[发明专利]一种扩散障材料的应用、高温涂层及其制备方法与应用、一种燃机热端部件

说明书

本发明提供了一种扩散障材料的应用、高温涂层及其制备方法与应用、一种燃机热端部件，属于高温防护涂层技术领域。上述扩散障材料的成分包括MeSi₂，Me包括Cr或Mo。该扩散障材料的晶体结构致密、抗高温氧化性能好，与基材间有良好的热膨胀匹配性。高温涂层包括外层和具有扩散障材料的内层。此高温涂层能够抑制基体与涂层间合金组元互扩散，提高涂层抗高温氧化能力，同时避免互扩散导致基体力学性能降低，延长零件的服役寿命。其制备方法成熟可靠，重复性好，易于实现大面积工业化生产。上述扩散障材料和高温涂层均可用于加工燃机热端部件，含有上述扩散障材料或高温涂层的燃机热端部件具有较长的服役寿命和较高的工作可靠性。

技术领域

本发明涉及高温防护涂层技术领域，具体而言，涉及一种扩散障材料的应用、高温涂层及其制备方法与应用、一种燃机热端部件。

背景技术

燃机热端部件在服役过程中承受高温、高压、高载荷耦合作用，必须采用高温防护涂层以满足其服役要求。抗高温氧化涂层在燃机热端部件的高温防护方面已经得到很好的应用。但是，当涂层长期暴露在高温氧化环境时，涂层中抗氧化性元素不断被消耗，最终引起性能退化而导致涂层失效。

鉴于此，特提出本申请。

发明内容

本发明的第一目的包括提供一种扩散障材料的应用，其可用于加工燃机热端部件。

本发明的第二目的包括提供一种含有上述扩散障材料的高温涂层，该高温涂层能够抑制基体与涂层间合金组元互扩散，提高涂层抗高温氧化能力，同时避免互扩散导致基体力学性能降低，延长零件的服役寿命。

本发明的第三目的包括提供一种上述高温涂层的制备方法，该方法简单，易操作，成熟可靠，重复性好，易于实现大面积工业化生产。

本发明的第四目的包括提供一种上述高温涂层在燃机热端部件加工中的应用。

本发明的第五目的包括提供一种含有上述扩散障材料的燃机热端部件。

本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的：

本发明提出一种扩散障材料的应用，该扩散障材料用于加工燃机热端部件。该扩散障材料的成分包括MeSi₂，其中，Me包括Cr或Mo。

本发明还提出一种高温涂层，包括内层和用于防护的外层，内层的制备材料包括扩散障材料。扩散障材料的成分包括MeSi₂，其中，Me包括Cr或Mo。

在一些实施方式中，外层的成分包括Ni、Co、Cr、Al、Y、Hf、Si、Nb、Ta、La、Re、Ru和Pt中的至少两种。

在一些实施方式中，按质量百分数计，外层的成分包括5-55％的Al、不超过65％的Ni、不超过65％的Co、不超过35％的Cr、不超过3％的Y、不超过3％的Hf、不超过5％的Si、不超过5％的Nb、不超过5％的Ta、不超过5％的La、不超过3％的Re、不超过3％的Ru以及不超过2％的B。

在一些实施方式中，外层包括PtAl涂层、NiAlRe涂层、AlSiY涂层、NiCrAlY涂层、CoCrAlY涂层、NiAlPtNb涂层、NiAlHfRu涂层、CoCrAlYSi涂层、NiCoCrAlYTa涂层、NiCrAlYLaB涂层、NiCoCrAlYHf涂层或NiCoCrAlYTaRe涂层。

在一些实施方式中，内层的总厚度为0.5-10μm。

在一些实施方式中，外层的总厚度为10-100μm。

在一些实施方式中，高温涂层还包括陶瓷层，陶瓷层设置于外层的外表面。

在一些实施方式中，陶瓷层包括LaCeO层或YSZ层。

在一些实施方式中，陶瓷层的厚度为100-500μm。