一种层级拓扑缺陷结构热障涂层及制备方法技术

技术编号:40102496 阅读:21 留言:0更新日期:2024-01-23 17:54
本发明专利技术公开了一种层级拓扑缺陷结构热障涂层及制备方法,将陶瓷粉末采用宽速域高能等离子喷涂方法,进行喷涂,喷涂电压为75‑130V,电流为500‑650A,氩气流量为60‑135slpm,氢气流量为10‑20slpm,形成等离子体射流,在基板表面形成层级拓扑缺陷结构热障涂层。本发明专利技术采用宽速域高能等离子体喷涂方法,通过提高喷涂参数中的电压、电流、氢气及氢气流速来提高陶瓷飞行颗粒的温度速度,基于高能等离子射流中陶瓷飞行颗粒撞击基体后自身的超塑性形变与非稳态热源的协同效应,特别是高氩气作用下飞行速度的提高有利于摊片厚度的薄片化、微纳化,进而有效的提高涂层内部层级界面数量,从而提高热导率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于材料的表面工程,具体涉及一种层级拓扑缺陷结构热障涂层及制备方法


技术介绍

1、热障涂层是一种具有热防护和热阻挡作用的功能化涂层,涂覆在金属基体表面,能够降低基体表面温度,保证其在高温环境下正常服役,被广泛应用于航空发动机、燃气轮机、柴油发动机热端部件表面。等离子喷涂技术是一种制备热障涂层的常用手段,属于热喷涂的一种,其原理为将喷涂材料在载气的作用下送入高温高速的等离子体射流体中,与等离子射流中的电子、离子发生物理化学作用,使得喷涂陶瓷、金属等材料快速加热至熔化或者半熔化状态形成颗粒;颗粒在射流中经过加速形成一簇高速的颗粒流,撞击基体,经过横向流动、铺展、急速冷却、凝固形成摊片,随后颗粒经过相同过程形成的摊片相互交叠、堆垛形成涂层。等离子喷涂制备的涂层由摊片逐层堆叠形成,形成一种多层级结构。

2、等离子喷涂层级结构的界面缺陷已成为限制其使役可靠性的关键。传统等离子喷涂涂层的设计思想是利用增加涂层的孔隙率来降低涂层热导率、提高涂层隔热效果,如普通等离子喷涂热障涂层的孔隙率一般要维持在10%-15%范围内。但涂层孔隙率的增大会极大增加本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种层级拓扑缺陷结构热障涂层的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的层级拓扑缺陷结构热障涂层的制备方法,其特征在于,陶瓷粉末为YSZ、ScYSZ、GdYSZ、LC或LZ陶瓷材料。

3.根据权利要求1所述的层级拓扑缺陷结构热障涂层的制备方法,其特征在于,陶瓷粉末粒径为10-60μm。

4.根据权利要求1所述的层级拓扑缺陷结构热障涂层的制备方法,其特征在于,将陶瓷粉末采用宽速域高能等离子喷涂方法,形成等离子体射流时,采用的喷涂距离为110-120mm,送粉率为35-40g·min-1。

5.根据权利要求1所述的层级拓...

【技术特征摘要】

1.一种层级拓扑缺陷结构热障涂层的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的层级拓扑缺陷结构热障涂层的制备方法,其特征在于,陶瓷粉末为ysz、scysz、gdysz、lc或lz陶瓷材料。

3.根据权利要求1所述的层级拓扑缺陷结构热障涂层的制备方法,其特征在于,陶瓷粉末粒径为10-60μm。

4.根据权利要求1所述的层级拓扑缺陷结构热障涂层的制备方法,其特征在于,将陶瓷粉末采用宽速域高能等离子喷涂方法,形成等离子体射流时,采用的喷涂距离为110-120mm,送粉率为35-40g·min-1。

5.根据权利要求1所述的层级拓扑缺陷结构热障涂层的制备方法,其特征在于,喷涂时,实...

【专利技术属性】
技术研发人员:王玉刘广华白宇孙健曹雷赵宇辰王必成
申请(专利权)人:西安交通大学
类型:发明
国别省市:

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