封严涂层及其制备方法技术

本申请提供一种封严涂层及其制备方法，封严涂层包括：高温合金基体，和在高温合金基体上依次层叠设置的金属粘结层和陶瓷层，其中，金属粘结层在相对靠近所述陶瓷层一侧的表面上包括至少一个刻蚀区，刻蚀区内包含陶瓷颗粒。本申请提供的封严涂层具备良好的耐高温和耐磨耗等性能。耐磨耗等性能。耐磨耗等性能。

【技术实现步骤摘要】
封严涂层及其制备方法


[0001]本申请涉及封严涂层
，特别是涉及一种封严涂层及其制备方法。

技术介绍

[0002]随航空发动机向着高推重比方向的发展，迫切需要提高发动机的服役性能和工作效率。除提高服役温度外，改善旋转部件与固定部件之间的动态密封成为高性能发动机发展的重要方向之一。研究表明，封严涂层可通过减小机匣与叶片叶尖之间的间隙，有效减少径向气流损失并降低油耗。同时，服役过程中叶片热膨胀和离心力变化等因素会引起叶尖与机匣间隙的变化，因此封严涂层应具备可磨耗、低硬度等特性，以避免叶尖被磨损。
[0003]常见应用于封严涂层的NiAl、MCrAlY等合金材料在高温服役条件下(1000℃以上)会发生烧结硬化和局部脱落等问题，并对叶片造成严重的磨损。因此，为应对日益升高的服役温度，需发展陶瓷基封严涂层。6wt.％～8wt.％Y2O3稳定的ZrO2(简称YSZ)由于其熔点高、热稳定性好、热膨胀系数高等优点，在陶瓷基封严涂层领域备受关注。但YSZ本身硬度较高，YSZ涂层的可磨耗性能成为限制其作为高温封严涂层大规模应用的主要因素之一。此外，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种封严涂层，其特征在于，包括：高温合金基体；和在所述高温合金基体上依次层叠设置的金属粘结层和陶瓷层，其中，所述金属粘结层在相对靠近所述陶瓷层一侧的表面上包括至少一个刻蚀区，所述刻蚀区内部及上方包含陶瓷颗粒。2.根据权利要求1所述的封严涂层，其特征在于，所述刻蚀区的刻蚀深度为5μm～30μm，所述刻蚀区的宽度为5μm～30μm；可选地，所述陶瓷颗粒包括YSZ颗粒；进一步可选地，所述YSZ颗粒的平均粒径为0.5μm～10μm。3.根据权利要求1或2所述的封严涂层，其特征在于，所述封严涂层满足如下条件中的至少一者：(1)所述金属粘结层的厚度为40μm～150μm；(2)所述金属粘结层包含MCrAlY或NiAl，M包括Ni和Co中的至少一种。4.根据权利要求1或2所述的封严涂层，其特征在于，所述陶瓷层中包含YSZ柱状晶和YSZ颗粒，其中，所述YSZ颗粒位于所述YSZ柱状晶构成的间隙内；可选地，所述YSZ柱状晶的宽度为10μm～40μm；可选地，所述YSZ颗粒的平均粒径为0.5μm～10μm。5.根据权利要求4所述的封严涂层，其特征在于，所述陶瓷层满足如下条件中的至少一者：(1)所述YSZ柱状晶在所述陶瓷层中的体积占比为40％～80％；(2)所述YSZ颗粒在所述陶瓷层中的体积占比为10％～50％；(3)所述陶瓷层的孔隙率为10％～35％。6.一种用于制备封严涂层的方法，其特征在于，包括：提供高温合金基体和设置于所述高温合金基体一侧的金属粘结层；对所述金属粘结层进行刻蚀处理，以在所述金属粘结层相对远离所述高温合金基体的表面形成至少一个刻蚀区；在所述金属粘结层包括所述刻蚀区的表面上制备陶瓷层，在所述刻蚀区内部及上方形成陶瓷颗粒，在未刻蚀区上方形成柱状晶，得到所述封严涂层。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，制备所述金属粘结层的方法包括：对所述高温合金基体进行预处理；在预处理后的所述高温合金基体的表面沉积所述金属粘结层；对所述金属粘结层进行真空热处理；可选...

【专利技术属性】
技术研发人员：何健，文娇，周琪杰，李介博，郭洪波，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：