[发明专利]一种双陶瓷层叠加新结构热障涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种双陶瓷层叠加新结构热障涂层，其特征在于，该热障涂层是由MCrAlY粘结层，及YSZ与新型陶瓷材料La₂Zr₂O₇、La₂Ce₂O₇、La₂(Zr_0.7Ce_0.3)₂O₇或者LaMgAl₁₁O₁₉组成的双陶瓷层基元叠加而成的陶瓷面层组成；双陶瓷层基元的叠加次数在2次以上；所述MCrAlY粘结层中M为Ni、Co、或NiCo。

2.根据权利要求1所述的双陶瓷层叠加新结构热障涂层，其特征在于，所述MCrAlY粘结层为NiCrAlY粘结层，粘结层的厚度为50-150μm；所述新型陶瓷材料为LaMgAl₁₁O₁₉，YSZ/LaMgAl₁₁O₁₉双陶瓷层基元的厚度为80-120μm，所述双陶瓷层基元中YSZ陶瓷层与LaMgAl₁₁O₁₉陶瓷层的厚度比为0.5-1，所述双陶瓷层基元的叠加次数为2-5次。

3.根据权利要求2所述的双陶瓷层叠加新结构热障涂层，其特征在于，所述NiCrAlY粘结层的厚度为100μm，所述YSZ/LaMgAl₁₁O₁₉双陶瓷层基元的厚度为100μm，所述双陶瓷层基元中YSZ陶瓷层与LaMgAl₁₁O₁₉陶瓷层的厚度比为1，所述双陶瓷层基元的叠加次数为3次。

4.一种权利要求1-3任意一项所述的双陶瓷层叠加新结构热障涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：对镍基高温合金基体进行预处理，得到预处理后的高温合金基体；

步骤二：采用大气等离子喷涂技术制备涂层，分别在1#、2#、3#送粉器中装入MCrAlY粉末、YSZ粉末和新型陶瓷材料粉末，编制计算机喷涂程序，由喷涂程序启停等离子喷枪、送粉器、喷涂遍数以及双陶瓷层基元叠加次数；

步骤三：在步骤一得到的预处理后的高温合金基体上，由步骤二编制的喷涂程序，进行等离子喷枪点火，启动1#送粉器送粉，喷涂MCrAlY粉末，达到喷涂遍数停止1#送粉器送粉，制备出满足厚度要求的MCrAlY粘结层；

步骤四：在步骤三制备的MCrAlY粘结层表面，由步骤二编制的喷涂程序，首先启动2#送粉器送粉，喷涂YSZ粉末，达到喷涂遍数停止2#送粉器送粉，然后启动3#送粉器送粉，喷涂新型陶瓷材料粉末，达到喷涂遍数停止3#送粉器送粉，制备出满足陶瓷层厚度要求的双陶瓷层基元；

步骤五：由步骤二编制的喷涂程序，在步骤四制备出的双陶瓷层基元表面重复步骤四，如此往复直到双陶瓷层基元的叠加次数，等离子喷枪熄火，制备出满足厚度要求的陶瓷面层。

5.根据权利要求4所述的双陶瓷层叠加新结构热障涂层的制备方法，其特征在于，步骤一具体步骤为：

用无水乙醇超声清洗镍基高温合金基体5-10min，自然风干后对样品喷涂表面用1000目砂纸进行打磨，然后用36目刚玉砂对样品喷涂表面进行喷砂处理，再用干净压缩空气吹掉粘附在基体表面的尘埃或磨料，得到预处理后的高温合金基体。

6.根据权利要求4所述的双陶瓷层叠加新结构热障涂层的制备方法，其特征在于，步骤二编制计算机喷涂程序涉及的粘结层的喷涂遍数、每个陶瓷层的喷涂遍数及双陶瓷层基元叠加次数的计算方法为：

NiCrAlY粘结层的喷涂遍数：用NiCrAlY粘结层厚度除以单位遍数所沉积的厚度；

YSZ陶瓷层的喷涂遍数：用YSZ陶瓷层厚度除以单位遍数所沉积的厚度；

新型陶瓷材料陶瓷层的喷涂遍数：用新型陶瓷材料陶瓷层厚度除以单位遍数所沉积的厚度；

双陶瓷层基元叠加次数：用最终的陶瓷面层的厚度除以双陶瓷层基元的厚度。