[发明专利]抗烧结长寿命双层梯度柱状结构热障涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种抗烧结长寿命双层梯度柱状结构热障涂层，其特征在于，包括自下至上依次设置在金属粘结层(2)上的增韧层(3)和隔热层(4)；所述增韧层(3)包括若干层第一片层单元(6)；所述隔热层(4)包括N个亚层，N个亚层包括自下至上依次设置的第一亚层至第N亚层，N为2～20内的自然数，所述隔热层(4)被纵向缝隙(5)分割为柱状；不同亚层的厚度与其热导率的比值相等，且自第一亚层(41)至第N亚层的热导率等差递减；

每个所述亚层包括交替设置的第一涂层和第三片层单元(8)，且所述亚层的底层为第一涂层，亚层中，非底层的第一涂层覆盖其下方的第一涂层和第三片层单元(8)；所述第一涂层包括若干层第二片层单元(7)；所述第一片层单元(6)和第二片层单元(7)的片层致密度均大于90％；所述第三片层单元(8)的片层致密度小于60％；所述增韧层(3)的厚度占增韧层(3)和隔热层(4)总厚度的10％～50％。

2.根据权利要求1所述的一种抗烧结长寿命双层梯度柱状结构热障涂层，其特征在于，所述纵向缝隙(5)沿垂直于热流方向的宽度为隔热层(4)厚度的0.1％～3％，沿热流方向的深度为隔热层(4)厚度的10％～100％。

3.根据权利要求1所述的一种抗烧结长寿命双层梯度柱状结构热障涂层，其特征在于，沿热流方向相邻的第三片层单元(8)之间有M层第二片层单元(7)，M为10-100内的自然数；所有所述第三片层单元(8)的体积为所有第二片层单元(7)和所有第三片层单元(8)总体积的10％～50％。

4.根据权利要求1所述的一种抗烧结长寿命双层梯度柱状结构热障涂层，其特征在于，所述增韧层(3)内，第一片层单元(6)的层间的结合率不低于50％；所述隔热层(4)内所有亚层内的第二片层单元(7)的层间结合率小于或等于50％。

5.根据权利要求1所述的一种抗烧结长寿命双层梯度柱状结构热障涂层，其特征在于，所述第一亚层(41)至第N亚层的热导率的公差为0.1W/m·K～0.5W/m·K。

6.根据权利要求1所述的一种抗烧结长寿命双层梯度柱状结构热障涂层，其特征在于，所述增韧层(3)中，相邻两层第一片层单元(6)之间具有第一层间微孔隙(91)，同一层第一片层单元中，相邻第一片层单元(6)之间具有第一层内微裂纹(101)；所述隔热层(4)中，相邻两层第二片层单元之间具有第二层间微孔隙(92)，同一层第二片层单元中，相邻第二片层单元(7)之间第二层内微裂纹(102)。

7.根据权利要求1所述的一种抗烧结长寿命双层梯度柱状结构热障涂层，其特征在于，所述第三片层单元(8)间隔设置在第一涂层上，且所述第三片层单元(8)覆盖其下的第一涂层的表面积的10％～50％。

8.权利要求1至7中任一项所述的一种抗烧结长寿命双层梯度柱状结构热障涂层的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：

步骤1，在基体(1)上沉积100μm～150μm厚的金属粘结层(2)；

步骤2，在金属粘结层(2)上沉积第一热障涂层材料，形成增韧层(3)；

步骤3，在增韧层(3)上自下至上依次沉积隔热层(4)的N个亚层，并通过喷涂参数的调整，使不同亚层的厚度与其热导率的比值相等，且亚层的热导率由第一亚层(41)向第N亚层等差递减；每个亚层的制作过程相同，均包括以下步骤：

步骤3.1、沉积第二热障涂层材料，形成第一涂层；

步骤3.2、在第一涂层上喷涂第三热障涂层材料粉末的悬浮液，形成第三片层单元(8)，然后重复步骤3.1～步骤3.2，直至各亚层达到设计厚度；

步骤4，采用水流冲击的方法，在隔热层(4)内制备纵向缝隙(5)，在隔热层(4)中形成柱状结构。