專利名稱：一種熱障涂層及其制備工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及材料加工、航空航天、能源動(dòng)力等領(lǐng)域，具體為一種具有長(zhǎng)壽命、高隔
熱效果的熱障涂層及其制備工藝。
背景技術(shù)：
航空航天、能源動(dòng)力等行業(yè)的發(fā)展對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)和工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)提出了更高的要求，要求燃?xì)廨啓C(jī)熱端部件在高溫、腐蝕、磨損的條件下進(jìn)行長(zhǎng)期服役，這直接對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)熱端部件的表面性能提出了更高的要求。例如現(xiàn)代航空渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)的透平溫度高達(dá)
150(TC。而工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)的透平初溫目前最高達(dá)到了 1260-1300°C，目前正在研制的第三代重型燃?xì)廨啓C(jī)的透平溫度更高，期望的透平溫度目標(biāo)為1400-160(TC之間。就目前所使用的透平葉片材料來(lái)說，透平初溫接近其熔點(diǎn)。因此必須采用冷卻以及隔熱措施，才能保證透平葉片在高溫環(huán)境中長(zhǎng)時(shí)間地工作。目前常用的冷卻主要有三種透平葉片內(nèi)部的冷卻氣流冷卻技術(shù)、氣膜冷卻技術(shù)、熱障涂層技術(shù)。熱障涂層技術(shù)的發(fā)展使透平葉片表面的溫度降低了 100-30(TC。熱障涂層體系通常由高溫合金基體(透平葉片)、高溫合金粘結(jié)層、陶瓷隔熱層，以及在高溫服役中產(chǎn)生的熱生長(zhǎng)氧化物(TGO)構(gòu)成。高溫合金粘結(jié)層起到抗氧化的作用，而陶瓷涂層起到隔熱的作用。陶瓷涂層在服役中的穩(wěn)定性或抗熱沖擊剝落的能力決定了透平葉片的使用壽命和燃?xì)廨啓C(jī)的維修頻率。目前對(duì)于航空發(fā)動(dòng)機(jī)，尤其對(duì)于用于軍用航機(jī)而言，其陶瓷涂層主要使用電子束物理氣相沉積(EB-PVD)的方式進(jìn)行制備，這種涂層具有較高的抗熱沖擊能力。然而這種制備方法時(shí)間消耗巨大、成本高。對(duì)于工業(yè)使用的重型燃?xì)廨啓C(jī)而言，由于其使用中開機(jī)、停機(jī)的頻率低，透平葉片表面的陶瓷涂層通常采用等離子噴涂，其特點(diǎn)是涂層制備快速，操作靈活。但是對(duì)于常用的等離子噴涂熱障涂層而言，由于等離子噴涂陶瓷粉末顆粒沉積的粒子之間的未結(jié)合區(qū)域的存在，使裂紋更加容易在陶瓷涂層中進(jìn)行擴(kuò)展，涂層的壽命低。而目前國(guó)內(nèi)外所發(fā)明的各種熱障涂層技術(shù)，包括成分梯度的熱障涂層、具有貫穿涂層厚度的縱向裂紋的熱障涂層等，在一定程度上都犧牲了熱障涂層的隔熱效果。對(duì)熱障涂層而言，在滿足使用壽命的同時(shí)，隔熱性能也是熱障涂層的核心指標(biāo)。 通常熱障涂層的失效破壞方式主要表現(xiàn)為從TGO附近的氧化鋯陶瓷涂層發(fā)生剝落、起層、鼓包等現(xiàn)象。究其根源，TGO與陶瓷層的界面處具有顯著的不連續(xù)特征，首先是材料種類的不連續(xù)，以A1^3為主要成分的TG0與陶瓷層(比如通常為YSZ)之間的材料種類不連續(xù)，其次，由于陶瓷層與熱障涂層體系中的粘結(jié)層的熱膨脹系數(shù)(接近基體)的不匹配，陶瓷層內(nèi)部在熱循環(huán)過程中所產(chǎn)生的應(yīng)力從陶瓷層表面到TGO/陶瓷層界面處不斷增加，最終將導(dǎo)致裂紋擴(kuò)展而使陶瓷層脫落失效。因此，從緩解陶瓷層應(yīng)力增加和提高界面附近的抗裂紋擴(kuò)展能力的角度著手可能延緩?fù)繉邮亩岣咄繉訅勖?對(duì)于等離子噴涂的陶瓷層，其內(nèi)部扁平粒子間的有限結(jié)合狀態(tài)決定了涂層的抗斷裂能力較低，再加上TG0/陶瓷層界面處的不連續(xù)性，熱障涂層在熱循環(huán)作用下容易從其界面處開裂，裂紋還經(jīng)常貫穿進(jìn)入陶瓷層內(nèi)部進(jìn)行擴(kuò)展。有報(bào)道在陶瓷涂層中制備出縱向貫穿于陶瓷層的裂紋，從而提高涂層抗裂紋擴(kuò)展的能力，然而這些縱向貫穿裂紋的間距遠(yuǎn)遠(yuǎn)
高于陶瓷層扁平粒子內(nèi)的小塊的尺度，對(duì)于提高涂層壽命而言仍然有限。 對(duì)于氣相沉積的YSZ陶瓷層，其柱狀晶的結(jié)構(gòu)顯著提高了裂紋在平行于涂層表面
方向在陶瓷層內(nèi)部擴(kuò)展開裂的能力，然而，由于氣相沉積的陶瓷層與TGO之間的結(jié)合相對(duì)
較弱，TG0/陶瓷層的界面處既是開裂的起源又是開裂的路徑。 鑒于此，在陶瓷層的制備方面，有報(bào)道通過極低氣壓進(jìn)行真空等離子噴涂將氣相沉積的柱狀晶與等離子噴涂的層狀結(jié)構(gòu)復(fù)合起來(lái)的新方法，然而，從該陶瓷層與TGO的界面處來(lái)看，與其說是兩種方式的復(fù)合，不如說是兩種方式的混合，即有的區(qū)域類似于等離子噴涂的層狀結(jié)構(gòu)，而有的區(qū)域類似于氣相沉積的柱狀晶結(jié)構(gòu)。 總之，裂紋在TGO附近區(qū)域的開裂是現(xiàn)有熱障涂層失效的基本模式，若通過涂層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制備方法的控制，使開裂的模式有所轉(zhuǎn)變，將是可提高熱障涂層壽命的基礎(chǔ)性的重要方法。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述方法制備涂層存在的缺陷或不足，本發(fā)明的目的是提供一種熱障涂層及其制備工藝，使該涂層的失效開裂模式發(fā)生根本性的變化，具有長(zhǎng)壽命和高隔熱效果的特征，從而能夠大幅度提高涂層服役性能。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的涂層為由粘結(jié)層與陶瓷層構(gòu)成，其特征在于沿與粘
結(jié)層表面熱生長(zhǎng)氧化物層/陶瓷層界面垂直朝向陶瓷層表面的方向上，陶瓷層由具有高抗
斷裂能力的抗斷裂結(jié)構(gòu)層和導(dǎo)熱率低且應(yīng)變協(xié)調(diào)能力高的隔熱結(jié)構(gòu)層構(gòu)成。 所述的粘結(jié)層為能夠生成保護(hù)性氧化膜的含鋁高溫合金或含鋁金屬間化合物或
上述兩種材料之一為基的復(fù)合材料所構(gòu)成的涂層，且粘結(jié)層表面熱生長(zhǎng)氧化物層是粘結(jié)層
材料的表面或其與陶瓷層的界面在高溫服役過程中由于其中成分的氧化而形成并逐漸增
厚生長(zhǎng)的氧化物層。 所述的抗斷裂層或陶瓷層為具有良好隔熱能力和抗高溫?zé)Y(jié)能力的摻雜的鋯氧化物、六方鋁氧化物或鑭氧化物陶瓷材料涂層，其中抗斷裂結(jié)構(gòu)層的厚度為5 100ym、隔熱結(jié)構(gòu)層的厚度為50 500 ii m。 所述的抗斷裂結(jié)構(gòu)層與隔熱結(jié)構(gòu)層之間沉積有梯度結(jié)構(gòu)層。 該涂層的制備方法為1)首先，選用含鋁高溫合金或含鋁金屬間化合物為粘結(jié)層材料，利用噴涂工藝在基體上制備50-500 ii m的粘結(jié)層； 2)然后，將摻雜的鋯氧化物、六方鋁氧化物或鑭氧化物利用等離子噴涂以完全熔融的方式在粘結(jié)層上沉積制備厚度為5 100 ii m的抗斷裂結(jié)構(gòu)層； 3)最后，利用等離子噴涂將摻雜的鋯氧化物、六方鋁氧化物或鑭氧化物的團(tuán)聚粉末沉積到抗斷裂結(jié)構(gòu)層表面形成厚度為50 500 ii m的隔熱結(jié)構(gòu)層。
或采用如下方法制備 1)選用含鋁高溫合金或含鋁金屬間化合物為粘結(jié)層材料，利用噴涂工藝在基體上制備50-500 ii m的粘結(jié)層； 2)然后將制備有粘結(jié)層的基體表面加熱到60(TC以上，將摻雜的鋯氧化物、六方鋁氧化物或鑭氧化物利用等離子噴涂以完全熔融的方式在粘結(jié)層上沉積制備厚度為5 100 ii m的抗斷裂結(jié)構(gòu)層； 3)利用等離子噴涂方式在抗斷裂結(jié)構(gòu)層表面沉積完全熔融的摻雜的鋯氧化物、六方鋁氧化物或鑭氧化物形成厚度為50 500 m的隔熱結(jié)構(gòu)層。 所述的抗斷裂結(jié)構(gòu)層的制備將制備有粘結(jié)層的基體表面加熱到60(TC以上，然后利用等離子噴涂在粘結(jié)層表面制備抗斷裂層。 所述的在抗斷裂結(jié)構(gòu)層上還采用等離子噴涂方法將摻雜的鋯氧化物、六方鋁氧化物或鑭氧化物完全熔融的粉末粒子和摻雜的鋯氧化物、六方鋁氧化物或鑭氧化物的未完全熔融的團(tuán)聚粉末共同沉積在抗斷裂結(jié)構(gòu)層上形成梯度結(jié)構(gòu)層，再在該梯度結(jié)構(gòu)層表面沉積隔熱結(jié)構(gòu)層。 所述的粘結(jié)層制備是采用冷噴涂、真空等離子噴涂、超音速火焰噴涂或爆炸噴涂。
本發(fā)明提出的熱障涂層，目標(biāo)在于使涂層的失效開裂模式發(fā)生根本性的變化，從而實(shí)現(xiàn)大幅度提高涂層服役性能的目標(biāo)。本發(fā)明的總體思路是，涂層失效開裂模式從TGO/陶瓷層的界面處向遠(yuǎn)離界面處轉(zhuǎn)移，鑒于粘結(jié)層一側(cè)是具有相對(duì)較好塑韌性的高溫合金或者金屬間化合物等材料，因此實(shí)際上是從TGO/陶瓷層界面處向陶瓷層內(nèi)部轉(zhuǎn)移?？紤]到以低成本實(shí)現(xiàn)高性能涂層的目標(biāo)，本發(fā)明將基于操作靈活且成本低廉的等離子噴涂技術(shù)，本發(fā)明的總體技術(shù)思路是針對(duì)傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的等離子噴涂陶瓷層，先在粘結(jié)層(或粘結(jié)層表面TGO)表面制備粒子間結(jié)合好、抗斷裂能力高的一層陶瓷結(jié)構(gòu)層，再制備粒子間結(jié)合差、抗斷裂能力差但熱導(dǎo)率低且應(yīng)變協(xié)調(diào)能力強(qiáng)的一層或多層陶瓷層，從而構(gòu)成呈現(xiàn)過渡結(jié)構(gòu)或者連續(xù)梯度結(jié)構(gòu)的陶瓷層，并可基于此基本思路來(lái)增加結(jié)構(gòu)層數(shù)量或調(diào)變結(jié)構(gòu)層之間的界面結(jié)構(gòu)。 本發(fā)明所實(shí)現(xiàn)的熱障涂層，與傳統(tǒng)熱障涂層的失效模式具有顯著的差異，通過陶瓷層內(nèi)部的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了將TGO附近的陶瓷區(qū)域進(jìn)行強(qiáng)化，從而將TGO附近的斷裂源轉(zhuǎn)移到了陶瓷層內(nèi)部的抗斷裂結(jié)構(gòu)層之外的區(qū)域，實(shí)現(xiàn)了大幅提高壽命的目標(biāo)；此外，與電子束物理氣相沉積方法相比而言，該發(fā)明所采用的等離子噴涂方法具有成本低、工藝靈活、可控性好的特點(diǎn)，尤其適合于在燃?xì)廨啓C(jī)高效隔熱的長(zhǎng)壽命的熱障涂層。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的構(gòu)成示意圖； 圖2為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例1的抗斷裂結(jié)構(gòu)層的斷面組織結(jié)構(gòu)，粒子間呈現(xiàn)連續(xù)柱狀晶結(jié)構(gòu)，粒子間呈現(xiàn)良好結(jié)合狀態(tài)，因此具有高的抗斷裂能力。 圖3為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中采用權(quán)利要求5所述的方法制備的抗斷裂結(jié)構(gòu)層的斷面組織結(jié)構(gòu)，粒子內(nèi)部具有柱狀晶結(jié)構(gòu)，粒子間呈現(xiàn)有限結(jié)合狀態(tài)。 圖4為本發(fā)明實(shí)施例1隔熱結(jié)構(gòu)層的斷面組織結(jié)構(gòu)，涂層中具有未熔顆粒構(gòu)成的
粉末團(tuán)，如圖中白色箭頭所示，使涂層具有協(xié)調(diào)應(yīng)變能力好和隔熱能力強(qiáng)的特征。 圖5為本發(fā)明實(shí)施例1中對(duì)熱障涂層熱循環(huán)失效斷裂面的檢測(cè)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)斷裂面
遠(yuǎn)離了 TG0/陶瓷層界面，位于抗斷裂結(jié)構(gòu)層與隔熱結(jié)構(gòu)層之間的界面附近，這種斷裂模式
的改變，使涂層壽命得到了顯著的提高。
具體實(shí)施例方式
以下是發(fā)明人給出的具體實(shí)施例，需要說明的是，這些實(shí)施例是本發(fā)明較優(yōu)的例 子，用于本領(lǐng)域的技術(shù)人員理解本發(fā)明，但本發(fā)明并不局限于這些實(shí)施例。
實(shí)施例1 :參見圖l，采用IN738高溫合金作為基體，在制備粘結(jié)層之前，對(duì)基體進(jìn) 行噴砂處理，選用SulzerMetco公司生產(chǎn)的Amdry997型NiCoCrAlYTa作為粘結(jié)層材料，利 用冷噴涂制備粘結(jié)層，噴涂時(shí)的加速氣體溫度為580±20°C。在沉積陶瓷涂層之前，將制 備有粘結(jié)層的基體表面加熱到730-78(TC，利用等離子噴涂以熔煉破碎型YSZ粉末沉積制 備厚度為25±5 i！ m的抗斷裂結(jié)構(gòu)層，該層具有如圖2所示的結(jié)構(gòu)。然后采用等離子噴涂 方法沉積由熔煉破碎YSZ和中空球形YSZ團(tuán)聚粉末構(gòu)成的混合粉末，在抗斷裂結(jié)構(gòu)層表面 形成梯度結(jié)構(gòu)層。待涂層表面溫度冷卻后，利用等離子噴涂將中空球形YSZ團(tuán)聚粉末沉積 到已經(jīng)沉積的涂層表面作為隔熱層，該層具有如圖4所示的結(jié)構(gòu)。所制得的熱障涂層在氬 氣環(huán)境中100(TC處理8小時(shí)。將本發(fā)明所設(shè)計(jì)的熱障涂層和傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的熱障涂層進(jìn)行在 115(TC保溫27分鐘，然后利用冷卻氣流在4分鐘內(nèi)將熱障涂層冷卻到室溫的熱循環(huán)試驗(yàn)。 發(fā)現(xiàn)本發(fā)明設(shè)計(jì)的熱障涂層的壽命為175次熱循環(huán)，與單純圖4所示的涂層作為熱障陶瓷 層的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)熱障涂層壽命僅為49次相比而言，提高2. 5倍，對(duì)斷裂面的檢測(cè)結(jié)果如圖5 所示，發(fā)現(xiàn)斷裂面遠(yuǎn)離了 TGO/陶瓷層界面，位于抗斷裂結(jié)構(gòu)層與隔熱結(jié)構(gòu)層之間的界面附 近。此夕卜，陶瓷層的材料也可采用其它種類的隔熱陶瓷材料，比如，NdMgAlnO『SmMgAln(^、 GdMgAlu019、 SrAl12019等六方鋁氧化物。 實(shí)施例2 :本實(shí)施例采用與實(shí)施例l相同的方法，將基體溫度控制在400-46(TC，其 余步驟同實(shí)例l，所制得熱障涂層的壽命為114次，與單純圖4所示的涂層作為熱障陶瓷層 的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)熱障涂層壽命僅為49次相比而言，壽命仍然提高了 1倍多。
實(shí)施例3 :本實(shí)施例采用與實(shí)施例1相同的方法，基體為室溫，其余步驟同實(shí)例1， 所制得熱障涂層的壽命為79次，與單純圖4所示的涂層作為熱障陶瓷層的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)熱障涂 層壽命僅為49次相比而言，壽命仍然提高了約0. 5倍。主要原因在于用熔煉破碎粉末制備 的涂層結(jié)構(gòu)不含疏松多孔的微細(xì)顆粒粉末團(tuán)，粉末顆粒熔化程度完全，沉積的扁平粒子之 間結(jié)合較好，涂層抗斷裂能力較強(qiáng)。 實(shí)施例4 :本實(shí)施例采用與實(shí)施例1相同的方法，控制抗斷裂結(jié)構(gòu)層厚度為 58士2iim。所得涂層的平均熱循環(huán)壽命為127次熱循環(huán)，與單純圖4所示的涂層作為熱障 陶瓷層的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)熱障涂層壽命僅為49次相比而言，壽命提高1. 5倍。
實(shí)施例5 :本實(shí)施例采用與實(shí)施例1相同的方法，控制抗斷裂結(jié)構(gòu)層厚度為 95±9 ii m。所得涂層的平均熱循環(huán)壽命為66次熱循環(huán)，與單純圖4所示的涂層作為熱障陶 瓷層的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)熱障涂層壽命僅為49次相比而言，壽命提高30%。 實(shí)施例6 :本實(shí)施例是將將制備有粘結(jié)層的基體表面加熱到600°C以上，將摻雜 的鋯氧化物、六方鋁氧化物或鑭氧化物利用等離子噴涂以完全熔融的方式在粘結(jié)層上沉積 制備厚度為5 100 ii m的抗斷裂結(jié)構(gòu)層(見圖3);利用等離子噴涂方式在抗斷裂結(jié)構(gòu)層 表面沉積完全熔融的摻雜的鋯氧化物、六方鋁氧化物或鑭氧化物形成厚度為厚度為50 500iim的隔熱結(jié)構(gòu)層，其它制備過程同實(shí)施例1。
權(quán)利要求
一種熱障涂層，由粘結(jié)層與陶瓷層構(gòu)成，其特征在于沿與粘結(jié)層表面熱生長(zhǎng)氧化物層/陶瓷層界面垂直朝向陶瓷層表面的方向上，陶瓷層由具有高抗斷裂能力的抗斷裂結(jié)構(gòu)層和導(dǎo)熱率低且應(yīng)變協(xié)調(diào)能力高的隔熱結(jié)構(gòu)層構(gòu)成。
2. 如權(quán)利要求書1所述的熱障涂層，其特征在于所述的粘結(jié)層為能夠生成保護(hù)性氧 化膜的含鋁高溫合金或含鋁金屬間化合物或上述兩種材料之一為基的復(fù)合材料所構(gòu)成的 涂層，且粘結(jié)層表面熱生長(zhǎng)氧化物層是粘結(jié)層材料的表面或其與陶瓷層的界面在高溫服役 過程中由于其中成分的氧化而形成并逐漸增厚生長(zhǎng)的氧化物層。
3. 如權(quán)利要求書1所述的熱障涂層，其特征在于，所述的抗斷裂層或陶瓷層為具有良 好隔熱能力和抗高溫?zé)Y(jié)能力的摻雜的鋯氧化物、六方鋁氧化物或鑭氧化物陶瓷材料涂層，其中抗斷裂結(jié)構(gòu)層的厚度為5 100 ii m、隔熱結(jié)構(gòu)層的厚度為50 500 y m。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱障涂層，其特征在于所述的抗斷裂結(jié)構(gòu)層與隔熱結(jié)構(gòu)層 之間沉積有梯度結(jié)構(gòu)層。
5. —種熱障涂層及其制備工藝，其特征在于1) 首先，選用含鋁高溫合金或含鋁金屬間化合物為粘結(jié)層材料，利用噴涂工藝在基體上制備50-500 ii m的粘結(jié)層;2) 然后，將摻雜的鋯氧化物、六方鋁氧化物或鑭氧化物利用等離子噴涂以完全熔融的 方式在粘結(jié)層上沉積制備厚度為5 100 ii m的抗斷裂結(jié)構(gòu)層；3) 最后，利用等離子噴涂將摻雜的鋯氧化物、六方鋁氧化物或鑭氧化物的團(tuán)聚粉末沉 積到抗斷裂結(jié)構(gòu)層表面形成厚度為50 500 ii m的隔熱結(jié)構(gòu)層。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的熱障涂層及其制備工藝，其特征在于所述的抗斷裂結(jié)構(gòu)層 的制備將制備有粘結(jié)層的基體表面加熱到600°C以上，然后利用等離子噴涂在粘結(jié)層表面 制備抗斷裂層。
7. —種熱障涂層及其制備工藝，其特征在于1) 選用含鋁高溫合金或含鋁金屬間化合物為粘結(jié)層材料，利用噴涂工藝在基體上制備 50-500 ii m的粘結(jié)層；2) 然后將制備有粘結(jié)層的基體表面加熱到60(TC以上，將摻雜的鋯氧化物、六方鋁 氧化物或鑭氧化物利用等離子噴涂以完全熔融的方式在粘結(jié)層上沉積制備厚度為5 100 ii m的抗斷裂結(jié)構(gòu)層；3) 利用等離子噴涂方式在抗斷裂結(jié)構(gòu)層表面沉積完全熔融的摻雜的鋯氧化物、六方鋁 氧化物或鑭氧化物形成厚度為50 500 ii m的隔熱結(jié)構(gòu)層。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5、6或7所述的熱障涂層及其制備工藝，其特征在于所述的在抗斷 裂結(jié)構(gòu)層上還采用等離子噴涂方法將摻雜的鋯氧化物、六方鋁氧化物或鑭氧化物完全熔融 的粉末粒子和摻雜的鋯氧化物、六方鋁氧化物或鑭氧化物的未完全熔融的團(tuán)聚粉末共同沉 積在抗斷裂結(jié)構(gòu)層上形成梯度結(jié)構(gòu)層，再在該梯度結(jié)構(gòu)層表面沉積隔熱結(jié)構(gòu)層。
9. 根據(jù)權(quán)利要求5、6或7所述的熱障涂層及其制備工藝，其特征在于所述的粘結(jié)層 制備是采用冷噴涂、真空等離子噴涂、超音速火焰噴涂或爆炸噴涂。
全文摘要
一種熱障涂層及其制備工藝，該熱障涂層由粘結(jié)層與陶瓷層構(gòu)成，沿粘結(jié)層表面熱生長(zhǎng)氧化物層/陶瓷層界面朝向陶瓷層表面的方向上，陶瓷層由具有高抗斷裂能力的抗斷裂結(jié)構(gòu)層和導(dǎo)熱率低且應(yīng)變協(xié)調(diào)能力高的隔熱結(jié)構(gòu)層構(gòu)成。與傳統(tǒng)熱障涂層由于粘結(jié)層表面TGO附近區(qū)域開裂導(dǎo)致陶瓷涂層剝落的失效方式相比而言，本發(fā)明使TGO附近區(qū)域的陶瓷層中的薄弱環(huán)節(jié)得到強(qiáng)化，將開裂位置從TGO附近轉(zhuǎn)移到更加遠(yuǎn)離TGO的陶瓷層內(nèi)部。在改變斷裂模式方面的這一重大發(fā)展，使熱障涂層的壽命可以顯著提高。此外，在陶瓷層的內(nèi)部制備具有低的粒子結(jié)合率、呈現(xiàn)多孔且含有未熔粉末團(tuán)的結(jié)構(gòu)的陶瓷層，不僅可以協(xié)調(diào)陶瓷層的應(yīng)力從而提高涂層壽命，還可以進(jìn)一步提高涂層的隔熱性能。
文檔編號(hào)C23C30/00GK101698364SQ20091021877
公開日2010年4月28日 申請(qǐng)日期2009年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月3日
發(fā)明者李勇, 李長(zhǎng)久, 楊冠軍 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)