一种长寿命超高温热障涂层及其制备方法技术

本发明专利技术涉及高温热防护涂层技术领域，尤其涉及一种长寿命超高温热障涂层及其制备方法，解决了现有技术中热障涂层在高温环境下热循环寿命不足的技术问题，其包括从下至上依次沉积的CoNiCrAlY金属粘结层、YSZ过渡层和BMT陶瓷层；其中BMT陶瓷层的材料为BMT液料。所述制备方法首先对基体进行清洁预处理，再采用APS技术在高温合金基体表面依次制备金属粘结层和过渡层；最后在YSZ过渡层表面采用悬浮液等离子喷涂技术SPS制备BMT陶瓷层。通过SPS制备的BMT陶瓷层具有类柱状晶微结构，能够显著增加涂层应变容限，降低涂层热循环中的热应力积累。本发明专利技术所制备的热障涂层具有优异的热循环性能以及良好的结合强度和隔热性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高温热防护涂层，尤其涉及一种长寿命超高温热障涂层及其制备方法。

技术介绍

1、热障涂层是一种涂覆在高温合金表面具有耐高温、高隔热的薄膜。它可以将燃气涡轮发动机热端核心部件与高温介质隔绝，避免部件与高温介质直接接触，阻止其在高温长时间服役而产生腐蚀、高温氧化等失效行为，从而有效提高燃气涡轮发动机热端部件的耐温性能，进而提高燃气涡轮发动机的推重比和工作效率。

2、典型的热障涂层由金属粘结层和陶瓷层两层结构组成，其中金属粘结层的主要作用为抗高温氧化和缓解陶瓷层与基体间的热失配，陶瓷层的作用主要是提供良好的隔热性能。

3、氧化钇部分稳定氧化锆(ysz)是过去数十年中使用最广泛的热障涂层陶瓷层材料。但随着发动机涡轮前进口温度的不断提升，ysz涂层在面对超过1200℃以上高温环境长期服役时，存在相变和烧结速率加快等问题，导致涂层过早地剥落失效。因此，开发具有更高耐热温度且使用寿命更高的新型陶瓷层材料显得尤为必要。

4、由于具有超高的熔点（3100℃，ysz为2677℃），良好的隔热性能（1200℃的热导率为2.5w m本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种长寿命超高温热障涂层，所述热障涂层设置在高温合金基体上，其特征在于，包括从下至上依次沉积的CoNiCrAlY金属粘结层、YSZ过渡层和BMT陶瓷层；CoNiCrAlY金属粘结层的组成成分的质量分数为：38.5%Co、32%Ni、21%Cr、8%Al和0.5%Y；YSZ过渡层的材料为添加了6~8wt%Y2O3的ZrO2粉末；BMT陶瓷层的材料为BMT液料。

2.根据权利要求1所述的一种长寿命超高温热障涂层，其特征在于，所述CoNiCrAlY金属粘结层的厚度为50~100μm；所述YSZ过渡层的厚度为150~250μm；所述BMT陶瓷层的厚度为250~350μm。

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【技术特征摘要】

1.一种长寿命超高温热障涂层，所述热障涂层设置在高温合金基体上，其特征在于，包括从下至上依次沉积的conicraly金属粘结层、ysz过渡层和bmt陶瓷层；conicraly金属粘结层的组成成分的质量分数为：38.5%co、32%ni、21%cr、8%al和0.5%y；ysz过渡层的材料为添加了6~8wt%y2o3的zro2粉末；bmt陶瓷层的材料为bmt液料。

2.根据权利要求1所述的一种长寿命超高温热障涂层，其特征在于，所述conicraly金属粘结层的厚度为50~100μm；所述ysz过渡层的厚度为150~250μm；所述bmt陶瓷层的厚度为250~350μm。

3.一种长寿命超高温热障涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的一种长寿命超高温热障涂层的制备方法，其特征在于，步骤s2中，喷涂参数为：喷涂电流为550~650a，主气ar的流量为40~60l/min，辅气he的流量为6~8l/min，载气ar的流量为5~7l/min，粉末送料速率为30~50g/min，喷涂距离为70~80mm，高温合金基体的预热温度为50~150...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹毓鹏，赵王鑫，李志强，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：