含有YAG:Ce的热障涂层及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种含有YAG:Ce的热障涂层及其制备方法和应用，涉及热障涂层技术领域，所述含有YAG:Ce的热障涂层包括依次层叠设置的金属粘接层、荧光应力传感层和陶瓷层，其中，所述金属粘接层用于粘附试件的合金基底，所述荧光应力传感层主要由YAG:Ce粉末喷涂而成，改善了传统采用Eu元素掺杂的热障涂层的应力‑频移因子灵敏度较低导致无法准确测量0.1GPa以内的应力的技术问题，实现热障涂层内部关键界面处0.1GPa以内应力的精准测量，本发明专利技术提供的含有YAG:Ce的热障涂层能够有效提高热障涂层内部应力测量精度，实现了内部应力演化的早期监控，从而能够全面、有效、精确的预测热障涂层的安全服役寿命。

Thermal barrier coatings containing YAG:Ce and their preparation methods and Applications

【技术实现步骤摘要】
含有YAG:Ce的热障涂层及其制备方法和应用
本专利技术涉及热障涂层
，尤其是涉及一种含有YAG:Ce的热障涂层及其制备方法和应用。
技术介绍
航空发动机的涡轮叶片是航空领域的核心部件，涡轮叶片的性能特别是承受高低温的能力，已经成为航空工业水平的标志。为了保证极端高温服役环境下透平叶片的安全，热障涂层(TBC)系统因其具有低热导率和高稳定性而成为解决叶片高温挑战的核心前沿技术之一。然而，TBC系统是典型的多层异质结构，包括表面陶瓷涂层、高温合金基底、金属粘接层以及在陶瓷层和粘接层之间形成的热生长氧化层(TGO)。由于层间热膨胀系数的差异，在涂层制备及服役过程中将不可避免地引入工艺应力与服役应力，进而诱发裂纹并导致涂层开裂甚至脱落，最终造成TBC系统的失效，而其失效位置常发生在陶瓷层/TGO/粘接层的界面以及靠近界面附近的陶瓷层中。因此，通过实验检测TBC系统服役过程中关键界面处的应力分布特征对其失效机理及寿命预测具有重要意义。荧光光谱力学测量技术因其高空间分辨率、无损非接触、可实现半透明陶瓷内部的应力表征、可监控TBC系统的服役过程，成为无损检测热障涂层系统内部应力的有效手段，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含有YAG:Ce的热障涂层，其特征在于，包括依次层叠设置的金属粘接层、荧光应力传感层和陶瓷层，其中，所述金属粘接层用于粘附试件的合金基底，所述荧光应力传感层主要由YAG:Ce粉末喷涂而成。

【技术特征摘要】
1.一种含有YAG:Ce的热障涂层，其特征在于，包括依次层叠设置的金属粘接层、荧光应力传感层和陶瓷层，其中，所述金属粘接层用于粘附试件的合金基底，所述荧光应力传感层主要由YAG:Ce粉末喷涂而成。2.根据权利要求1所述的含有YAG:Ce的热障涂层，其特征在于，所述YAG:Ce粉末主要由按摩尔百分比计的如下原料制备而成：Y3Al5O1298-99.5％和CeO20.5-2％；优选地，所述YAG:Ce粉末包括按摩尔百分比计的如下原料：Y3Al5O1299-99.5％和CeO20.5-1％；进一步优选地，所述YAG:Ce粉末包括按摩尔百分比计的如下原料：Y3Al5O1299.5％和CeO20.5％；优选地，所述Y3Al5O12的纯度≥99％；优选地，所述CeO2的纯度≥99％。3.根据权利要求1所述的含有YAG:Ce的热障涂层，其特征在于，所述YAG:Ce粉末的制备方法包括如下步骤：将Y3Al5O12和CeO2混合烧结及研磨后，得到YAG:Ce粉末；优选地，所述YAG:Ce粉末的粒度为300-400目；优选地，所述烧结的温度为1400-1600℃，烧结的时间为2-4h。4.根据权利要求1所述的含有YAG:Ce的热障涂层，其特征在于，所述荧光应力传感层的厚度为20-50μm。5.根据权利要求1所述的含有YAG:Ce的热...

【专利技术属性】
技术研发人员：仇巍，张雁恒，亢一澜，曲传咏，张茜，卢宁，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12