[发明专利]止裂抗剥落仿生堤坝结构梯度涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种止裂抗剥落仿生堤坝结构梯度涂层，用于热障涂层，其特征在于：包括表面陶瓷层（1）、金属粘结层（3）和环形堤坝结构体（2），所述表面陶瓷层（1）设有三个大小不同的环形堤坝结构体（2），所述三个环形堤坝结构体（2）的横截面为倒抛物线形，三个环形堤坝结构体同心且深度为100μm～350μm，三个环形堤坝结构体的宽度为1mm～3mm，相邻环形堤坝结构体间距为1mm～4mm；最内侧的环形堤坝结构体距圆形试样中心距离为1mm～4mm，最外侧的环形堤坝结构体距圆形试样外缘的距离为1mm～3mm，且热障涂层中所有环形堤坝结构体的表面积之和占热障涂层表面的10%～70%；所述环形堤坝结构体（2）的材料由7wt.%Y₂O₃部分稳定的ZrO₂（7YSZ）和二硅化钼组成，且由内至外堤坝结构体中二硅化钼所占质量百分比依次为5%～10%，10%～15%，15%～20%。

2.根据权利要求1所述的止裂抗剥落仿生堤坝结构梯度涂层的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一、对基体（4）表面进行清洗和喷砂处理；

步骤二、在基体表面制备热喷涂态的热障涂层，该热障涂层包括表面陶瓷层（1）和金属粘结层（3），在制备热障涂层时，先在基体（4）表面制备金属粘结层（3），然后在金属粘结层（3）上制备表面陶瓷层（1）；

步骤三、对热障涂层进行预热处理；

步骤四、利用激光技术，在表面陶瓷层上制备环形堤坝结构体（2），三个环形堤坝结构体同心且深度为100μm～350μm，三个环形堤坝结构体的宽度为1mm～3mm，相邻环形堤坝结构体间距为1mm～4mm；最内侧的环形堤坝结构体距圆形试样中心距离为1mm～4mm，最外侧的环形堤坝结构体距圆形试样外缘的距离为1mm～3mm，且热障涂层中所有堤坝结构体的表面积之和占热障涂层表面的10%～70%。

3.根据权利要求2所述的止裂抗剥落仿生堤坝结构梯度涂层的制备方法，其特征在于：步骤三所述的对热障涂层进行预热处理的加热温度在500℃～700℃。

4.根据权利要求2所述的止裂抗剥落仿生堤坝结构梯度涂层的制备方法，其特征在于：步骤四所述的激光技术中，激光器采用额定功率为800W～1000W的Nd：YAG固体激光器，该激光器的电流为60A～200A，脉宽为1ms～10ms，频率为1Hz～20Hz，扫描速度为1mm/s～5mm/s，相邻激光辐射区搭接率为10%～50%。

5.根据权利要求2所述的止裂抗剥落仿生堤坝结构梯度涂层的制备方法，其特征在于：由内至外环形堤坝结构体中二硅化钼所占质量百分比依次为5%～10%，10%～15%，15%～20%。

6.根据权利要求2所述的止裂抗剥落仿生堤坝结构梯度涂层的制备方法，其特征在于：所述的金属粘结层（3）采用低温超音速火焰喷涂的方法制成，且金属粘结层厚度为50μm～120μm。

7.根据权利要求2所述的止裂抗剥落仿生堤坝结构梯度涂层的制备方法，其特征在于：所述的表面陶瓷层（1）采用大气等离子喷涂的方法制成，且表面陶瓷层厚度为150μm～400μm。