本發(fā)明屬于金屬材料表面處理領(lǐng)域，具體涉及一種含陶瓷層的表面涂層及其制備方法。

背景技術(shù)：

燃?xì)廨啓C(jī)是發(fā)展成熟、廣泛使用的一種機(jī)械裝置，該機(jī)械裝置通過(guò)將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能及機(jī)械能來(lái)驅(qū)動(dòng)噴氣式飛機(jī)、大型艦船、發(fā)電機(jī)組及流體泵等設(shè)備或設(shè)施。為了提高能源利用效率，用于燃?xì)廨啓C(jī)的渦輪熱端部件的金屬材料在設(shè)備工作時(shí)往往接近或達(dá)到其熱穩(wěn)定性的臨界狀態(tài)，即為了提高燃?xì)廨啓C(jī)使用效率，渦輪進(jìn)氣口溫度被大幅度提高，實(shí)際上目前先進(jìn)燃?xì)廨啓C(jī)的渦輪一級(jí)動(dòng)、導(dǎo)向葉片工作時(shí)往往處于高于其熔點(diǎn)的混合燃?xì)鈿夥罩?。只是由于該金屬材料表面被在其上涂敷一層隔熱涂層或高溫防護(hù)涂層以及一層空氣膜隔離、冷卻，才使其在長(zhǎng)時(shí)間服役的情況下不被熔化。但是，冷卻空氣的使用降低了燃?xì)廨啓C(jī)的效率，這與通過(guò)提高渦輪進(jìn)氣口溫度來(lái)提高燃?xì)廨啓C(jī)的效率的初衷相矛盾。因此，為了降低冷卻空氣的使用量，提高熱障涂層的隔熱能力尤為重要。

熱障涂層體系多以陶瓷材料為基礎(chǔ)，例如多鋁紅柱石、氧化鋁、氧化鉿、氧化鋯、氧化釔等。目前普遍使用的是7-8％氧化釔穩(wěn)定的氧化鋯。由于氧化鋯陶瓷層是優(yōu)良的氧透過(guò)體，因此在熱障涂層體系中除起到隔熱作用的陶瓷涂層以外，在陶瓷層和金屬材料基體之間，還需要制備一層粘結(jié)層。該粘結(jié)層在高溫環(huán)境下其表面會(huì)生成一層致密、連續(xù)、附著的氧化鋁層，阻止了氧化或熱腐蝕的進(jìn)一步進(jìn)行，從而起到高溫防護(hù)的作用。

熱障涂層體系的制備方法包括熱噴涂和電子束物理氣相沉積(ebpvd)等工藝。與熱噴涂工藝制備的陶瓷層相比，ebpvd鍍覆的陶瓷層具有柱狀晶粒結(jié)構(gòu)，此種結(jié)構(gòu)在提高了應(yīng)變?nèi)菹薜耐瑫r(shí)降低了涂層的隔熱性能。同時(shí)，ebpvd制備的葉片或其他零件的往往較小，對(duì)尺寸的敏感性較高。根據(jù)美國(guó)專(zhuān)利us5073433和us5705231，針對(duì)大型部件，可以通過(guò)熱噴涂獲得相似的涂層。而且，在目前較大的渦輪熱端部件，例如發(fā)電機(jī)組或大型艦船推進(jìn)系統(tǒng)所用的燃?xì)廨啓C(jī)的渦輪一級(jí)靜、動(dòng)葉片，國(guó)內(nèi)外往往采用熱噴涂工藝來(lái)制備其熱障涂層體系。

然而，粘結(jié)層和陶瓷面層的添加在提供高溫防護(hù)及隔熱降溫作用的同時(shí)，也顯著加大了零部件的重量，這對(duì)諸如葉片等高速旋轉(zhuǎn)件極為不利。在以每分鐘幾千轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)的零部件方面，粘結(jié)層及陶瓷層的重量顯著的加大了葉片的拉力，其所造成的離心力隨轉(zhuǎn)速的平方而增大。同時(shí)，在高溫下，該拉力容易造成葉片身根或榫槽區(qū)域的蠕變及熱疲勞性能，嚴(yán)重時(shí)會(huì)促使葉片尖端與其相對(duì)應(yīng)零件(例如護(hù)環(huán))相接觸，或會(huì)誘發(fā)、加快微裂紋的生長(zhǎng)，從而降低燃?xì)廨啓C(jī)的效率與壽命。因此，不涂敷熱障涂層或高溫防護(hù)合金涂層，而是采用能夠直接在表面生成具有保護(hù)性的氧化鋁層的金屬材料的思想曾經(jīng)一度受到一定程度的歡迎。但是此種高溫合金往往由于含有過(guò)高的鋁、鉻及某些貴金屬含量，導(dǎo)致其本身的力學(xué)性能較差(例如高溫、持久強(qiáng)度)，并且原料成本較高，目前的應(yīng)用效果并不好。

渦輪葉片冷卻孔配合一定的冷氣量之后，其冷卻效果往往是熱障涂層體系的5-6倍，因此冷卻孔在目前渦輪一級(jí)靜動(dòng)葉片的設(shè)計(jì)與制造方面皆是大家工作中的重中之重。然而，冷卻孔的打孔制備工藝和熱障涂層的熱噴涂制備工藝卻天然具有一定程度的沖突。冷卻孔的幾何形狀決定了冷卻氣流在葉身及緣板外表面的分布，進(jìn)而決定了葉身及緣板外表面的溫度場(chǎng)。由于燃?xì)廨啓C(jī)渦輪葉片的熱障涂層體系的厚度一般在300-800微米，所以針對(duì)常見(jiàn)的冷卻孔，例如直徑為0.8毫米的普通斜孔，如果噴涂時(shí)未做任何保護(hù)，則制備后的涂層極易造成冷卻孔的縮小、堵塞。目前，針對(duì)涂層制備造成冷卻孔出口縮小，甚至堵孔的問(wèn)題。這被稱(chēng)為涂層與冷卻孔的矛盾。目前，解決這種矛盾主要有三種解決方案。第一種方案是首先進(jìn)行打孔，然后采用膠體預(yù)先堵孔，最后進(jìn)行熱噴涂。第二種方案是首先進(jìn)行打孔，然后進(jìn)行熱噴涂，最后通過(guò)激光將孔內(nèi)附著的多余涂層去掉。第三種方案是首先進(jìn)行熱噴涂，然后通過(guò)激光將表面陶瓷層去除，最后進(jìn)行打孔。

這三種方案各自存在一定的缺陷。第一種方案中，堵孔的膠體容易在熱噴涂過(guò)程中燒蝕、縮小，導(dǎo)致噴涂粉末依然在冷卻孔內(nèi)沉積，致使冷卻孔形狀產(chǎn)生變化甚至堵塞。后續(xù)為了正常使用，還需要進(jìn)行通孔，而通孔過(guò)程雖然會(huì)將陶瓷外層去掉，但粘結(jié)底層并不能有效去除，而且去除后的孔的出口形狀、位置和方向都會(huì)相對(duì)原有設(shè)計(jì)產(chǎn)生較壞的改變。另外，膠體在噴涂過(guò)程中容易揮發(fā)氣化，在涂層制備之后還需要將殘余膠體高溫?fù)]發(fā)氣化去除。這兩個(gè)過(guò)程中產(chǎn)生的含碳及其他雜質(zhì)的氣氛將不可避免的在冷卻孔附近的基體材料中殘留，降低了基體材料表面的抗氧化、抗熱腐蝕能力，甚至力學(xué)性能。第二種方案中，激光只能燒蝕陶瓷外層，而且會(huì)產(chǎn)生一定厚度的重熔層，影響孔的熱疲勞性能。另外，葉片往往需要在不同機(jī)床進(jìn)行兩次裝夾，定位容易出現(xiàn)偏差。第三種方案中，容易產(chǎn)生陶瓷外層孔周邊燒結(jié)、剝落，金屬粘結(jié)層和基體的孔周邊容易產(chǎn)生較厚的重鑄層，容易誘發(fā)熱疲勞裂紋并加速裂紋延伸、生長(zhǎng)。

如果僅制備鋁化物滲層(包含簡(jiǎn)單鋁化物層，鉑改性鋁化物層，鋁鉻滲層，鋁硅滲層，鋁鈷滲層等擴(kuò)散型高溫防護(hù)涂層)，不制備陶瓷隔熱外層，并采用特定參數(shù)的滲鋁工藝，控制鋁化物層的生長(zhǎng)模式為向內(nèi)生長(zhǎng)的模式，那么該鋁化物層的制備對(duì)冷卻孔的位置、形狀幾乎沒(méi)有損害。例如制備總厚度為50微米的鋁化物層(包括擴(kuò)散區(qū))，則冷卻孔的孔徑的最大縮小量仍小于10微米。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)本領(lǐng)域存在的不足之處，本發(fā)明的目的是提出一種渦輪葉片組件熱障涂層。

本發(fā)明的另一目的是提出含有所述熱障涂層的渦輪葉片。

本發(fā)明的第三個(gè)目的是提出所述熱障涂層的制備方法。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明上述目的的技術(shù)方案為：

一種渦輪葉片組件熱障涂層，是從渦輪葉片組件基材向上，順次布置的粘結(jié)層、鋁化物層、氧化鋁層和陶瓷層，或?yàn)轫槾尾贾玫匿X化物層、粘結(jié)層、氧化鋁層和陶瓷層；

所述粘結(jié)層為mcraly層，m表示鎳、鈷、鐵中的一種、兩種或三種，y表示稀土元素或其氧化物。

其中，構(gòu)成所述陶瓷層的材料選自氧化釔、鋯酸鑭、鋯酸釔、釔酸鑭(layo3)、氧化釔穩(wěn)定的氧化鋯、氧化鎂穩(wěn)定的氧化鋯、氧化鈣穩(wěn)定的氧化鋯。作為穩(wěn)定成分的氧化物的添加的質(zhì)量比例可以為2～30％(以總質(zhì)量計(jì))。所述陶瓷層為隔熱陶瓷層，是以隔熱作用為主的陶瓷層。

優(yōu)選地，所述mcraly層的厚度為20～400微米。

更優(yōu)選地，所述陶瓷層的厚度為100～500微米。

其中，所述熱障涂層的總厚度(包括粘結(jié)層、陶瓷層、鋁化物層和氧化鋁層)為140-1000微米。

包含有本發(fā)明所述熱障涂層的渦輪葉片組件，從渦輪葉片組件基材向上，順次布置鋁化物層、氧化鋁層，在所述渦輪葉片組件的局部設(shè)置所述熱障涂層，

所述渦輪葉片組件的局部，是除葉片的冷卻孔周邊5-30毫米內(nèi)區(qū)域之外的部分或全部。

所述渦輪葉片組件的局部，可以選擇葉片組件葉身及緣板外表面溫度較高，容易過(guò)燒的一個(gè)或幾個(gè)區(qū)域。這個(gè)/這些區(qū)域即為mcraly粘結(jié)層的施加區(qū)域。一些實(shí)施方案中，不必施加mcraly粘結(jié)層于其他一些區(qū)域，但本發(fā)明并不排除施加粘結(jié)層于其他一些區(qū)域。

制備所述熱障涂層的方法，包括制備粘結(jié)層、制備鋁化物涂層、形成氧化鋁層和制備陶瓷層的操作，

制備粘結(jié)層的方法為大氣等離子噴涂、低壓等離子噴涂、超音速火焰噴涂、冷噴涂、物理氣相沉積中的一種或多種，所述物理氣相沉積選自電弧離子鍍，電子束氣相沉積，磁控濺射中的一種；

制備鋁化物涂層的方法為化學(xué)氣相沉積處理(簡(jiǎn)稱(chēng)cvd)、包埋滲(packcementation)，基材在滲劑之上的滲鋁，反應(yīng)氣在外部混合后通入腔室的cvd滲鋁、料漿滲鋁中的一種或多種；

所述氧化鋁層是通過(guò)在低真空通氬氣保護(hù)，在高溫下形成的致密，連續(xù)，附著的氧化鋁薄層。

所述陶瓷層的制備方法為電子束物理氣相沉積(eb-pvd)和/或熱噴涂。

其中，所述粘結(jié)層的施加區(qū)域的選擇方案為：排除冷卻孔周邊5-30毫米的區(qū)域，對(duì)于冷卻孔陣列，則排除冷卻孔陣列左右各5-30毫米內(nèi)的區(qū)域。

所述制備粘結(jié)層、制備鋁化物涂層步驟，可將第一步和第二步顛倒。

第三步和第四步形成氧化鋁層和制備陶瓷層的步驟可以顛倒順序。即也可以先制備陶瓷層然后再生成氧化鋁涂層。

本發(fā)明提出一種優(yōu)選的制備鋁化物涂層的方法為：采用基材在滲劑之上的滲鋁方式。該方式相對(duì)包埋滲可以降低涂層的界面及涂層內(nèi)污染。形成的鋁化物涂層的厚度為30-50微米，其中外層的厚度為10-20微米。由β-(ni,cr)al相和α-cr相組成，內(nèi)層為10-40微米厚度的互擴(kuò)散區(qū)。

本發(fā)明的另一優(yōu)選技術(shù)方案為：制備鋁化物涂層的方法為化學(xué)氣相沉積，包括步驟：首先在基體表面電化學(xué)沉積一層鉑鎳合金，進(jìn)行鉑擴(kuò)散退火，然后進(jìn)行化學(xué)氣相沉積滲鋁，形成的鉑改性鋁化物涂層的總厚度為20-50微米。

之前由于鋁通過(guò)鉑層向內(nèi)擴(kuò)散，生成的涂層在涂層-氣相界面為鉑固溶的β-nial亞層，并在β-nial相中出現(xiàn)點(diǎn)狀的第二相ptal2及少量的α-cr。同時(shí)，在β-nial亞層之下形成了擴(kuò)散層。形成的鉑改性鋁化物涂層的總厚度約為35微米，其中外層β-nial亞層的厚度為15微米。由β-nial、ptal2和α-cr的組成，內(nèi)層為約20微米的互擴(kuò)散區(qū)。整個(gè)鋁化物層的外層致密，均勻，無(wú)氣孔，表面平整。

本發(fā)明的有益效果在于：

(1)本發(fā)明提出的熱障涂層體系，在保證熱障涂層的隔熱效果的前提下，提高了熱障涂層的抗高溫氧化、抗熱腐蝕性能以及持久性能，進(jìn)而提高了渦輪葉片組件的服役壽命。

(2)用本發(fā)明方法制備的熱障涂層體系，會(huì)顯著降低葉片組件的增重。進(jìn)而降低了渦輪葉片組件在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)的拉力對(duì)組件本身造成的蠕變程度，提高了渦輪葉片組件的服役壽命，維持了燃?xì)廨啓C(jī)的長(zhǎng)期穩(wěn)定工作。

(3)本發(fā)明制備的熱障涂層體系，對(duì)冷卻孔的位置和形狀影響很小，從而保證了相對(duì)傳統(tǒng)的針對(duì)涂層和冷卻孔的矛盾的工藝處理，本發(fā)明的冷卻效果和理論設(shè)計(jì)的冷卻效果更接近。

附圖說(shuō)明

圖1為一種渦輪透平一級(jí)導(dǎo)向葉片示意圖，

圖2為一種熱障涂層體系實(shí)施于渦輪透平一級(jí)導(dǎo)向葉片示意圖，

圖3為一種熱障涂覆層系實(shí)施于渦輪透平一級(jí)導(dǎo)向葉片示意圖，

圖中，

10—渦輪葉片總體，12—葉身，14—緣板，18—冷卻孔，

20—導(dǎo)向葉片總體，30—導(dǎo)向葉片組件總體，

22—基體、24—局部粘結(jié)層、26—鋁化物層、27—氧化鋁層，28—陶瓷層。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)以以下實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。

實(shí)施例中使用的手段，如無(wú)特別說(shuō)明，均使用本領(lǐng)域常規(guī)的手段。

實(shí)施例1：

圖1是渦輪葉片的立體圖。渦輪葉片總體10包括葉身12、緣板14(包括上下兩個(gè)緣板)以及各冷卻孔18。

見(jiàn)圖2，本實(shí)施例披露一種用于高溫合金基體的熱障涂層體系。基體為燃?xì)廨啓C(jī)渦輪導(dǎo)向葉片組件，主要起到在高溫、混合燃?xì)鈿夥障绿峁┳銐虻膹?qiáng)度，起到結(jié)構(gòu)件作用。涂層各層系的制備工序主要包括：

第一步，制備局部mcraly粘結(jié)層。粘結(jié)層的施加區(qū)域的選擇原則是：首先排除冷卻孔周邊區(qū)域，具體排除區(qū)域?yàn)槔鋮s孔陣列左右各約10毫米內(nèi)的區(qū)域。然后選擇導(dǎo)向葉片組件葉身及緣板外表面溫度較高，容易過(guò)燒的幾個(gè)區(qū)域。

局部粘結(jié)層24通過(guò)超音速火焰噴涂工藝制備，mcraly粘結(jié)層在葉身和緣板外表面除冷卻孔周邊約10毫米之外的部分區(qū)域，是使用渦輪導(dǎo)向葉片組件運(yùn)行時(shí)溫度較高的區(qū)域。本實(shí)施例的粘結(jié)層厚度范圍在120-150微米。粘結(jié)層施加區(qū)域面積控制在整個(gè)葉身及緣板外表面面積的50％以下。

第二步，對(duì)整個(gè)葉身及緣板的外表面區(qū)域進(jìn)行化學(xué)氣相沉積處理，制備簡(jiǎn)單鋁化物涂層。

鋁化物層26在本實(shí)施例中采用的是基材在滲劑之上的簡(jiǎn)單滲鋁方式。該方式相對(duì)包埋滲可以降低涂層的界面及涂層內(nèi)污染。形成的鋁化物涂層的厚度約為35微米，其中外層的厚度為15微米。由β-(ni,cr)al和α-cr的組成，內(nèi)層為20微米的互擴(kuò)散區(qū)。整個(gè)鋁化物層的外層致密，均勻，無(wú)氣孔，表面平整。在已包覆mcraly層區(qū)域，由于其本底al、cr含量較高，所以其鋁化物層厚度相對(duì)周邊有所增大。

第三步，采用真空氬氣保護(hù)預(yù)氧化處理生成氧化鋁層。氧化鋁層形成在鋁化物層之上。

氧化鋁層27在本實(shí)施例中為通過(guò)真空通氬氣保護(hù)在高溫下形成的致密，連續(xù)，附著的氧化鋁薄層。該薄層厚度約為2微米。該氧化鋁膜連續(xù)，致密，附著。

第四步，在原粘結(jié)層區(qū)域之上熱噴涂含氧化釔穩(wěn)定的氧化鋯陶瓷層。

陶瓷層28在本實(shí)施例采用的是大氣等離子熱噴涂工藝，所選噴涂粉末是7wt％的氧化釔穩(wěn)定的氧化鋯。其涂層厚度約為300微米，施加區(qū)域位在原局部mcraly粘結(jié)層之上。

實(shí)施例2

見(jiàn)圖3。基體為燃?xì)廨啓C(jī)渦輪導(dǎo)向葉片組件，主要起到在高溫、混合燃?xì)鈿夥障绿峁┳銐虻膹?qiáng)度，起到結(jié)構(gòu)件作用。在導(dǎo)向葉片組件總體30上的涂層過(guò)程為：

第一步，進(jìn)行化學(xué)氣相沉積處理，施加于整個(gè)葉身及緣板外表面區(qū)域。

鋁化物層26在本實(shí)施例中采用的是反應(yīng)氣在外部混合后通入腔室的典型化學(xué)氣相沉積工藝制備鉑改性鋁化物涂層。具體的工藝步驟為，首先在基體22表面電化學(xué)沉積一層鉑鎳合金，然后在化學(xué)氣相沉積滲鋁之前進(jìn)行鉑擴(kuò)散退火，由于鋁通過(guò)鉑層向內(nèi)擴(kuò)散，生成的涂層在涂層-氣相界面為鉑固溶的β-nial亞層，并在β-nial相中出現(xiàn)點(diǎn)狀的第二相ptal2及少量的α-cr。同時(shí)，在β-nial亞層之下形成了擴(kuò)散層。形成的鉑改性鋁化物涂層的總厚度約為35微米，其中外層β-nial亞層的厚度為15微米。由β-nial、ptal2和α-cr的組成，內(nèi)層為約20微米的互擴(kuò)散區(qū)。整個(gè)鋁化物層的外層致密，均勻，無(wú)氣孔，表面平整。

第二步，制備局部mcraly粘結(jié)層，施加于葉身及外表面的一塊區(qū)域或幾個(gè)分離的區(qū)域。具體的選擇原則是：首先排除冷卻孔18周邊區(qū)域，具體為冷卻孔陣列左右各約10毫米內(nèi)的區(qū)域。然后選擇導(dǎo)向葉片組件葉身及緣板外表面溫度較高，容易過(guò)燒的幾個(gè)區(qū)域。

局部粘結(jié)層24為通過(guò)電弧離子鍍工藝制備mcraly粘結(jié)層在葉身和緣板外表面除冷卻孔左右10毫米之外的區(qū)域中的幾個(gè)渦輪葉片組件運(yùn)行時(shí)溫度較高的區(qū)域。本實(shí)施例的粘結(jié)層厚度范圍在55-65微米。粘結(jié)層施加區(qū)域面積可以控制在整個(gè)葉身及緣板外表面面積的50％以下。

第三步，在原粘結(jié)層區(qū)域之上熱噴涂含氧化釔穩(wěn)定的氧化鋯陶瓷層。

陶瓷層28在本實(shí)施例采用的是物理氣相沉積(ebpvd)工藝，靶材是7-8wt％的氧化釔穩(wěn)定的氧化鋯。其涂層厚度約為100微米，施加區(qū)域在原局部mcraly粘結(jié)層之上。

第四步，形成氧化鋁層。氧化鋁層形成區(qū)域?yàn)椋喝翡X化物層上方?jīng)]有mcraly粘結(jié)層，則氧化鋁層形成在鋁化物層之上，陶瓷層之下；若鋁化物層上方存在mcraly粘結(jié)層，則氧化鋁層形成在mcraly粘結(jié)層之上，陶瓷層之下。

氧化鋁層27在本實(shí)施例中為通過(guò)真空通氬氣保護(hù)在高溫下形成的致密，連續(xù)，附著的氧化鋁薄層。其厚度約為2微米。該氧化鋁膜連續(xù)、致密、附著。

性能測(cè)試

在實(shí)施例1和2燃?xì)廨啓C(jī)的渦輪葉片上采用彩虹試驗(yàn)的方式測(cè)試本發(fā)明效果。有些樣品葉片采用的是本發(fā)明實(shí)施例1的制備方法，有些葉片采用的是本發(fā)明實(shí)施例2的制備方法，而其他一些葉片則采用傳統(tǒng)的工藝。傳統(tǒng)工藝即在渦輪葉片組件的葉身及緣板的全部外表面進(jìn)行超音速火焰噴涂制備mcraly涂層和用大氣等離子工藝制備氧化釔穩(wěn)定的氧化鋯陶瓷層。

在所有三種葉片組件制備完成后，我們對(duì)其各自的冷卻孔的位置和形狀進(jìn)行了檢驗(yàn)。發(fā)現(xiàn)通過(guò)第1、2實(shí)施例制備涂層的葉片，其冷卻孔的位置和形狀幾乎沒(méi)有任何改變，孔徑在出口處有略微減小，單邊尺寸縮小不到5微米。而通過(guò)傳統(tǒng)工藝制備涂層的葉片，則出現(xiàn)了冷卻孔出口的堵塞。為了解決堵塞問(wèn)題，后續(xù)經(jīng)過(guò)了通針通孔及微鉆研磨處理，直到通過(guò)氣流流量測(cè)試為止。

對(duì)應(yīng)用第1、2實(shí)施例制備涂層的渦輪葉片組件和經(jīng)過(guò)通孔的采用傳統(tǒng)工藝制備的渦輪葉片組件進(jìn)行稱(chēng)重。結(jié)果表明，第1項(xiàng)實(shí)施例制備涂層的渦輪葉片組件增重為53.3克，第2項(xiàng)實(shí)施例制備涂層的渦輪葉片組件增重為31.7克，傳統(tǒng)工藝制備的渦輪葉片組件增重132.2克。

然后對(duì)這三種葉片進(jìn)行了耐久循環(huán)實(shí)驗(yàn)的測(cè)試。所謂耐久循環(huán)，這里是指一個(gè)耐久循環(huán)對(duì)應(yīng)于一般艦用燃?xì)廨啓C(jī)的運(yùn)行周期，包括燃?xì)廨啓C(jī)空轉(zhuǎn)、加速運(yùn)轉(zhuǎn)、最大功率運(yùn)轉(zhuǎn)、推力反向等全過(guò)程。此外為了綜合考慮抗高溫氧化性能和抗熱腐蝕性能，實(shí)驗(yàn)臺(tái)的進(jìn)氣氣氛中摻入了一定量的堿金屬硫酸鹽和堿金屬氯化鹽，以達(dá)到加速熱腐蝕的目的。這些葉片在經(jīng)過(guò)713次的耐久循環(huán)實(shí)驗(yàn)后，本發(fā)明實(shí)施例1和實(shí)施例2制備的葉片組件整體未發(fā)現(xiàn)明顯的失效，陶瓷涂層無(wú)剝落，未包覆涂層的區(qū)域也未發(fā)現(xiàn)顯著的氧化或熱腐蝕。而其他那些由傳統(tǒng)工藝制備的葉片則出現(xiàn)較為嚴(yán)重的局部的熱腐蝕失效現(xiàn)象，葉片陶瓷層也有局部脫落。在進(jìn)行了902次耐久循環(huán)后，采用本發(fā)明實(shí)施例1方法制備涂層的渦輪葉片組件出現(xiàn)了局部熱腐蝕失效及陶瓷層部分脫落現(xiàn)象。在進(jìn)行了951次耐久循環(huán)后，采用本發(fā)明實(shí)施例2方法制備熱障涂層的渦輪葉片組件出現(xiàn)了局部熱腐蝕失效及陶瓷層部分脫落現(xiàn)象。

以上綜合測(cè)試證明，采用本發(fā)明制備的熱障涂具有較好的抗高溫氧化、抗熱腐蝕性能以及隔熱性能。并且，本發(fā)明對(duì)冷卻孔的位置和尺寸幾乎沒(méi)有損害，無(wú)需進(jìn)行后續(xù)的通孔處理，能最大限度保證進(jìn)葉片的氣膜冷卻效果。此外，本發(fā)明制備涂層的渦輪葉片組件的增重相對(duì)傳統(tǒng)工藝制備涂層的渦輪葉片組件的增重大大降低，從而降低了渦輪葉片組件長(zhǎng)期使用過(guò)程中出現(xiàn)蠕變失效的概率。因此，采用本發(fā)明制備熱障涂層的渦輪葉片能夠顯著提高燃?xì)廨啓C(jī)渦輪葉片組件的服役壽命。

以上的實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通工程技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變型和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求書(shū)確定的保護(hù)范圍內(nèi)。