[发明专利]一种高寿命YSZ热障涂层的制备方法

摘要

本发明公开了一种高寿命YSZ热障涂层的制备方法，将电喷法和相转化方法结合，使用纳米氧化钇氧化锆均匀混合，之后进行电喷和烧结等过程，并采用等离子喷涂的方法制备YSZ热障涂层。该涂层具有大量的微孔隙和微裂纹结构，使得该涂层裂纹扩展速度减慢，抗热腐蚀热冲击性能好，热循环寿命大大提高，该制备方法设备简单、效率较高、成本低、且可灵活调控涂层成分，该涂层具有优异的隔热性能和抗热冲击性能，高温服役状态下物相稳定强，热循环寿命高，在舰船发动机、航空发动机、地面燃气轮机以及难熔合金热端部件的隔热防护方面具有很高的应用前景，因此可以大大提高工件的服役时间和维护成本，具有很高的应用价值。

主权项

1.一种高寿命YSZ热障涂层的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：(1)以异丙醇为研磨介质，采用高能球磨的方法将纳米氧化钇和纳米氧化锆粉末这两种物料混合，球磨速率为1000～4000r/min，球磨完毕后得到第一浆料，将所述第一浆料烘干24h至恒重，研磨并过筛得到混合粉末；(2)将所述混合粉末放入N‑甲基‑1‑吡咯烷酮中搅拌并分散，之后放入超声粉碎机中超声10～60min，得到均匀的粉末悬浮液；(3)在所述粉末悬浮液中加入聚醚砜和聚碳酸酯作为胶黏剂，形成混合液，将所述混合液放置在机械搅拌器上油浴搅拌24～48h，油浴温度为40～60℃，搅拌转速约为300～700r/min，待搅拌过程完成后，得到第二浆料，将所述第二浆料取出冷却至室温；(4)将所述第二浆料进行真空脱气处理后注入注射器之中，所述注射器垂直放置，在所述注射器下方放置装满水的接收盘，以所述注射器的针头为正极，以所述接收盘为负极施加电压，并推动所述注射器，所述第二浆料在电场作用下分散为小液滴，待所述注射器推送结束后，去除电场，将所述接收盘中的水和固体前驱体粉末共同静置以便物质交换，之后将所述固体前驱体粉末过滤干燥并过筛；(5)将所述固体前驱体粉末平铺于坩埚中，放置于高温箱式炉中高温热处理2～3h，再对烧结后的固体前驱体粉末进行筛分，去除粒径过大的粉末，得到YSZ喷涂粉末；(6)利用大气等离子喷涂设备，在镍基高温合金基体上喷涂金属粘结层和所述YSZ喷涂粉末，冷却后得到高寿命YSZ热障涂层。