一种抗CMAS粘结仿生热障涂层及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种抗CMAS粘结仿生热障涂层及其制备方法，包括以下步骤：陶瓷基体表面喷砂处理；制备氧化钇稳定氧化锆靶材与粉末，其中Y2O3为8wt.％；采用电子束物理气相沉积(EB

【技术实现步骤摘要】
一种抗CMAS粘结仿生热障涂层及其制备方法

技术介绍

[0001]大气中的粉尘(包括沙石、灰尘和火山灰等，其主要组成为CaO
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MgO
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Al2O3‑
SiO2，简称CMAS)给航空安全带来的最大挑战在于对航空发动机的破坏性影响。由于CMAS粒子熔点在～1100℃左右，远低于航空发动机中燃烧室的火焰温度(～2000℃)。因此，当这些外来物颗粒随压缩空气进入航空发动机燃烧室时会在炽热的发动机内部快速熔化并粘附在热端部件表面，从而堵塞表面气膜冷却孔，影响冷却，降低涂层的热力学性能和机械性能，甚至引起热障涂层(Thermal Barrier Coatings，TBCs)早期剥离失效，严重威胁航空发动机的服役安全和使用寿命。随着涡轮发动机的推重比越来越高，涡轮前进口温度也越来越高，CMAS问题变得愈加严重。
[0002]应用在航空发动机热端部件的热障涂层(TBCs)是将陶瓷材料以涂层的形式与金属基体相复合的一种表面防护技术，用于阻隔热量保护底部的高温合金。其结构通常由提供隔热的陶瓷面涂层、抗氧化的金属粘结层和由于氧化作用在粘结本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗CMAS粘结仿生热障涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：陶瓷基体表面喷砂处理；步骤2：制备氧化钇稳定氧化锆靶材，其中Y2O3为8wt.％；步骤3：采用电子束物理气相沉积(EB
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PVD)在基体表面制备柱状晶结构的氧化钇稳定氧化锆涂层；步骤4：利用飞秒激光扫描所述氧化钇稳定氧化锆涂层表面；步骤5：利用碳蒸发镀膜仪对所述飞秒激光处理后的氧化钇稳定氧化锆涂层进行喷碳处理。2.根据权利要求1所述的抗CMAS粘结仿生热障涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤1，所述喷砂处理具体为：喷砂介质为100
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200目白刚玉，喷砂压力为0.15～0.4MPa，喷砂距离为70～100mm。3.根据权利要求1所述的抗CMAS粘结仿生热障涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤2具体为：8wt.％Y2O3与ZrO2按照质量比例混合，通过高温固相法合成质量分数8wt.％氧化钇稳定氧化锆靶材，合成温度1400
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1600℃。4.根据权利要求1所述的抗CMAS粘结仿生热障涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤3，EB
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PVD的工艺参数如下：沉积过程中真空室压强小于1.0
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10
‑2Pa，靶材加热电流为1～1.5A，电子枪电压为18...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋文佳，郭洪波，徐惠彬，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：