一种用电子束物理气相沉积粘结层成分连续变化的梯度热障涂层的方法

摘要

本发明公开了一种用电子束物理气相沉积粘结层成分连续变化的梯度热障涂层的方法，它是在金属表面镀上一层粘结层材料和陶瓷层材料。该方法制备得到的热障涂层由粘结层和陶瓷层组成，通过控制蒸发沉积工艺参数使与陶瓷层相邻的粘结层的过渡层的铝含量呈梯度上升，铝含量的上升提高了粘结层的抗长时间高温氧化腐蚀的能力，有效地提高了在高温环境下热障涂层服役寿命。

主权项

1、一种用电子束物理气相沉积粘结层成分连续变化的梯度热障涂层的方法，其特征在于：包含下列步骤，(1)准备粘结层料棒，备用粘结层材料为镍、钴、铬、铝、钇，其重量百分比组份为40～60％的镍，18～22％的钴、19～25％的铬、6～8％的铝、0.07～1.5％的钇，上述各成分总量为100％；准备陶瓷层料棒，备用陶瓷层材料为氧化钇稳定的氧化锆；(2)准备基板材料，备用；(3)将粘结层料棒、陶瓷层料棒各取一根分别放置在坩埚中；(4)将基板安装在旋转基板架上；(5)将全真空室抽至所需真空度～10-4Pa；(6)设定旋转基板架所需旋转的速度10～20rpm，并用电子束加热基板600～900℃，电子束电压17～19kV；(7)预蒸发粘结层料棒，并调节电子束流1.4～1.8A、料棒上升速率0.8～1.0mm/min，控制蒸发量；(8)拉开挡板，进行蒸发沉积粘结层蒸发沉积粘结层，电子束电流为1.4～1.8A，料棒上升速率1.2～1.6mm/min；根据涂层厚度对粘结层厚度的要求当蒸发到粘结层总厚度的2/3时调节电子束电流由原来的1.8A逐渐变化至0.8A，变化速率：0.2～0.3A/min，开始沉积粘结层的过渡层；(9)粘结层沉积结束，对粘结层进行真空热处理：温度1000～1100℃，时间2～6hrs；(10)蒸发沉积陶瓷层，电子束电流为1.4～1.8A，料棒上升速率1.2～1.6mm/min；进行真空热处理：温度1000～1100℃，时间2～6hrs；(11)关闭设备，取出热障涂层材料，制备结束。