ｎ）ＣｅＯ↓［２］－ｎＺｒＯ↓［２］－０．５Ｒ↓［２］Ｏ↓［３］，０．９≥ｎ≥０，Ｒ为Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ和Ｔｂ中一种或其组合。该陶瓷材料具有高热膨胀系数，室温至１２００℃热膨胀系数在１２×１０↑［－６］Ｋ↑［－１］以上，优于目前普遍应用的热障涂层材料；在１４００℃长期煅烧或淬火至室温，该材料仍保持稳定的晶体结构；而且其热膨胀趋势同粘结层合金的热膨胀趋势非常吻合，有利于消除热循环过程中金属与陶瓷涂层之间的热应力，可以显著提高涂层的抗热震性能。此材料可以设计成为热障涂层，适于温度高于１１５０℃的高温环境下使用。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
一种热障涂层材料
本专利技术属于高温热障涂层技术及相关涂层材料。
技术介绍
随着航空、航天及火力发电等民用技术的发展，涡流发动机热端部件的使用温度要求愈来愈高，高温合金及其单晶的使用已达到了材料的极限状态。在这种情况下，从材料的角度考虑，另一种降低发动机叶片工作温度的可行技术----热障涂层技术得到了广泛的应用。美国宇航局的对比研究表明，ZrO2的综合性能较为优越。在1000℃时，ZrO2的热膨胀系数为11×10-6K-1，最接近基体合金的热膨胀系数，而导热系数仅为2.1-2.2Wm-1K-1。但纯ZrO2在通常使用温度范围内，会发生四方相(t)向单斜相(m)的马氏体相变，为了使涂层适应高温下的热循环工作环境并提高涂层的寿命，通常在ZrO2中添加少量稳定剂来控制、减少这类相变的发生。美国专利5,789,330(Kondo，et al)中报道了在ZrO2中掺杂0.1wt％-40wt％各种相稳定剂如Y2O3、CaO、MgO、Sc2O3，稀土氧化物等后得到的热障涂层材料。材料烧结后体系中单斜相占25-75％，涂层材料的长期使用最高温度低于1200℃。美国专利6,231,991中报道了一种本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热障涂层材料，化学组成为（１－ｎ）ＣｅＯ↓［２］－ｎＺｒＯ↓［２］－０．５Ｒ↓［２］Ｏ↓［３］，０．９≥ｎ≥０，Ｒ为Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ或Ｔｂ中一种或两种以上的组合。

【技术特征摘要】
1、一种热障涂层材料，化学组成为(1-n)CeO2-nZrO2-0.5R2O3，0.9≥n≥0，R为Nd、Sm、Eu、Gd或Tb中一种或两种以上的组合。2、如权利要求1所述的热障涂层材料，制备步骤如下：将CeO2、ZrO2、R2O3三种粉末按(1-n)∶n∶0.5，0.9≥n≥0摩尔比混合，R为N...

【专利技术属性】
技术研发人员：代辉，李佳艳，曹学强，孟健，
申请(专利权)人：中国科学院长春应用化学研究所，
类型：发明
国别省市：82[中国|长春]