热障涂层制备方法技术

热障涂层制备方法。由于飞机发动机热端组件的工作温度可高达1350 ℃，因此需要用到许多先进结构材料制备热障涂层(TBCs)来冷却发动机热端组件。一种使用纳米CYSZ陶瓷层材料，其熔点达2700 ℃；热导率为1.29W·m‑1·K‑1，热膨胀系数为11×10‑6 ℃‑1，其低密度(6.4 g/cm3)可以减轻发动机质量；低弹性模量可以减少热应力；用共沉淀法制备CeO2—Y2O3共稳定的CYSZ纳米陶瓷粉末，再对CYSZ纳米粉喷雾造粒后，采用等离子喷涂技术方法制备纳米CYSZ陶瓷热障涂层，将稀土材料与纳米材料独有的特点与热障涂层材料相结合，通过研究得到热障涂层微观组织与宏观性能之间的关系，使CeO2—Y2O3共稳定的CYSZ热障涂层很好地应用于工作温度不断提高的发动机热端部件。本发明专利技术用于等离子热喷涂法制备的发动机构件表面。

Preparation of thermal barrier coatings

Preparation of thermal barrier coatings. Because the working temperature of the hot end component of the aircraft engine can be as high as 1350 degrees C, many advanced structural materials are needed to prepare the thermal barrier coating (TBCs) to cool the engine hot end components. A nano CYSZ ceramic layer material has a melting point of 2700 C, the thermal conductivity is 1.29W M 1. K 1, the thermal expansion coefficient is 11 x 10, 6 degrees 1, and the low density (6.4 g/cm3) can reduce the quality of the engine; the low modulus of elasticity can reduce the thermal stress, and the co stable CYSZ nanoscale ceramics powder of CeO2 Y2O3 is prepared by co precipitation method. After spray granulation of CYSZ nano powder, the nano CYSZ ceramic thermal barrier coating was prepared by plasma spraying technology. The unique characteristics of rare earth materials and nano materials were combined with the thermal barrier coating material. The relationship between microstructure and macroscopic properties of the thermal barrier coating was obtained, and the CYSZ thermal barrier of the co stable CeO2 Y2O3 was obtained. The coating is well applied to the hot end parts of engine with increasing working temperature. The invention is applied to the surface of engine components prepared by plasma thermal spraying.

【技术实现步骤摘要】
热障涂层制备方法
：本专利技术涉及一种喷涂防护与发动机热防护领域，尤其涉及一种热障涂层制备方法。
技术介绍
：由于飞机发动机热端组件的工作温度可高达1350℃，因此需要用到许多先进结构材料制备热障涂层(TBCs)来冷却发动机热端组件；热障涂层把热端组件从大量持续的热负荷中隔离出来，使负载合金与涂层表面之间存在可承受的温差；因此，热障涂层应具有较高的相稳定性避免由相变引起体积变化、较低的热导率以保护基体免受高温侵蚀、较好的热震性能以延长涂层使用寿命；目前，等离子喷涂制备YSZ涂层的研究在很多文献中都有记载，但对采用共沉淀法制备CeO2稳定YSZ(CYSZ)纳米陶瓷粉末并大气等离子喷涂成热障涂层的研究却很少。
技术实现思路
：本专利技术的目的是提供一种热障涂层制备方法。上述的目的通过以下的技术方案实现：热障涂层制备方法，使用纳米CYSZ陶瓷层材料，其熔点达2700℃；热导率为1.29W·m-1·K-1，低热导率，可提高陶瓷层隔热性能，热膨胀系数为11×10-6℃-1，可以减少金属基体与陶瓷层之间热膨胀系数不匹配产生的应力；其低密度(6.4g/cm3)可以减轻发动机质量；低弹性模量可以减少热应本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热障涂层制备方法，其特征是：所述的纳米CYSZ陶瓷热障涂层的材质为：以ZrOCl2·8H2O、Y(NO3)3·6H2O、Ce(NO3)3·6H2O为原料，以NH3·H2O作沉淀剂，以PEG‑6000作分散剂，经水浴搅拌、陈化、抽滤、水洗醇洗、混合沉淀等工序处理，再经研磨、干燥处理，将得到的物质与氢氧化物混合后经煅烧，得CYSZ复合纳米粉；将CYSZ复合纳米粉加入粘合剂PVA和去离子水，进行球磨，再通过喷雾造粒团聚成球形粉末，对造粒后的球形粉末干燥，脱去PVA；采用等离子喷涂设备，在合金钢（35Cr2Ni4MoA）基体上喷涂粘结层（450NS镍铝粉）和造粒后的CYSZ陶瓷复合纳米粉，得到...

【技术特征摘要】
1.一种热障涂层制备方法，其特征是：所述的纳米CYSZ陶瓷热障涂层的材质为：以ZrOCl2·8H2O、Y(NO3)3·6H2O、Ce(NO3)3·6H2O为原料，以NH3·H2O作沉淀剂，以PEG-6000作分散剂，经水浴搅拌、陈化、抽滤、水洗醇洗、混合沉淀等工序处理，再经研磨、干燥处理，将得到的物质与氢氧化物混合后经煅烧，得CYSZ复合纳米粉；将CYSZ复合纳米粉加入粘合剂PVA和去离子水，进行球磨，再通过喷雾造粒团聚成球形粉末，对造粒后的球形粉末干燥，脱去PVA；采用等离子喷涂设备，在合金钢（35Cr2Ni4MoA）基体上喷涂粘结层（450NS镍铝粉）和造粒后的CYSZ陶瓷复合纳米粉，得到纳米CYSZ陶瓷热障涂层；使用纳米CYSZ陶瓷层材料，其熔点达2700℃；热导率为1.29W·m-1·K-1，低热导率，可提高陶瓷层隔热性能，热膨胀系数为11×10-6℃-1，可以减少金属基体与陶瓷层之间热膨胀系数不匹配产生的应力；其低密度(6.4g/cm3)可以减轻发动机质量；低弹性模量可以减少热应力；较高硬度(1350.8HV)使得CYSZ材料具有优良的耐磨性与耐腐蚀性，高的抗热震性使得CYSZ具有优异的热稳定性，更适合发动机热端部件高温环境的应用，用共沉淀法制备...

【专利技术属性】
技术研发人员：王冠红，
申请(专利权)人：哈尔滨东专科技有限公司，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23