【技术实现步骤摘要】
：本专利技术涉及高温功能陶瓷涂层材料，具体涉及一种超高温超高热循坏寿命的热障涂层及其制备方法。
技术介绍
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技术介绍
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1、热障涂层一般采用耐高温、高隔热、抗氧化腐蚀的陶瓷材料涂覆在基体合金表面，以提高基体合金在超高温环境下的服役能力，是提升先进航空发动机性能的有效途径之一。发动机的工作温度要求不断提高，因此开发更耐高温、具有更高热循环寿命的热障涂层显得尤为重要。
2、目前广泛使用的热障涂层材料氧化钇稳定氧化锆(ysz)因具有高断裂韧性、低导热系数和高热膨胀系数等优良性能，在陶瓷涂层材料中占据极高地位。但当涂层表面温度超过1250℃时，因ysz快速烧结，发生脆化导致涂层应力失稳而失效。因此，改善ysz的超高温下快速烧结特性对实现ysz涂层在航空发动机高温部位的应用具有重要意义。
技术实现思路
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技术实现思路
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1、本专利技术的目的是提供一种超高温超高热循坏寿命的热障涂层及其制备方法，采用等离子喷涂的方法制备了磷酸镧-ysz陶瓷涂层，可大幅度提高涂层的断裂韧性与应变容限及使用寿命。
2、为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下：
3、一种超高温超高热循坏寿命的热障涂层制备方法，该方法是以纳米磷酸镧-ysz粉末悬浮液为喷涂材料，利用三电极悬浮液等离子喷涂技术在基体表面制备磷酸镧-ysz热障涂层。
4、所述磷酸镧-ysz热障涂层的厚度为0.2～0.4mm。
5、所述磷酸镧-ysz热障涂层制备过程
6、所述等离子体气体以ar为主气，h2、n2和he中至少一种为辅助气体，等离子体气体(包括主气和辅气)总流量260～300slpm，主气流量占气体总流量的50～80％。
7、所述纳米磷酸镧-ysz粉末悬浮液是由纳米磷酸镧和纳米ysz颗粒分散于溶剂中形成，该悬浮液中纳米颗粒在1700k温度以下长期服役不发生相变，悬浮液浓度(纳米磷酸镧和纳米ysz颗粒总含量)为15～25wt.％；
8、所述溶剂为蒸馏水和/或无水乙醇，所述纳米磷酸镧和纳米ysz颗粒粒径均为300～800nm，lapo4与ysz粉末的质量比为2：3～3：2。
9、所述制备的磷酸镧-ysz热障涂层，其为垂直裂纹形貌或柱状晶形貌。
10、垂直裂纹形貌的陶瓷涂层中，其垂直裂纹密度为3～15cracks/mm。
11、优选地，在基体和热障涂层之间可制备粘结层。
12、本专利技术的优点及有益效果是：
13、1、采用本专利技术方法制备的垂直裂纹热障涂层体系，具有ysz和磷酸镧两种稳定相，利用两者之间的热膨胀不匹配产生的微裂纹，以及晶界处形成具有产生或捕获微缺陷能力的弱界面，分散和释放残余应力，消耗主裂纹扩展能量、阻碍裂纹扩展，从而有效提高涂层的断裂韧性与应变容限，可以有效延长涂层的抗热震性能及其热循环寿命。
14、2、采用本专利技术方法制备的热障涂层体系，具有ysz和磷酸镧两种稳定相，由于二者间化学兼容性较差且磷酸镧具有较高惰性，可起到减缓扩散的效果，从而有效减缓晶粒长大，高循环次数下仍能保持纳米晶形态，极大幅度提高热循环寿命。
15、3、本专利技术所获的垂直裂纹或柱状晶热障涂层，因磷酸镧具有较高的韧性，在超高温热循环的环境下，涂层中所累积的热应力能否被磷酸镧所缓解，大幅度提高涂层的服役寿命。另外，其制备工艺简单、成熟稳定，易于规模化生产和应用。
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1.一种超高温超高热循坏寿命的热障涂层制备方法，其特征在于：该方法是以纳米磷酸镧-YSZ粉末悬浮液为喷涂材料，利用三电极悬浮液等离子喷涂技术在基体表面制备磷酸镧-YSZ热障涂层。
2.按照权利要求1所述的超高温超高热循坏寿命的热障涂层制备方法，其特征在于：所述磷酸镧-YSZ热障涂层的厚度为0.2～0.4mm。
3.按照权利要求1所述的超高温超高热循坏寿命的热障涂层制备方法，其特征在于：所述磷酸镧-YSZ热障涂层制备过程为：将纳米磷酸镧-YSZ粉末悬浮液送入高能等离子体中，等离子喷枪的功率为110～120KW，喷涂距离为80～110mm，喷枪移动速度为300～800mm/s。
4.按照权利要求3所述的超高温超高热循坏寿命的热障涂层制备方法，其特征在于：所述等离子体气体以Ar为主气，H2、N2和He中至少一种为辅助气体，等离子体气体(包括主气和辅气)总流量260～300slpm，主气流量占气体总流量的50～80％。
5.按照权利要求3所述的超高温超高热循坏寿命的热障涂层制备方法，其特征在于：所述纳米磷酸镧-YSZ粉末悬浮液是由纳米磷酸镧
6.按照权利要求5所述的超高温超高热循坏寿命的热障涂层制备方法，其特征在于：所述溶剂为蒸馏水和/或无水乙醇，所述纳米磷酸镧和纳米YSZ颗粒粒径均为300～800nm，其中LaPO4与YSZ的质量比为2：3～3：2。
7.按照权利要求1所述的超高温超高热循坏寿命的热障涂层制备方法，其特征在于：所述磷酸镧-YSZ热障涂层，其为垂直裂纹形貌或柱状晶形貌。
8.按照权利要求7所述的超高温超高热循坏寿命的热障涂层制备方法，其特征在于：垂直裂纹形貌的陶瓷涂层中，其垂直裂纹密度为3～15cracks/mm。
9.按照权利要求1所述的超高温超高热循坏寿命的热障涂层制备方法，其特征在于：在基体和热障涂层之间可制备粘结层。
...【技术特征摘要】
1.一种超高温超高热循坏寿命的热障涂层制备方法，其特征在于：该方法是以纳米磷酸镧-ysz粉末悬浮液为喷涂材料，利用三电极悬浮液等离子喷涂技术在基体表面制备磷酸镧-ysz热障涂层。
2.按照权利要求1所述的超高温超高热循坏寿命的热障涂层制备方法，其特征在于：所述磷酸镧-ysz热障涂层的厚度为0.2～0.4mm。
3.按照权利要求1所述的超高温超高热循坏寿命的热障涂层制备方法，其特征在于：所述磷酸镧-ysz热障涂层制备过程为：将纳米磷酸镧-ysz粉末悬浮液送入高能等离子体中，等离子喷枪的功率为110～120kw，喷涂距离为80～110mm，喷枪移动速度为300～800mm/s。
4.按照权利要求3所述的超高温超高热循坏寿命的热障涂层制备方法，其特征在于：所述等离子体气体以ar为主气，h2、n2和he中至少一种为辅助气体，等离子体气体(包括主气和辅气)总流量260～300slpm，主气流量占气体总流量的50～80％。
5.按照权利要求3所述的超高温超高热...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱圣龙，杨沁乾，沈明礼，牛云松，雷跃随，赵清清，辛丽，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：发明
国别省市：
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