超高温长寿命热障涂层材料及超高温长寿命热障涂层的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种超高温长寿命热障涂层材料及超高温长寿命热障涂层的制备方法，该热障涂层材料的化学组成为Zr

【技术实现步骤摘要】
超高温长寿命热障涂层材料及超高温长寿命热障涂层的制备方法


[0001]本专利技术属于热障涂层领域，具体涉及一种超高温长寿命热障涂层材料及超高温长寿命热障涂层的制备方法。

技术介绍

[0002]航空燃气涡轮发动机进口温度提升100K，发动机推力提高15％；进口温度每提升200K，发动机提高一代。目前，世界上最先进的五代机典型代表F135发动机进口温度接近2000K，并呈逐步上升态势，未来六代机将达到2400K。由于当前单晶高温合金承温极限仅能达到1373K和温度提升缓慢(～4K/年)，仅依靠单晶高温合金无法满足当前温度和发展需求，国际公认提高合金服役温度最有效措施是气膜冷却技术和热障涂层(TBCs)技术，这两种技术降低基体合金温度的同时也能提高其寿命，如温度降低14K，叶片寿命能提高1倍。因此，开发使用温度≥1500℃的超高温热障涂层显得尤为重要。
[0003]涂层承受温能力和抗热冲击寿命主要取决于材料的断裂韧性和高温稳定性。以经典涂层YSZ为例，其材料断裂表面能(～40J/m2)，根据YSZ层与金属粘结层热膨胀系数失配计算“J Euro本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超高温长寿命热障涂层材料，其特征在于，该热障涂层材料的化学组成为Zr
0.84
‑
x
Y
x
Ce
0.16
O2‑
0.5x
，其中x＝0～0.02。2.如权利要求1所述的超高温长寿命热障涂层材料，其特征在于，该热障涂层材料在室温至1600℃温度区间无相变。3.如权利要求1所述的超高温长寿命热障涂层材料，其特征在于，该热障涂层材料的断裂韧性为55～690J/m2。4.如权利要求1所述的超高温长寿命热障涂层材料，其特征在于，该热障涂层材料的制备方法包括：以纯度为99.99％的Zr(NO3)4·
3H2O、Y(NO3)3·
6H2O、Ce(NO3)3·
6H2O为原料，按摩尔比Zr(NO3)4·
3H2O∶Y(NO3)3·
6H2O∶Ce(NO3)3·
6H2O＝(0.84
‑
0.82)∶(0
‑
0.2)∶0.16称量，配制金属离子总浓度为0.1mol/L的水溶液，加入添加剂柠檬酸、聚乙二醇，其添加量分别为50克/升、30克/升，磁力搅拌0.5小时得到澄清透明的溶胶，采用纯度为99.99％、压力为0.1MPa的空气为雾化介质，将溶胶雾化到温度为400℃的刚玉坩埚内快速去除水分，得到所述超高温长寿命热障涂层材料前驱体，在900℃空气气氛中煅烧1小时后冷却至室温，获得粉末，即热障涂层材料。5.如权利要求4所述的超高温长寿命热障涂层材料，其特征在于，对热障涂层材料进行再处理，其过程为：将热障涂层材料放入低温等离子体发生装置中处理，控制装置的处理温度在45～70℃，调节氧气的流量30～55mL/m...

【专利技术属性】
技术研发人员：王欣，江阔，薛敏，赖晓萍，王杰，刘松柏，
申请(专利权)人：西南科技大学，
类型：发明
国别省市：