[发明专利]一种采用电镀与化学气相沉积相结合制备复合粘结层的方法以及复合粘结层

说明书

本发明提供了一种采用电镀与化学气相沉积相结合制备复合粘结层的方法以及复合粘结层，涉及涂层制备技术领域。本发明提供了一种采用电镀与化学气相沉积相结合制备复合粘结层的方法，包括以下步骤：在基体表面依次电镀Ru和电镀Pt，得到Ru‑Pt复合镀层；将所述Ru‑Pt复合镀层进行真空热处理，得到Pt‑Ru‑Pt复合镀层；将所述Pt‑Ru‑Pt复合镀层进行化学气相沉积渗铝，得到复合粘结层。本发明制备的复合粘结层与基体结合强度高，具有良好的抗氧化性和阻扩散性。而且本发明的制备方法简便、生产效率高，适宜推广应用。

技术领域

本发明涉及涂层制备技术领域，具体涉及一种采用电镀与化学气相沉积相结合制备复合粘结层的方法以及复合粘结层。

背景技术

随着航空技术的发展，对发动机推重比有了更高的要求。先进航空发动机推重比的增加可以使航空飞行器具有更为强劲的动力支持和更加稳定耐用的可靠性能，而提高推重比的关键性因素在于提高涡轮前进口温度，这对于工作在高温高压环境下的涡轮叶片是一大挑战，在高温度、强氧化、高应力、复杂的环境中，热端部件能否稳定持久的发挥作用是高性能航空发动机材料所必须面对的问题。

以现有的高温合金体系来讲，其承温能力难以满足航空发动机高推重比的要求，为了提高高温合金的使用温度，在高温合金外层通过一定的工艺手段沉积涂层起到隔热及抗高温氧化的作用，使热端部件如涡轮叶片与燃烧室内的高温燃气之间产生一定的温降，从而使燃烧室温度升高、燃烧效率提高的同时，高温合金基体能够在较低的温度下工作，并且能够抵御外界环境的热腐蚀和高温氧化，延长热端部件的使用寿命，提高其稳定性。于是热障涂层便成了高温合金必不可少的“防护衣”。

热障涂层主要由粘结层和陶瓷顶层构成，其中粘结层起到协调陶瓷层和高温合金基体之间热膨胀系数相差较大的问题，同时能够保护高温合金基体不被氧化。在粘结层中，一个比较严重的问题是与高温合金基体之间的互扩散，粘结层中Al向基体扩散，基体中的难熔元素如Re、W、Mo等向粘结层扩散，形成二次反应区(SRZ)，难熔元素的富集导致TCP相的生成，这些都会严重影响高温合金基体的力学性能。

目前的研究表明，Ru具有良好的阻扩散性，可以作为粘结层中的阻扩散层减少涂层和基体之间的互扩散现象，但RuAl的抗氧化性能差，并且与基体之间的结合力差，制备的涂层易脱落。例如EB-PVD技术制备得到的RuAl层为柱状晶结构，热导率高，隔热性差，并且设备成本高，制备周期长、效率低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种采用电镀与化学气相沉积相结合制备复合粘结层的方法以及复合粘结层，本发明制备的复合粘结层与基体结合强度高，具有良好的抗氧化性和阻扩散性，热导率低，隔热性好。而且本发明的制备方法简便、生产效率高，适宜推广应用。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种采用电镀与化学气相沉积相结合制备复合粘结层的方法，包括以下步骤：

在基体表面依次电镀Ru和电镀Pt，得到Ru-Pt复合镀层；

将所述Ru-Pt复合镀层进行真空热处理，得到Pt-Ru-Pt复合镀层；

将所述Pt-Ru-Pt复合镀层进行化学气相沉积渗铝，得到复合粘结层。

优选地，所述电镀Ru采用的镀Ru溶液中钌元素含量为10～20g/L。

优选地，所述电镀Ru采用的镀Ru溶液包括钌盐30～35g/L，磷酸50～60mL/L，磷酸二氢钾110～130g/L。

优选地，所述电镀Ru采用的镀Ru溶液的pH值为1.5～2.0；电镀Ru的温度为70～75℃。

优选地，所述电镀Pt时采用的镀Pt溶液为P盐溶液。