[发明专利]一种碱土金属离子掺杂稀土钽酸盐或铌酸盐热障涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种碱土金属离子掺杂稀土钽酸盐或铌酸盐热障涂层，其特征在于：该涂层为多元梯度涂层，包括两种以上不同陶瓷组份，且至少有一种以上的陶瓷组份的体积分数沿涂层梯度连续递增或递减的变化，该涂层中陶瓷组份的化学通式为RE_1-xM¹_xM²O_4-x/2，其中，0x1，M¹为Mg、Ca、Sr或Ba元素中的一种；M²为Ta或Nb元素；所述多元梯度涂层的厚度为200~300μm；所述稀土钽酸盐或铌酸盐粉末的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：按照结构式为RE_1-xM¹_xM²O_4-x/2取RE₂O₃和M¹CO₃粉末溶入浓硝酸中，使pH值低于1.5，将M²OCl₃溶液逐滴加入，并不断搅拌，同时加入氨水使体系pH稳定在9~10，在水浴环境内继续搅拌，用无水乙醇或去离子水先后洗涤沉淀，直至pH=7，将得到的滤饼置于烘箱内烘干，然后过筛并在中温环境下进行烧结，将烧结后的粉末再次过筛备用；

步骤2：将步骤1所制备的粉末与其质量不低于30wt.%的水混合获得浆料A，将浆料A与粘结剂以及聚乙二醇、正辛醇、增粘剂和增孔剂混合获得浆料B，再将浆料B送入离心喷雾干燥机对其进行离心喷雾造粒，得到粉体颗粒尺寸为20-70μm的球形碱土金属离子掺杂稀土钽酸盐或铌酸盐陶瓷粉末；

所述步骤1中M²OCl₃溶液的滴加速度为200~400 mL/min，水浴温度为50~100℃ ，搅拌时间为30~120 min，烘干温度为80~120℃ ，时间为5~10 h；中温烧结温度为900-1100℃ ，时间为3-5 h，所用筛子为300~500目。

2.根据权利要求1所述的一种碱土金属离子掺杂稀土钽酸盐或铌酸盐热障涂层，其特征在于：所述多元梯度涂层的梯度层数n为6~21层。

3.根据权利要求1所述的一种碱土金属离子掺杂稀土钽酸盐或铌酸盐热障涂层，其特征在于：步骤2中，粘结剂含量为0.5~3wt.%，添加剂含量为0.1~1wt.%，浆料B的进料速度控制在300~500 mL/h，喷雾离心速度为8000~10000 r/min。

4.一种制备如权利要求2所述的碱土金属离子掺杂稀土钽酸盐或铌酸盐热障涂层的方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：取两种以上不同RE_1-xM¹_xM²O_4-x/2陶瓷粉末混合成n份混合陶瓷粉体，n份混合陶瓷粉体中至少一种以上的钽酸盐陶瓷组份的体积分数为连续递增或递减的变化；

步骤2：将步骤1得到的n份混合陶瓷粉体依次沉积到基体材料上得到多元梯度的碱土金属掺杂稀土钽酸盐或铌酸盐热障涂层。

5.根据权利要求4所述的一种碱土金属离子掺杂稀土钽酸盐或铌酸盐热障涂层，其特征在于：所述步骤2中在基体材料表面预先沉积厚度为100~200μm的金属粘结层，金属粘结层的成分为MCrAlY，其中M为Ni或Co。

6.根据权利要求4所述的一种碱土金属离子掺杂稀土钽酸盐或铌酸盐热障涂层，其特征在于：所述步骤2中采用APS、HVOF、EB-PVD或者超音速电弧喷涂法进行涂层沉积处理。