[发明专利]热障涂层的制备方法、热障涂层和涡轮转子叶片

权利要求书

1.一种热障涂层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

在基体上制备金属粘结层；

采用等离子物理气相沉积法在所述金属粘结层背离所述基体的表面制备陶瓷粘结层，所述陶瓷粘结层为致密等轴晶结构或致密柱状晶结构；

采用大气等离子喷涂法在所述陶瓷粘结层背离所述金属粘结层的表面制备第一陶瓷主体层；及

采用等离子物理气相沉积法在所述第一陶瓷主体层背离所述陶瓷粘结层的表面制备陶瓷表层，所述陶瓷表层的致密度大于所述第一陶瓷主体层的致密度；

在所述陶瓷粘结层背离所述金属粘结层的表面制备所述第一陶瓷主体层之前，所述制备方法还包括：

采用大气等离子喷涂法在所述陶瓷粘结层背离所述金属粘结层的表面制备第二陶瓷主体层；所述第二陶瓷主体层位于所述陶瓷粘结层和所述第一陶瓷主体层之间，且所述第二陶瓷主体层的材料与所述陶瓷粘结层的材料相同，所述第一陶瓷主体层的材料与所述陶瓷表层的材料相同。

2.根据权利要求1所述的热障涂层的制备方法，其特征在于，所述陶瓷粘结层为致密等轴晶结构，所述陶瓷粘结层的制备工艺条件如下：

真空度为1 mbar~2 mbar，所述基体的预热温度为900 ℃~1000 ℃，Ar和He流量分别为25 L/min~30 L/min和55 L/min~65 L/min，电流为2000 A~2500 A，O₂流量为1 L/min~4 L/min，喷涂距离为900 mm~1200 mm，送粉速率为2 g/min~4 g/min，送粉载气Ar流量为4 L/min~8 L/min。

3.根据权利要求1所述的热障涂层的制备方法，其特征在于，所述陶瓷粘结层为致密柱状晶结构，所述陶瓷粘结层的制备工艺条件如下：

真空度为1 mbar~2 mbar，所述基体的预热温度为800 ℃~900 ℃，Ar和He流量分别为25 L/min~30 L/min和50 L/min~60 L/min，电流为1600 A~2000 A，O₂流量为1 L/min~4 L/min，喷涂距离为1000 mm~1400 mm，送粉速率为5 g/min~10 g/min，送粉载气Ar流量为8 L/min~10 L/min。

4.根据权利要求1所述的热障涂层的制备方法，其特征在于，所述陶瓷表层的制备工艺条件如下：

真空度为10 mbar~20 mbar，所述基体的预热温度为800 ℃~850 ℃，Ar和He流量分别为20 L/min~30 L/min和40 L/min~60 L/min，电流为1000 A~1500 A，O₂流量为1 L/min~4L/min，喷涂距离为800 mm~1000 mm，送粉速率为20 g/min~30 g/min，送粉载气Ar流量为8L/min~12 L/min。

5.根据权利要求1所述的热障涂层的制备方法，其特征在于，所述第一陶瓷主体层和/或所述第二陶瓷主体层的制备工艺条件如下：

所述基体的预热温度为330 ℃~400 ℃，喷涂距离为80 mm~90 mm，送粉速率为4.5 g/min~5.0 g/min，喷枪移动速度为290 mm/s~300 mm/s，喷涂电压为70 V~75 V，电流为580 A~620 A。