[发明专利]一种悬浮液、涂层的制备方法和热障涂层

说明书

本发明的目的是提供一种悬浮液的制备方法，包括：将铪的氧化物粉末、锆的氧化物粉末和Ta₂O₅粉末按照预设质量比进行混合，得到混合粉末；获取预设粒径的混合粉末；将所述原材料粉末与溶剂进行混合，得到预设固含量的Hf_xZr_6‑xTa₂O₁₇悬浮液，0≤X≤6；本发明制备出的涂层兼顾了EB‑PVD涂层高应变容限和APS涂层高隔热的优点，在提高涂层寿命的同时降低了热导率。

技术领域

本发明涉及一种新型热障涂层制备方法，特别是涉及一种悬浮液、涂层的制备方法和热障涂层。

背景技术

热障涂层的概念最早由美国太空总署(NASA)于1953提出，它是指将具有耐高温、低热导率、抗腐蚀和具有一定抗剥落能力的陶瓷涂层制备在发动机金属热端部件表面，结合成熟的内冷却技术，实现降低金属基底表面温度或提高发动机涡轮前燃气温度，从而提高发动机的服役寿命、推重比和热效率。目前成熟在用的热障涂层由陶瓷层(Ceramic TopCoating，简称TC)，粘结层(Bond Coating，简称BC)以及氧化层(Thermally Grown Oxide，简称TGO)组成，热障涂层的应用在提高发动机工作温度的同时，不仅能提高部件的抗腐蚀能力，而且可以减少燃油消耗，延长热端部件的使用寿命。因此，热障涂层技术已成为航空发动机热端部件热防护领域的关键技术之一。

随着科技不断发展突破，人们研制了7-8(wt.)％Y₂O₃稳定的ZrO₂陶瓷层(7YSZ)、MCrAlY中间过渡层、镍基高温合金基底的TBCs材料设计方案，但随着航空飞机推重比不断上升，传统YSZ材料已经承受不了高温需求，在长时间高温运转过程会出现相变引起的剥落失效，所以，发展新型涂层势在必行。

障涂层制备技术主要有大气等离子喷涂(APS)和电子束物理气相沉积(EB-PVD)等制备技术，采用APS方式制备Hf_xZr_6-xTa₂O₁₇涂层会存在成分偏析的缺点，采用EB-PVD制备Hf_xZr_6-xTa₂O₁₇涂层会存在效率低、成本高的问题。

发明内容

(一)发明目的

本发明的目的是提供一种悬浮液、涂层的制备方法和热障涂层，制备出的涂层兼顾了EB-PVD涂层高应变容限和APS涂层高隔热的优点，在提高涂层寿命的同时降低了热导率。

(二)技术方案

为解决上述问题，本发明提供了一种悬浮液的制备方法，包括：将铪的氧化物粉末、锆的氧化物粉末和Ta₂O₅粉末按照预设质量比进行混合，得到混合粉末；获取预设粒径的混合粉末；将所述原材料粉末与溶剂进行混合，得到预设固含量的Hf_xZr_6-xTa₂O₁₇悬浮液，0≤X≤6。

可选地，获取预设粒径的混合粉末，包括：将所述混合粉末进行烧结，得到烧结粉末；将所述烧结粉末进行研磨和过筛，得到所述预设粒径的混合粉末。

可选地，所述烧结的温度为900～1100℃，烧结的时间为8～10小时。

可选地，获取预设粒径的混合粉末，包括：将所述烧结粉末进行研磨和过筛，得到所述预设粒径的混合粉末。

可选地，所述铪的氧化物粉末、所述锆的氧化物粉末和所述Ta2O5粉末的预设质量比为210.5x:123.22(6-x):883.6，0≤X≤6。