[发明专利]一种具有封闭表层的热障涂层材料及其制备方法

权利要求书

1.一种具有封闭表层的热障涂层材料，包括金属基体以及在所述金属基体表面形成的金属粘结层，其特征在于：在所述的金属粘结层表面形成有陶瓷面层，在所述的陶瓷面层表面形成有封闭的柱状晶重熔层。

2.如权利要求1所述的一种具有封闭表层的热障涂层材料，其特征在于：所述的粘结层及陶瓷层均采用等离子喷涂方法获得，所述的柱状晶重熔层采用强流脉冲电子束重熔技术制备而成。

3.如权利要求1所述的一种具有封闭表层的热障涂层材料，其特征在于：所述的金属基体采用镍基高温合金。

4.如权利要求1所述的一种具有封闭表层的热障涂层材料，其特征在于：所述的等离子喷涂方法制备的金属粘结层采用MCrAlY，M为Co、Ni或Co和Ni的混合物，厚度在150~200μm之间。

5.如权利要求1所述的一种具有封闭表层的热障涂层材料，其特征在于：所述的等离子喷涂方法制备的陶瓷面层采用质量百分含量为6％～8％Y₂O₃稳定的ZrO₂，厚度在200~300μm之间。

6.如权利要求1所述的一种具有封闭表层的热障涂层材料，其特征在于：所述的强流脉冲电子束重熔技术制备的柱状晶重熔层表面光滑致密且均匀分布着超细晶结构，表面粗糙度控制在2~11μm之间，具有明显的封孔效果；在重熔层内部出现大量的网状垂直裂纹；重熔层厚度在2~30μm之间。

7.如权利要求1所述的一种具有封闭表层的热障涂层材料的制备方法，其特征在于按照如下步骤进行：

（1）对高温合金基体进行预磨、清洗、喷砂粗化处理；

（2）利用等离子喷涂的方法在高温合金基体表面沉积金属粘结层，完成金属粘结层的制备；

（3）利用等离子喷涂的方法在制备好的金属粘结层表层沉积陶瓷面层，完成热障涂层的制备；

（4）利用强流脉冲电子束（HCPEB）技术轰击处理热障涂层陶瓷层，进行表层封闭处理，完成具有封闭表层的热障涂层制备。

8.如权利要求7所述的一种具有封闭表层的热障涂层材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中采用的喷砂材料为50~200目白刚玉，喷砂压强为0.2~0.5MPa，喷砂距离为100~150mm。

9.如权利要求7所述的一种具有封闭表层的热障涂层材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）和（3）中采用的等离子喷涂技术为，大气等离子喷涂技术，选择电压为30~50V，电流为700~900A，喷枪速率为200~500mm/s，喷涂距离为70~100mm。

10.如权利要求7所述的一种具有封闭表层的热障涂层材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（4）中采用的HCPEB重熔技术，选择真空度P≤8×10^-3 Pa，束斑直径为50cm，脉冲电子束能量为20~40KeV，能量密度为4~20J/cm²，轰击次数为1~50次，靶源距离15~20cm。