[发明专利]基于反向变形的层状热障涂层的纵向成孔方法和热障涂层

权利要求书

1.基于反向变形的层状热障涂层的纵向成孔方法，其特征在于，包含以下步骤：

步骤1，在基体上沉积金属粘结层(2)；

步骤2，在金属粘结层(2)上沉积陶瓷隔热层(3)，金属粘结层(2)和陶瓷隔热层(3)组成热障涂层，沉积过程中基体温度不高于200℃；陶瓷隔热层由片层单元(4)堆叠而成，相邻片层单元(4)之间具有层间孔隙(5)和层内裂纹(6)，陶瓷隔热层(3)沿热流方向的热导率小于等于陶瓷隔热层材料本征热导率的40％；

步骤3，采用基体加热、热障涂层冷却的方法，在高隔热层状热障涂层内形成纵向孔隙(7)，纵向孔隙(7)间隔为涂层厚度的0.5～10倍，孔隙深度为涂层厚度的20％～100％；

步骤3包括以下步骤：

步骤3.1、将热障涂层及基体同时加热升温至200～500℃；

步骤3.2、将基体继续加热至600～800℃的同时冷却热障涂层，使热障涂层和基体温度相差500℃以上，此时热障涂层内形成纵向孔隙(7)。

2.根据权利要求1所述的基于反向变形的层状热障涂层的纵向成孔方法，其特征在于，所述步骤3中，用水流冲击的方法使热障涂层冷却，所述水流的速度为5m/s～100m/s，压力为5MPa～25MPa。

3.根据权利要求1所述的基于反向变形的层状热障涂层的纵向成孔方法，其特征在于，所述步骤2中，陶瓷隔热层(3)选用服役温度在1000℃～1400℃时本征热导率低于2.5W/m·K的陶瓷材料。

4.根据权利要求1所述的基于反向变形的层状热障涂层的纵向成孔方法，其特征在于，所述步骤1中，在基体上沉积的金属粘结层(2)厚度为50μm～200μm。

5.根据权利要求1所述的基于反向变形的层状热障涂层的纵向成孔方法，其特征在于，所述步骤2中，在金属粘结层(2)上沉积的陶瓷隔热层(3)厚度为200μm～1000μm。

6.一种采用权利要求1所述的方法制备的具有纵向孔隙的热障涂层，其特征在于，包括金属粘结层(2)和设置在金属粘结层上的陶瓷隔热层(3)，所述陶瓷隔热层由片层单元(4)堆叠而成，所述相邻片层单元(4)之间具有层间孔隙(5)和层内裂纹(6)，所述热障涂层内具有纵向孔隙(7)。

7.根据权利要求6所述的一种具有纵向孔隙的热障涂层，其特征在于，所述纵向孔隙(7)之间的间隔是热障涂层厚度的0.5～10倍，纵向孔隙(7)深度为热障涂层厚度的20％～100％。

8.根据权利要求6所述的一种具有纵向孔隙的热障涂层，其特征在于，所述片层单元(4)垂直于热流方向的尺寸为3μm～50μm，沿热流方向的尺寸为0.3μm～8μm；所述层间微孔隙(5)在垂直于热流方向尺寸为3μm～50μm、平行于热流方向尺寸为0.001～1μm，所述层内微裂纹(6)在垂直于热流方向尺寸为0.001μm～0.5μm，平行于热流方向尺寸为0.3μm～8μm。