一种抗熔融砂尘腐蚀的多元掺杂氧化铪热/环境障涂层材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种抗熔融砂尘腐蚀的多元掺杂氧化铪热/环境障涂层材料及其制备方法和应用，属于腐蚀防护技术领域。该涂层材料由纳米级的主稀土掺杂剂Y<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;、双辅稀土掺杂剂Yb<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;和Gd<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;，以及HfO<subgt;2</subgt;为基础原料，经过精确配比、球磨混合及高温固相反应法合成而成。通过干压成型和高温烧结工艺制备成块体材料，发现其抗熔融砂尘侵蚀性能优秀，并且该材料具有高的高温相稳定性，抗氧化性能以及较低的热导率，表明其在恶劣的工作环境中能够有效抵御砂尘腐蚀，从而保证航空发动机部件以及涡轮叶片等关键部件的性能和可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于腐蚀防护，具体涉及一种抗熔融砂尘腐蚀的多元掺杂氧化铪热/环境障涂层材料及其制备方法和应用。

技术介绍

1、随着航空发动机向高推重比、高燃油效率的方向发展，发动机涡轮进口的温度不断增加，预计将达到1400℃及以上，这已超过了高温合金的承温极限。sic-cmc（碳化硅-陶瓷基复合材料）具有低密度、耐高温、抗氧化以及抗蠕变等优点，有望成为替代高温合金的理想材料。然而，在实际服役环境下，水蒸气-氧气以及钙镁铝硅酸盐（cao-mgo-al2o3-sio2化合物，简称cmas）腐蚀介质会导致sic-cmc热端部件腐蚀失效。

2、为保障热端部件的服役可靠性，热/环境障涂层（thermal/environmentalbarrier coatings，t/ebcs）设计应运而生，该涂层体系包括硅粘结层、稀土硅酸盐中间层以及以稀土锆酸盐和铪酸盐为代表的面层（tbc），其中，硅粘结层可以缓解应力不匹配，并生成sio2，阻止氧扩散；稀土硅酸盐能阻止高温水蒸气对sic-cmc的腐蚀；tbc可减轻cmas的影响，同时提供隔热性能。由于tbc作为t/ebcs的本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种抗熔融砂尘腐蚀的多元掺杂氧化铪热/环境障涂层材料，其特征在于，以摩尔百分比计，包括3%~14%的Y2O3、1%~3%的Gd2O3和1%~3%的Yb2O3，余量为HfO2。

2. 根据权利要求1所述的一种抗熔融砂尘腐蚀的多元掺杂氧化铪热/环境障涂层材料，其特征在于，Y2O3、Gd2O3、Yb2O3和HfO2的颗粒尺寸为20~80 nm。

3.权利要求1或2所述的一种抗熔融砂尘腐蚀的多元掺杂氧化铪热/环境障涂层材料的制备方法，其特征在于，分别称取Y2O3、Yb2O3、Gd2O3和HfO2粉末混匀，球磨、高温固相反应法处理、冷却、粉碎、过筛，得到抗熔融砂尘腐蚀的...

【技术特征摘要】

1.一种抗熔融砂尘腐蚀的多元掺杂氧化铪热/环境障涂层材料，其特征在于，以摩尔百分比计，包括3%~14%的y2o3、1%~3%的gd2o3和1%~3%的yb2o3，余量为hfo2。

2. 根据权利要求1所述的一种抗熔融砂尘腐蚀的多元掺杂氧化铪热/环境障涂层材料，其特征在于，y2o3、gd2o3、yb2o3和hfo2的颗粒尺寸为20~80 nm。

3.权利要求1或2所述的一种抗熔融砂尘腐蚀的多元掺杂氧化铪热/环境障涂层材料的制备方法，其特征在于，分别称取y2o3、yb2o3、gd2o3和hfo2粉末混匀，球磨、高温固相反应法处理、冷却、粉碎、过筛，得到抗熔融砂尘腐蚀的多元掺杂氧化铪热/环境障涂层材料。

4.根据权利要求3所述的一种抗熔融砂尘腐蚀的多元掺杂氧化铪热/环境障涂层材料的制备方法，其特征在于，球磨时，采用无水乙醇或去离子水作为分散介质。

5. 根据权利要求3所述的一种抗熔融砂尘腐蚀的多元掺杂氧化铪热/环境障涂层材料的制备方法，其特征在于，高温固相反应法...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘梅军，李昌盛，昝垚旭，杨冠军，董琳，黄璐，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：