[发明专利]一种薄片微纳柱晶结构YSZ热障涂层的制备方法

摘要

本发明公开了一种薄片微纳柱晶结构YSZ热障涂层的制备方法，通过对不同实施例的层状结构(或摊片)平均厚度进行测量得到超音速等离子喷涂涂层的摊片厚度约为普通等离子喷涂涂层的1/3，采用场发射扫描电子显微镜对超音速喷涂涂层的结构进行表征得到摊片内部呈现一种亚微米晶及纳米晶粒共存的双模式微观结构，进一步通过热蚀显化及定量统计方法揭示了内部不同亚微米晶粒及纳米晶粒的含量。

主权项

一种薄片微纳柱晶结构YSZ热障涂层的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：(1)采用原始晶粒尺寸在100‑900nm的亚微米级的氧化钇部分稳定的二氧化锆YSZ颗粒团聚体为原料，团聚后的粒径为10‑50μm，原料中氧化钇质量分数为5％至8％；(2)采用具有内送粉、单阳极拉伐尔喷嘴的超音速等离子喷涂方法制备YSZ涂层，该涂层用作热障涂层体系中的陶瓷层，在制备过程中将喷涂工艺参数调整到以下范围，其中弧电流：300‑550A，弧电压：115‑140V，主气流量：60‑80slpm，二次气体流量：14‑24slpm，喷涂距离：80‑120mm、送粉量30‑50g/min；(3)选取涂层中的一小块，对小块涂层两面进行机械减薄及最终的离子减薄，并对最终减薄的薄区进行高分辨透射电子显微镜观察，得到涂层内部层状结构或摊片的厚度为0.61‑0.95μm，得到微纳柱晶结构涂层；(4)将剩余的涂层表面磨平并抛光，清洗后形成表面光滑无痕的涂层表面样品，将涂层表面样品于1200‑1250℃，保温180‑300min进行热腐蚀；(5)对热腐蚀后的涂层样品进行场发射扫描电子显微镜观察，并通过图像法对涂层表面晶粒进行测量及统计，分别得到涂层内部亚微米晶粒及纳米晶粒的含量。