[发明专利]一种航空发动机叶片高性能热障涂层及多工艺组合制备方法

权利要求书

1.一种航空发动机叶片高性能热障涂层，其特征在于，所述的高性能热障涂层包括NiCoCrAlY粘结层、NiCoCrAlY重熔层和YSZ陶瓷面层，所述的NiCoCrAlY粘结层厚度约40~70μm，所述的NiCoCrAlY重熔层厚度约5~15μm，所述的YSZ陶瓷面层厚度约200~300μm。

2.根据权利要求1所述的热障涂层，其特征在于，所述的重熔层表面十分光滑且组织致密细小，所述的YSZ陶瓷层在重熔层表面沉积后，界面柱状晶生长具有形貌遗传继承效应，高能态重熔层表面能够增加原子形成率，细化界面晶粒，有效提高电子束物理气相沉积方法制备的陶瓷层沉积质量及界面结合强度。

3.根据权利要求1所述的热障涂层，其特征在于，所述的陶瓷层/重熔层界面处呈现十分均匀且平直的界面特征，在1000^oC、1100^oC及1200^oC高温下界面处均能快速形成连续、致密且单一的稳态生长的α-Al₂O₃保护膜。

4.一种权利要求1所述的航空发动机叶片高性能热障涂层的多工艺组合制备方法，其特征在于，结合电弧离子镀技术、脉冲电子束技术及电子束物理气相沉积技术三者相结合的方式来制备高性能热障涂层，包括以下步骤：

步骤S1，对航空发动机叶片用基料进行打磨、抛光及超声清洗；

步骤S2，采用电弧离子镀技术在步骤S1中预处理后的基材表面制备NiCoCrAlY粘结层；

步骤S3，对步骤S2中制备的NiCoCrAlY粘结层进行真空热处理；

步骤S4，采用脉冲电子束技术对步骤S3中热处理后的粘结层进行表面重熔处理；

步骤S5，采用电子束物理气相沉积技术在步骤S4中制备的重熔层表面沉积YSZ陶瓷层。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤S2中的NiCoCrAlY靶材中各成分质量百分比为Co：18~22%，Cr：25~30%，Al：8~12%，Y：0.5~1.0%，Ni：余量，粘结层制备厚度为40~70μm。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤S3中的真空热处理条件为：真空度≤10^-3Pa，900^oC保温4~6h。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤S4中的脉冲电子束辐照参数为：真空度P≤5×10^-3Pa，电子束能量为20~30KeV，能量密度为4~10J/cm²，轰击次数20~50次。