一种热障涂层及其制备工艺

摘要

一种热障涂层及其制备工艺，该热障涂层由粘结层与陶瓷层构成，沿粘结层表面热生长氧化物层/陶瓷层界面朝向陶瓷层表面的方向上，陶瓷层由具有高抗断裂能力的抗断裂结构层和导热率低且应变协调能力高的隔热结构层构成。与传统热障涂层由于粘结层表面TGO附近区域开裂导致陶瓷涂层剥落的失效方式相比而言，本发明使TGO附近区域的陶瓷层中的薄弱环节得到强化，将开裂位置从TGO附近转移到更加远离TGO的陶瓷层内部。在改变断裂模式方面的这一重大发展，使热障涂层的寿命可以显著提高。此外，在陶瓷层的内部制备具有低的粒子结合率、呈现多孔且含有未熔粉末团的结构的陶瓷层，不仅可以协调陶瓷层的应力从而提高涂层寿命，还可以进一步提高涂层的隔热性能。

主权项

一种热障涂层，由粘结层与陶瓷层构成，其特征在于：沿与粘结层表面热生长氧化物层/陶瓷层界面垂直朝向陶瓷层表面的方向上，陶瓷层由粒子间结合好的具有高抗断裂能力的抗断裂结构层和粒子间结合差、抗断裂能力差但热导率低且应变协调能力强的隔热结构层构成；所述的抗断裂结构层与隔热结构层之间沉积有梯度结构层；所述的粘结层为能够生成保护性氧化膜的含铝高温合金或含铝金属间化合物或上述两种材料之一为基的复合材料所构成的涂层，且粘结层表面热生长氧化物层是粘结层材料的表面或其与陶瓷层的界面在高温服役过程中由于其中成分的氧化而形成并逐渐增厚生长的氧化物层；所述的抗断裂层或陶瓷层为具有良好隔热能力和抗高温烧结能力的掺杂的锆氧化物、六方铝氧化物或镧氧化物陶瓷材料涂层，其中抗断裂结构层的厚度为5~100μm、隔热结构层的厚度为50~500 μm。