一种耐烧结热障陶瓷涂层结构的制备方法

摘要

本发明涉及一种耐烧结热障陶瓷涂层结构的制备方法，包括电泳沉积用悬浊液配置、电泳涂层制备、相转化涂层浆料配置、相转化涂层制备及烧结等步骤，根据非溶剂致相分离原理和浸渍法在高温合金表面制备具有非对称结构的多孔陶瓷涂层，分两步在空气和氩气气氛下对涂层进行烧结，得到具有非对称结构的热障涂层。与现有技术相比，本发明制备热障涂层具有工艺简单、微观结构稳定、耐烧结、耐热震性能良好，能够对复杂形状和非对称几何表面制备涂层，易于大批量工业化生产。与现有技术相比，本发明具有等优点。

主权项

一种耐烧结热障陶瓷涂层结构的制备方法，其特征在于，该方法采用以下步骤：(1)电泳沉积用悬浊液配置：将YSZ和氧化铁粉体球磨混合均匀，然后将YSZ/Fe₂O₃粉体置于溶剂中，控制粉体在溶剂中的质量浓度为40～100kg/m³，调节pH值以调节YSZ颗粒在形成的悬浊液中的表面电荷，以阻止YSZ颗粒团聚；(2)电泳涂层制备：使用超声搅拌仪搅拌悬浊液2～20min，然后进行沉积处理，沉积过程中阳极采用石墨板，阴极采用目标高温合金Fecralloy，经过1～10min的电泳沉积，在Fecralloy金属表面得到电泳沉积YSZ陶瓷层，再将得到电泳沉积YSZ陶瓷层样品放入马弗炉中烧结，烧结完成后得到的Fecralloy合金表面电泳沉积陶瓷涂层厚度为80～120μm；(3)相转化涂层浆料配置：涂层浆料由溶质和溶剂配制而成，溶质由YSZ/Fe₂O₃陶瓷粉体、聚合物组成，在溶剂先加入聚合物，充分搅拌溶解均匀后加入陶瓷粉体，继续搅拌均匀后的浆料进行除气，得到制备热障陶瓷涂层的浆料；(4)相转化涂层制备：将步骤(2)得到的陶瓷涂层浸渍到浆料中，浸渍5～20min后取出样品，放入去离子水槽中20～60min，完成相转化固化过程，然后在空气中通风干燥12～24h，在陶瓷涂层的表面形成相转化涂层；(5)烧结：将步骤(4)得到的样品放入气氛炉中烧结，然后随炉冷却至室温，得到具有非对称结构的热障陶瓷涂层；步骤(3)中所述的溶剂为N‑甲基‑2‑吡咯烷酮，所述的聚合物选自聚醚砜或聚砜中的一种或两种，步骤(5)中的烧结分两个阶段进行：首先烧结气氛炉不通保护气体，样品在空气气氛中快速升温至500～700℃，保温0.5～1小时；然后对烧结炉抽真空至10^‑2Pa，通入纯度99.999％的氩气保护，炉子升温至1100～1200℃，保 温1～2小时。