[发明专利]一种高热匹配性热障涂层及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种高热匹配性热障涂层的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）将Zr粉和Y粉混后进行高能球磨，形成Zr-Y合金粉末；

（2）在高温合金基体上进行复合电镀：以铂网为阳极，电镀液为磷酸氢根四氨合铂，并加入Zr-Y合金粉，电镀得到Zr-Y掺杂Pt复合层；

（3）将电镀后的样品真空退火：先将步骤（2）所得Zr-Y掺杂Pt复合层在低温度下保温以去除电镀应力，然后在高温下保温，扩散降低样品表面铂的浓度；

（4）气相渗铝：将步骤（3）所得真空退火后的样品进行高温气相渗铝，获得含有Zr-Y的PtAl涂层；

（5）陶瓷隔热层制备：在步骤（4）PtAl涂层上制备YSZ陶瓷层；

步骤（3）所述低温为420~620℃，保温时间为1~6h；所述高温为1010~1080℃，保温时间为2~7h；

步骤（4）所述渗铝温度为1050~1100℃，渗铝时间为2~8h；

所述高热匹配性热障涂层由以下涂层结构组成：含Zr和Y元素的PtAl涂层和YSZ陶瓷层；其中含Zr和Y元素的PtAl涂层作为底层，YSZ陶瓷层作为面层。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述Zr粉和Y粉的总量中Y粉的含量为4~12wt%。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述电镀液中磷酸氢根四氨合铂的浓度为2g/L~10g/L，Zr-Y合金粉末浓度为0.5g/L~20g/L。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（2）电镀时的电流密度为0.5A/dm²~6A/dm²，获得的复合层厚度为2~10μm。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（4）获得的PtAl涂层中，主要包含β-NiAl相，或含PtAl₂相和Ni₃Al相，其中Zr-Y和Pt主要固溶在β相中；

步骤（5）所述YSZ陶瓷层通过大气等离子喷涂方法、等离子喷涂-物理气相沉积方法或电子束-物理气相沉积方法制备。

6.权利要求1所述方法制备得到的高热匹配性热障涂层在提高TGO与YSZ、TGO与PtAl涂层的匹配性中的应用。