[发明专利]一种大气下气液共沉积热障涂层及其快速制备方法

权利要求书

1.一种大气下气液共沉积热障涂层的快速制备方法，其特征在于，所述方法应用于等离子制备系统中，所述等离子制备系统包括待喷涂涂层的基体，夹持所述基体的基体控制单元，以及位于所述基体正上方的等离子产生单元，所述等离子产生单元分别与射流稳定控制单元和送粉控制单元连接；所述方法包括：

将所述基体与所述基体控制单元固定；所述基体为细小精密的金属热端部件；

开启所述等离子产生单元，向所述基体喷射长度为300～900mm的等离子射流；

开启所述基体控制单元，控制所述基体在喷涂过程中的温度；

开启所述送粉控制单元，在大气条件下，将粒径为1～30μm的纳米软团聚YSZ粉末送入所述等离子射流；

开启射流稳定控制单元，控制所述等离子射流在所述基体的表面以预设的扫描速度和喷涂间隔做往复运动，以及控制所述等离子射流与基体之间的喷涂距离在130～300mm内；

依次关闭所述送粉控制单元、所述等离子产生单元和所述射流稳定控制单元，利用所述基体控制单元将喷涂涂层后的基体逐渐降温至室温，获得所述大气下气液共沉积热障涂层；

所述射流稳定控制单元在控制等离子射流的扫描速度和喷涂间隔的过程中，能控制等离子射流在大气环境中卷入的气体成份，并防止外界气流对等离子射流的扰动，维持所述纳米软团聚YSZ粉末在等离子射流中的加热和加速历程。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述等离子射流的工作气体为纯氮气，或氮气与氩气的混合气体。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述等离子产生单元发射所述等离子射流的额定功率为30kW，气流量为8.5L/min-15L/min，工作电流60A～165A，出口温度11000K，出口速度为1300m/s，工作噪音小于80dB。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述等离子产生单元通过调节气流量和输出功率对所述等离子射流的射流长度进行控制。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述送粉控制单元包括震动装置，所述震动装置与所述等离子产生单元连接；其中，所述震动装置具有固定的震动频率，用于控制送入所述等离子射流的纳米软团聚YSZ粉末的送粉率。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述等离子制备系统还包括等离子发生器循环水装置，所述等离子发生器循环水装置用于对所述等离子产生单元进行降温。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基体为奥氏体不锈钢，镍基高温合金，耐热铬镍铁合金或钴基沉淀硬化型定向凝固柱晶高温合金。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，向所述基体发射等离子射流之前，所述方法包括：

对所述基体进行喷砂处理；

使用超音速火焰向喷砂处理后的所述基体喷涂粘结层CoNiCrAlY，喷涂厚度150μm。

9.一种大气下气液共沉积热障涂层，其特征在于，所述热障涂层基于权利要求1～8所述的任意一项方法制得，该热障涂层顶面为均匀分布的多岛状团聚凸起结构，横截面为准柱状结构，掰断面为层状结构和团簇结构的混合沉积形貌。