[发明专利]一种抗烧结长寿命双层梯度结构热障涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种抗烧结长寿命双层梯度结构热障涂层的制备方法，其特征在于，该制备方法制备的热障涂层包括自下至上依次设置的增韧层（3）和隔热层（4）；所述增韧层（3）包括若干层第一片层单元（5）；所述隔热层（4）包括自下至上依次设置的N个亚层，N个亚层包括自下至上依次设置的第一亚层至第N亚层，N为2～20内的自然数，不同亚层的厚度与其热导率的比值相等，且第一亚层（41）至第N亚层的热导率等差递减；每个所述亚层包括交替设置的第一涂层和第二涂层，所述第一涂层包括若干层第二片层单元（6），所述第二涂层包括若干间隔设置在第一涂层上的第三片层单元（7）；所述亚层的底层为第一涂层，亚层中非底层的第一涂层覆盖其下方的第一涂层和第三片层单元（7）；亚层第一片层单元（5）和第二片层单元（6）的片层致密度均大于90%，亚层第三片层单元（7）的片层致密度小于60%；

所述制备方法包括以下步骤：

步骤1，在基体（1）上采用热喷涂的方法沉积100微米～150微米金属粘结层（2）；

步骤2，在金属粘结层（2）上沉积第一热障涂层材料，形成增韧层（3）；

步骤3，采用混合喷涂的方法在增韧层（3）上依次沉积隔热层（4）的N个亚层，并通过喷涂参数的调整，使不同亚层的厚度与其热导率的比值相等，且亚层的热导率由第一亚层（41）向第N亚层等差递减；

其中，每个亚层的制作过程相同，均包括以下步骤：步骤3.1、沉积第二热障涂层材料，形成第一涂层；步骤3.2、在第一涂层上喷涂第三热障涂层材料粉末的悬浮液，形成第二涂层；步骤3.3，重复步骤3.1～步骤3.2，直至达到各亚层的设计厚度。

2.根据权利要求1所述的一种抗烧结长寿命双层梯度结构热障涂层的制备方法，其特征在于，步骤3中所述的喷涂参数的调整具体为改变第二热障涂层材料的喷涂距离，喷涂距离范围为60 mm～150mm。

3.根据权利要求1所述的一种抗烧结长寿命双层梯度结构热障涂层的制备方法，其特征在于，步骤2中，在沉积第一热障涂层材料的过程中预热基体温度至300℃～500℃；步骤3中，在沉积的过程中控制基体温度不超过200℃。

4.根据权利要求1所述的一种抗烧结长寿命双层梯度结构热障涂层的制备方法，其特征在于，所述增韧层（3）的厚度占增韧层（3）和隔热层（4）总厚度的10%～50%。

5.根据权利要求1所述的一种抗烧结长寿命双层梯度结构热障涂层的制备方法，其特征在于，所有所述第三片层单元（7）的体积含量为所有第二片层单元（6）和所有第三片层单元（7）总体积的10%～50%。

6.根据权利要求1所述的一种抗烧结长寿命双层梯度结构热障涂层的制备方法，其特征在于，所述增韧层（3）内第一片层单元（5）的层间结合率不低于50%；所述隔热层（4）内所有亚层相邻第二片层单元（6）的层间结合率小于或等于50%。

7.根据权利要求1所述的一种抗烧结长寿命双层梯度结构热障涂层的制备方法，其特征在于，所述增韧层（3）由第一热障涂层材料制成，所述隔热层（4）的第一亚层（41）的热导率小于或等于第一涂层所用的第二热障涂层材料本征热导率的60%。

8.根据权利要求1所述的一种抗烧结长寿命双层梯度结构热障涂层的制备方法，其特征在于，所述增韧层（3）中，相邻两层第一片层单元（5）之间具有第一层间微孔隙（81），同一层第一片层单元（5）之间具有第一层内微裂纹（91）；所述隔热层（4）的亚层中，相邻两层第二片层单元（6）之间具有第二层间微孔隙（82），同一层第二片层单元（6）之间具有第二层内微裂纹（92）。

9.根据权利要求1所述的一种抗烧结长寿命双层梯度结构热障涂层的制备方法，其特征在于，N个亚层的热导率的递减公差为0.1 W/（m·K）～0.5W/（m·K）。