【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于热障涂层制备与改性，具体涉及一种钛合金表面原位生成y3a15o12热障涂层的方法及y3a15o12热障涂层。
技术介绍
1、燃气轮机是以连续流动的高温燃气为工作介质带动叶轮高速旋转，将燃料的化学能转变为动能的内燃式动力机械，是一种旋转叶轮式热力发动机。提高燃气轮机涡轮前进气温度(即燃气在进入涡轮前的温度)不仅可以提高航空发动机的热效率，还可以在节约燃油的同时降低有害气体排放。燃气轮机热端部件由镍基高温合金或者钛合金组成，尽管经过近四十多年的努力，目前单靠合金承温上限的提高已经无法满足高性能发动机的需求。热障涂层(thermal barrier coatings,tbcs)技术的应用是解决提高涡轮前温度的关键技术。
2、热障涂层(tbcs)是一种起隔热作用的功能涂层，主要应用于燃气轮机高温热端部件表面，从而实现对合金基体的保护。热障涂层可以有效的将高温燃气与高温热端部件基体隔离，保护基体高温合金，使得合金表面温度降低的同时提高燃气温度，燃气轮机效率因此得到空前提高，陶瓷层是保证热障涂层隔热实现的前提。
3、目前，航空发动机用热障涂层制备依赖于大型涂层制备系统，例如等离子喷涂、等离子物理气相沉积、等离子辅助物理气相沉积，成本昂贵，在不具备施工条件的野外环境作业时，无法实现涂层制备。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种钛合金表面原位生成y3a15o12热障涂层的方法及y3a15o12热障涂层，以解决航空发动机用热障涂层制备依赖于大型涂层制
2、为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案实现：
3、第一方面，本专利技术提供一种钛合金表面原位生成y3a15o12热障涂层的方法，包括：
4、对钛合金基体表面进行预处理；
5、将si粉、naf、al2o3和y2o3均匀混合球磨，获得球磨后的混合粉末；
6、将预处理好的钛合金基体埋入球磨后的混合粉末，在设定温度条件下加热，在钛合金基体表面原位生成y3a15o12热障涂层。
7、进一步的，所述对钛合金基体表面进行预处理具体包括：
8、对钛合金基体表面进行打磨；
9、将打磨后的钛合金基体清洗并烘干。
10、进一步的，所述打磨采用240#、400#、600#、800#、1200#砂纸依次对钛合金基体表面进行打磨。
11、进一步的，所述打磨后的钛合金基体依次在丙酮、酒精、去离子水中超声波清洗，分别清洗10min～20min。
12、进一步的，所述钛合金基体为tc4钛合金。
13、进一步的，所述球磨采用行星式球磨机进行球磨；球磨时球料比为12：1，转速为300r/min，球磨时间为4h～8h。
14、进一步的，所述混合粉末中si粉的含量为15wt.％，naf含量为6wt.％，y2o3含量为2wt.％～10wt.％，al2o3的含量为69wt.％～77wt.％。
15、进一步的，所述将预处理好的钛合金基体埋入球磨后的混合粉末，在设定温度条件下加热具体为：
16、将tc4钛合金基体埋入装有球磨后的al2o3、y2o3、naf和si的混合粉末的氧化铝坩埚中，使用高温粘结剂进行密封后放入管式炉内并加热至保温温度，同时通以氮气作为保护气；到达保温时间后取出空冷。
17、进一步的，所述放入管式炉内加热的升温速率为5℃/min～10℃/min，保温温度为1000℃～1100℃，保温时间为1h～4h。
18、第二方面，本专利技术提供一种y3a15o12热障涂层，所述y3a15o12热障涂层根据上述中任一项所述的一种钛合金表面原位生成y3a15o12热障涂层的方法制得。
19、本专利技术至少具有以下有益效果：
20、1、本专利技术对钛合金基体表面进行预处理；将si粉、naf、al2o3和y2o3均匀混合球磨，获得球磨后的混合粉末；将预处理好的钛合金基体埋入球磨后的混合粉末，在设定温度条件下加热，在钛合金基体表面原位生成yag热障涂层；提供了一种利用包埋法，通过原位生长的方式，在钛合金表面生长yag热障涂层的方法；成本低廉，制备的yag热障涂层是通过原子扩散方式生成，yag热障涂层与钛合金基体具有先天的结合优势，且不依赖于大型设备。
21、2、本专利技术提供的方法可为钛合金高温防护提供技术支撑，al2o3与y2o3在一定条件下反应生成的yag具有良好的热稳定性、热导率低、氧扩散速率低等特点。另外，实现了yag与ti-si涂层的有效结合，形成了一层致密的yag涂层，该涂层的制备不受工件形状限制，可对高温服役环境下的钛合金形成有效保护。
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1.一种钛合金表面原位生成Y3A15O12热障涂层的方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种钛合金表面原位生成Y3A15O12热障涂层的方法，其特征在于，所述对钛合金基体表面进行预处理具体包括：
3.根据权利要求2所述的一种钛合金表面原位生成Y3A15O12热障涂层的方法，其特征在于，所述打磨采用240#、400#、600#、800#、1200#砂纸依次对钛合金基体表面进行打磨。
4.根据权利要求2所述的一种钛合金表面原位生成Y3A15O12热障涂层的方法，其特征在于，所述打磨后的钛合金基体依次在丙酮、酒精、去离子水中超声波清洗，分别清洗10min～20min。
5.根据权利要求1所述的一种钛合金表面原位生成Y3A15O12热障涂层的方法，其特征在于，所述钛合金基体为TC4钛合金。
6.根据权利要求1所述的一种钛合金表面原位生成Y3A15O12热障涂层的方法，其特征在于，所述球磨采用行星式球磨机进行球磨；球磨时球料比为12：1，转速为300r/min，球磨时间为4h～8h。
7.根据权利要求1所
8.根据权利要求1所述的一种钛合金表面原位生成Y3A15O12热障涂层的方法，其特征在于，所述将预处理好的钛合金基体埋入球磨后的混合粉末，在设定温度条件下加热具体为：
9.根据权利要求8所述的一种钛合金表面原位生成Y3A15O12热障涂层的方法，其特征在于，所述放入管式炉内加热的升温速率为5℃/min～10℃/min，保温温度为1000℃～1100℃，保温时间为1h～4h。
10.一种Y3A15O12热障涂层，其特征在于，所述Y3A15O12热障涂层根据权利要求1-9中任一项所述的一种钛合金表面原位生成Y3A15O12热障涂层的方法制得。
...【技术特征摘要】
1.一种钛合金表面原位生成y3a15o12热障涂层的方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种钛合金表面原位生成y3a15o12热障涂层的方法，其特征在于，所述对钛合金基体表面进行预处理具体包括：
3.根据权利要求2所述的一种钛合金表面原位生成y3a15o12热障涂层的方法，其特征在于，所述打磨采用240#、400#、600#、800#、1200#砂纸依次对钛合金基体表面进行打磨。
4.根据权利要求2所述的一种钛合金表面原位生成y3a15o12热障涂层的方法，其特征在于，所述打磨后的钛合金基体依次在丙酮、酒精、去离子水中超声波清洗，分别清洗10min～20min。
5.根据权利要求1所述的一种钛合金表面原位生成y3a15o12热障涂层的方法，其特征在于，所述钛合金基体为tc4钛合金。
6.根据权利要求1所述的一种钛合金表面原位生成y3a15o12热障涂层的方法，其特征在于，所述球磨采用行星式球磨机进行球磨；球磨时球料...
【专利技术属性】
技术研发人员：成波，白易博，赵宇，李文生，翟海民，何东青，楚倩倩，张辛健，
申请(专利权)人：兰州理工大学，
类型：发明
国别省市：
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