[发明专利]一种陶瓷纤维/晶须强化复合热障涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种陶瓷纤维/晶须强化复合热障涂层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，制备陶瓷纤维/晶须与陶瓷基材料的复合粉体，陶瓷纤维/晶须在复合粉体中的质量比为31％-95％；

步骤2，以步骤1得到的复合粉体为原料，采用等离子喷涂或激光熔覆的方法使得陶瓷纤维/晶须均匀弥散地分布于制备得到的涂层之中，从而得到陶瓷纤维/晶须增韧复合热障涂层；

采用等离子喷涂时，调节等离子喷涂电流为312-814A，主气为35.3-75.0slpm；采用激光熔覆时，输出功率选择为0.5-10kW。

2.根据权利要求1所述的一种陶瓷纤维/晶须强化复合热障涂层的制备方法，其特征在于，步骤2中采用等离子喷涂时，调节等离子喷涂电压为72.6-133V、辅气通量为11.8-27.0slpm、喷涂距离为70-110mm、送粉率为30-40g·min^-1，辅气采用氢气。

3.根据权利要求1所述的一种陶瓷纤维/晶须强化复合热障涂层的制备方法，其特征在于，步骤2中采用激光熔覆时，扫描速度选择为2-20mm/s，光斑直径为1.8-5.0mm。

4.根据权利要求1所述的一种陶瓷纤维/晶须强化复合热障涂层的制备方法，其特征在于，所述的陶瓷纤维/晶须材料包括碳化硅、氮化硅、氧化锆、氧化铝或莫来石中的任意一种。

5.根据权利要求1所述的一种陶瓷纤维/晶须强化复合热障涂层的制备方法，其特征在于，所述的陶瓷基材料包括氧化钇含量为2-6mol％的氧化钇部分稳定二氧化锆、稀土锆酸盐、铈酸镧、LaMgAl₁₁O₁₉、Y₃Al₅O₁₂及Pr₂O₃中的任意一种。

6.根据权利要求1所述的一种陶瓷纤维/晶须强化复合热障涂层的制备方法，其特征在于，制备陶瓷纤维/晶须与陶瓷基材料的复合粉体时，采用喷雾干燥方法，具体包括如下步骤，

步骤a1，用聚乙烯醇制备出质量分数为2％的粘结剂溶液，分别将呈纳米粉体的陶瓷基材料与粘结剂溶液充分混合，并在磁力搅拌器上搅拌均匀得到浆料，向混合均匀的浆料中加入质量分数为1-5％的聚乙烯作为分散剂，使粉体充分分散，然后加入纤维/晶须，制得陶瓷纤维/晶须浆料；

步骤a2，将步骤a1中的陶瓷纤维/晶须浆料通过喷雾干燥设备，并调节进料速度为20-50ml/min，进料温度为20-80℃，进口温度130-200℃，获得陶瓷纤维/晶须与陶瓷基材料的复合粉体；其中陶瓷纤维/晶须在复合粉体中的含量为1％-95％。

7.根据权利要求1所述的一种陶瓷纤维/晶须强化复合热障涂层的制备方法，其特征在于，制备陶瓷纤维/晶须与陶瓷基材料的复合粉体时，采用烧结破碎的方法，具体包括如下步骤，

步骤b1，将呈纳米粉体的陶瓷纤维/晶须和陶瓷基材料放入行星球磨机中充分混合，然后加入质量分数为1-5％的聚乙烯醇溶液搅拌均匀后进行恒温干燥1-10h，在1000℃-1700℃真空或氩气保护下烧结0.5-5h后冷却至室温，最后破碎过筛，取直径为10-60μm的粉体备用；

步骤b2，将步骤b1中制得的粉体材料过筛，筛选出直径为40-60μm的粉体材料，将筛选出的粉体材料在200℃的温度下保温2h，去除其中含有的聚乙烯醇及多余的杂质，使得陶瓷纤维/晶须均匀分布在复合粉体中，获得陶瓷纤维/晶须与陶瓷基材料的复合粉体；其中陶瓷纤维/晶须在复合粉体中的含量为1％-95％。

8.由权利要求1-7中任意一项所制备的一种陶瓷纤维/晶须强化复合热障涂层，复合热障涂层中纤维/晶须作为强化相，分布于已凝固的熔融陶瓷液滴的相邻摊片中以及相邻摊片的片层间未结合区域中。