[发明专利]热障涂层激光复合等离子喷涂制备方法

权利要求书

1.热障涂层激光复合等离子喷涂制备方法，其特征在于，采用脉冲激光清洗、毛化与等离子 喷涂技术相结合的复合工艺制备具有高结合强度的高性能热障涂层，延长其使用寿命；步 骤为：

1)将待处理材料采用线切割切成所需尺寸；

2)将切好的材料表面依次用100#、400#、600#、800#、1000#、1200#砂纸进行打磨；

3)将打磨后的材料表面在氮气或氩气保护下采用脉冲激光清洗；

4)将清洗后的材料表面在真空或氩气保护下进行激光毛化处理，粗化材料表面；

5)将喷涂材料粉装入送粉器，并将粗化后的材料固定在转台上，通过真空等离子喷涂工 艺制备热障涂层；或先制备中间粘结层，然后重复步骤3)和4)中的清洗与毛化工 艺，再通过真空等离子喷涂工艺制备热障涂层。

2.根据权利要求1所述的热障涂层激光复合等离子喷涂制备方法，其特征在于，所述的待处 理材料为镍基高温合金或钛基高温合金或钕铁硼永磁合金。

3.根据权利要求1所述的热障涂层激光复合等离子喷涂制备方法，其特征在于，所述的脉冲 激光清洗工艺采用调Q Nd:YAG激光器，具体工艺参数为：激光能量密度10mJ/cm²～50 mJ/cm²，脉宽5ns～10ns，波长266nm～1064nm，重复频率10Hz，入射角度10°～90°。

4.根据权利要求1所述的热障涂层激光复合等离子喷涂制备方法，其特征在于，所述的激光 毛化工艺采用Nd:YAG脉冲激光器，具体工艺参数为：激光能量密度0.5kJ/cm²～5kJ/cm²， 脉宽0.2ms～1ms，离焦量-0.5mm～4.5mm，扫描速度2mm/s～10mm/s，辅助气体氮气或 氩气，压力0.5MPa～5MPa。

5.根据权利要求1所述的热障涂层激光复合等离子喷涂制备方法，其特征在于，所述的热障 涂层为氧化物稳定的ZrO₂，其中，氧化物为Y₂O₃、Al₂O₃、MgO、CaO、Gd₂O₃中的一种 或几种，质量百分比为0.1％～10％；或RE₂M₂O₇，其中，RE为稀土金属元素La、Ce、Pr、 Nd、Gd、Y、Dy、Tb、Ho、Er中的一种或几种，M为金属Zr、Ce中的一种或几种；或 AZrO₃，其中，A为碱土金属元素Ca、Sr、Ba、Mg中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的热障涂层激光复合等离子喷涂制备方法，其特征在于，所述的中间 粘结层为NiCrAlY。

7.根据权利要求1所述的热障涂层激光复合等离子喷涂制备方法，其特征在于，所述的热障 涂层与中间粘结层粉的颗粒尺寸为20nm～100μm。

8.根据权利要求1所述的热障涂层激光复合等离子喷涂制备方法，其特征在于，所述的等离 子喷涂工艺参数为：电弧电流500A～600A，电弧电压50V～80V，喷涂距离70mm～100 mm，喷涂速度25mm/s～35mm/s，主气Ar流量45dm³/min～80dm³/min，次气H₂流量4.5 dm³/min～8dm³/min，送粉气Ar流量2.5dm³/min～3.5dm³/min，送粉速度25g/min～40g/min。