一种化学镀YSZ纤维掺杂粘结层的热障涂层的制备方法

摘要

一种化学镀YSZ纤维掺杂粘结层的热障涂层的制备方法，涉及一种热障涂层的制备方法。本发明是为解决传统热障涂层在热循环工作过程中，由于粘结层与工作层的热匹配性能不够好，热生长氧化物在粘结层/工作层界面不断生长产生裂纹导致涂层失效，提出了在粘结层中掺杂YSZ纤维提高其性能，但原始YSZ纤维与金属基的润湿性较差，直接掺杂会导致纤维不能在粘结层中良好分散的技术问题。本发明的方法为：一、通过纤维活化，解胶，干燥，化学镀镍，水洗，干燥六个步骤得到化学镀的纤维；二、制备复合粘结层喷涂材料；三、将复合粘结层喷涂材料喷涂在预处理过的基体金属表面，然后喷涂一层YSZ工作层，即得。本发明应用于复合材料领域。

主权项

一种化学镀YSZ纤维掺杂粘结层的热障涂层的制备方法，其特征在于一种化学镀YSZ纤维掺杂粘结层的热障涂层的制备方法是按以下步骤进行的：一、称取60g～80g的氯化亚锡，100mL～300mL的质量浓度为37％的浓盐酸和5g～15g的三水合锡酸钠，配制成活化液A；二、称取1g～3g的氯化钯、100mL～300mL的质量浓度为37％的浓盐酸、200mL的去离子水和1g～5g的氯化亚锡，配制成活化液B；三、将步骤一得到的活化液A倒入步骤二得到的活化液B中并稀释至1L，然后在温度为60℃～70℃下保温4h～6h，得到活化液；四、将长度为50μm～100μm的YSZ纤维加入步骤三得到的活化液中活化，活化温度为50℃～60℃，活化时间为0.5h～1h，采用恒温磁力搅拌机的中速进行搅拌，得到活化后的YSZ纤维；所述的YSZ纤维在活化液中的浓度为80g/L～140g/L；五、配制质量浓度为10％的盐酸水溶液，得到解胶液，然后将步骤四得到的活化后的YSZ纤维放入解胶液中解胶，解胶温度为15℃～30℃，解胶时间为4min～10min，采用恒温磁力搅拌机的中速进行搅拌，得到解胶后的YSZ纤维；所述的活化后的YSZ纤维在解胶液中的浓度为80g/L～140g/L；六、将步骤五得到的解胶后的YSZ纤维放入干燥箱中干燥，干燥温度为60℃～80℃，干燥时间为16h～24h，得到干燥后的YSZ纤维；七、称取50g～80g的醋酸镍、20g～40g的EDTA、40mL～80mL的乳酸、50mL～100mL的水合肼和15g～50g的氢氧化钠，然后用去离子水溶解后定容至1L，得到化学镀液；八、将步骤六中得到的干燥后的YSZ纤维加入步骤七得到的化学镀液中进行化学镀镍，化学镀镍温度为50℃～90℃，化学镀镍时间为0.5h～1h，采用磁力搅拌机的中速进行搅拌，得到化学镀镍后的YSZ纤维；所述的干燥后的YSZ纤维在化学镀液中的浓度为10g/L～50g/L；九、将步骤八得到的化学镀镍后的YSZ纤维在超声波清洗仪中水洗10min，然后放入干燥箱中干燥，干燥温度为60℃～80℃，干燥时间为8h～16h，得到化学镀的YSZ纤维；十、将粒径为20μm～120μm的粘结层材料与步骤九得到的化学镀的YSZ纤维按质量比为10:1混合，然后加入乙醇，在球料比为1:1的条件下球磨2h，然后将球磨后的复合粉体放入干燥箱中，在温度为80℃～110℃下干燥2h～5h，然后将干燥后的复合粉体喷雾干燥造粒，使得其粒径为20μm～120μm，得到复合粘结层喷涂材料；十一、将基体金属放入乙醇中超声除油后喷涂一层SiO₂过渡层，得到预处理过的基体金属；十二、采用高速火焰喷涂法在步骤十一得到的预处理过的基体金属表面喷涂一层步骤十得到的复合粘结层喷涂材料，得到厚度为30μm～80μm的粘结层；十三、采用等离子喷涂法在步骤十二得到的厚度为30μm～80μm的粘结层上继续喷涂一层厚度为200μm～300μm的YSZ工作层，即得到化学镀YSZ纤维掺杂粘结层的热障涂层。