一种镍合金基体表面热障涂层及制备方法

摘要

一种镍合金基体表面热障涂层，包括微晶玻璃粘结层和陶瓷表层，所述微晶玻璃粘结层及所述陶瓷表层分别由微晶玻璃粉末及稀土锆酸盐粉末通过料浆喷涂沉积在镍合金基体表面。本发明采用与基体有着良好结合的微晶玻璃作为粘结层，可有效提高涂层的抗热震性能；以稀土锆酸盐为表层材料，使涂层具有更好的隔热和抗氧化性能。通过调整料浆喷涂工艺参数可以方便的调整涂层的厚度，以使涂层的强度与厚度达到良好的比例，适应不同的服役环境条件。本发明工艺方法简单，操作简便，制备的涂层具有良好的抗热震性能、隔热和抗氧化性能，可大幅降低生产成本，适用于现代航空发动机、航天器和火箭发动机以及舰艇和工业燃气轮机的关键热端部件的表面处理。

主权项

1.一种镍合金基体表面热障涂层的制备方法，所述镍合金基体表面热障涂层，包括玻璃粘合层和陶瓷表层，所述玻璃粘合层按重量百分比由下述组分组成：所述陶瓷表层材料为锆酸盐La₂Zr₂O₇、La_1.7Nd_0.3Zr₂O₇或La_1.7Nd_0.3(Zr_0.85Ce_0.15)₂O₇中的一种；其制备方法包括以下步骤：第一步：微晶玻璃粉料浆的制备取按玻璃的目标成分制备的过325目筛的微晶玻璃粉末、聚乙烯醇加入去离子水中，超声震荡分散0.5h～1h，得到微晶玻璃粉料浆，备用；所述料浆中微晶玻璃粉末浓度为50～150g·L^-1、聚乙烯醇浓度为5-15g·L^-1；第二步：锆酸盐粉末料浆的制备取过325目标准筛的锆酸盐粉末加入去离子水中，控制锆酸盐粉末的浓度为80～200g·L^-1，加入粘结剂聚乙烯醇，浓度为10-20g·L^-1，按所加入的锆酸盐粉末的质量的0.5%-1.5%加入CuO-16.7wt.%TiO₂复合粉末，作为锆酸盐的烧结助剂，超声震荡分散0.5h～1h，得到锆酸盐粉末料浆；第三步：镍合金基体表面前处理镍合金基体表面除油、喷砂、水洗，烘干；第四步：镍合金基体表面微晶玻璃涂层的制备将第一步所得微晶玻璃粉料浆喷涂沉积到第三步所得镍合金基体上，烘干，得到微晶玻璃涂层，然后，加热至1200～1300℃保温5～10min，出炉，空冷至室温后，再加热至900-1000℃下保温30-90min，得到微晶玻璃涂层；第五步：锆酸盐陶瓷层的制备将第二步所得锆酸盐粉末料浆喷涂到第四步得到的微晶玻璃涂层表面，烘干，得到陶瓷涂层；然后，加热至1000℃～1200℃，升温速度为1℃/min～10℃/min，保温时间为4～6h，随炉冷却，即得到镍合金基体表面涂覆有微晶玻璃涂层、陶瓷涂层的镍合金基体表面热障涂层。