[发明专利]相成分稳定的薄片微纳柱晶结构YSZ热障涂层制备方法

摘要

相成分稳定的薄片微纳柱晶结构YSZ热障涂层制备方法，可直接将晶粒尺寸处于亚微米级别的非纳米原始粉末在超高速飞行条件下(500‑1200m/s)经过传热传质及细化形变，随后极快速撞击及凝固形成纳米晶粒及亚微米晶粒共存的新型“薄片微纳柱晶”结构热障涂层。通过对其层状结构(或摊片)厚度进行测量得到摊片厚度处于0.61‑0.95μm之间，进一步通过热蚀显化法证实了摊片内部呈现一种亚微米晶及纳米晶粒共存的双模式微观结构，其中纳米晶粒的含量为15％。通过1270±20℃火焰加热涂层表面的热循环实验结果表明“薄片微纳柱晶”结构的热障涂层显示出较高的相稳定性(t'相)，导致800次的热循环寿命。

主权项

1.相成分稳定的薄片微纳柱晶结构YSZ热障涂层制备方法，其特征在于，包括下述步骤：(1)采用原始晶粒尺寸为100‑900nm的亚微米级的氧化钇部分稳定的二氧化锆YSZ颗粒团聚体为原料；(2)采用超高速等离子喷涂方法制备YSZ热障涂层；其中，超高速等离子喷涂方法采用的喷枪结构为：喷嘴喉部直径相比喷嘴出口尺寸缩小30％，机械压缩率提高72％；采用超高速等离子喷涂方法的工艺参数为：功率：70‑120kW，弧电流450‑700A，弧电压：120‑170V，主气流量：120‑160slpm，二次气体流量：30‑80slpm，喷涂距离：110‑120mm、送粉量35‑50g/min，Spray Watch 2i喷涂粒子在线监测系统测试所得粒子飞行速度为500‑1200m/s，温度为3000‑4000K。