專利名稱：一種多用途的低導熱陶瓷/貴金屬層狀復合熱障涂層的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及復合材料與涂層技術，用于提高高溫合金和難熔合金的使用溫度，提高在熱沖擊條件下涂層與基體合金的結合力，提高抗高溫氧化、抗高溫硫化、抗熱腐蝕和抗低熔點灰分腐蝕性能，避免合金基體力學性能的降低，延長熱端部件的使用壽命。
背景技術：
熱障涂層(Thermal barrier coatings，簡稱TBCs)是利用陶瓷材料的耐高溫、 抗腐蝕和低導熱性能，以涂層的方式將陶瓷與金屬基體相結合，提高金屬熱端部件的工作溫度，增強熱端部件的抗高溫氧化能力，延長熱端部件的使用壽命，提高熱機效率的一種表面技術。熱障涂層與高溫結構材料、高效氣冷技術被稱為先進航空發(fā)動機葉片的三大關鍵技術。熱障涂層還可以用于艦船發(fā)動機、地面燃氣渦輪、火箭發(fā)動機等。然而，現(xiàn)有的熱障涂層的性能遠遠不能滿足各種先進高溫動力裝置發(fā)展的需要。目前，國內(nèi)外發(fā)展的熱障涂層主要具有三種結構，即雙層結構、多層結構和梯度結構的熱障涂層(曹學強，熱障涂層材料，科學出版社，2007年)，圖1為三種熱障涂層結構的示意圖。雙層結構的熱障涂層由粘結層和低導熱陶瓷層組成，如圖1(a)所示。合金粘結層起到抗氧化、抗腐蝕和使陶瓷層與基體緊密結合的作用，低導熱陶瓷層主要起到隔熱的作用。在典型的雙層結構的熱障涂層中，通常采用MCrAlY涂層或Pt改性的滲鋁涂層作為粘結層，采用IO3穩(wěn)定化的^O2(YSZ)作為隔熱層。在高溫工作環(huán)境中，熱障涂層的粘結層與低導熱陶瓷層的界面形成一層熱生長氧化層(TGO)，其主要成分為a_Al203，可抑制粘結層的氧化，起到保護合金基體的作用。粘結層通常采用多弧鍍、磁控濺射、滲涂進行制備。YSZ 隔熱層通常采用電子束物理氣相沉積和等離子噴涂制備。大量的研究表明，在雙層結構的熱障涂層中，金屬粘結層表面熱生長的氧化物層(TGO)是導致熱障涂層發(fā)生失效的關鍵因素。在金屬粘結層表面形成TGO的過程是一個體積膨脹過程，由于界面限制TGO層的體積變化，TGO中會產(chǎn)生殘余壓應力；在冷卻過程中，由于TGO層具有較小的熱膨脹系數(shù)導致在其內(nèi)部產(chǎn)生壓應力；而且在熱障涂層的使用過程中TGO層往往還會發(fā)生相變，也會在TGO中產(chǎn)生熱應力。由于熱障涂層中TGO層內(nèi)的熱應力的大小與TGO層的厚度成正比，因而當TGO層長到一定厚度時，就會在低導熱陶瓷層/TGO界面或TGO/粘結層界面發(fā)生開裂，最終導致低導熱陶瓷層的開裂與剝落，縮短熱障涂層的服役壽命(Nitin P. Padture, Maurice Gell, Eric H. Jordan, Thermal Barrier Coatings for Gas-Turbine Engine Applications, Science, 296 (2002), 280·)。多層結構的熱障涂層一般由粘結層、低導熱陶瓷層、阻氧層和表面封閉層組成，如圖1(b)所示。粘結層通常采用MCrAlY涂層和Pt改性的滲鋁涂層。低導熱陶瓷層、阻氧層、 封閉層均由不同的氧化物陶瓷層構成。每層都具有特定的功能，外層的封閉層主要用于阻擋S03、S02、V205等燃氣腐蝕產(chǎn)物的侵蝕；低導熱陶瓷層用于阻礙熱向合金基體的傳輸；氧阻擋層則用于降低氧向涂層內(nèi)部的擴散，提高涂層的抗氧化性能。但這種多層結構的熱障涂層制備比較復雜，重復性、可靠性較差，尚未獲得實質(zhì)的應用。梯度結構的熱障涂層通常在粘結底層和低導熱陶瓷表層之間施加具有應力和功能梯度的過渡涂層，如圖1(c)所示，以降低由于金屬材料與陶瓷材料熱膨脹系數(shù)較大而產(chǎn)生的熱應力，提高涂層的結合強度、抗熱震能力和使用壽命。由于梯度的過渡涂層的制備比較復雜，限制了梯度結構熱障涂層的應用。上述三種熱障涂層均采用合金粘結層作為底層，由于合金粘結層與基體合金之間存在互擴散，可產(chǎn)生兩方面的不利作用(1)粘結層中的鋁含量下降可導致鋁的選擇氧化能力下降，在TGO中形成氧擴散較快的氧化物，使涂層的抗氧化性能下降，以及TGO/粘結層界面和TGO/低導熱陶瓷層界面性能的下降；(2)基體合金的高溫力學性能下降。如何克服合金粘結層的副作用，是發(fā)展新型熱障涂層必須解決的問題。另外，目前發(fā)展的熱障涂層基本上是針對高溫合金的。然而，難熔合金也需要施加熱障涂層，以適應更高的工作溫度。因此，需要可以在更寬的溫度工作的多用途的熱障涂層。綜上所述，現(xiàn)有的熱障涂層由于材料和結構的原因，在力學性能和抗高溫腐蝕性能，耐溫性，以及隔熱效果上都存在一系列有待解決的問題，迫切需要發(fā)展新結構的熱障涂層。中國發(fā)明專利(何業(yè)東等，中國發(fā)明專利ZL 200910091843. 6，一種多功能的氧化鋁/ 金屬微疊層涂層)表明，通過氧化鋁/金屬微疊層結構可以提高涂層的抗開裂、抗剝落和抗高溫腐蝕性能。本發(fā)明采用低導熱陶瓷/貴金屬層狀復合涂層作為熱障涂層可以發(fā)揮層狀復合結構抗開裂、抗剝落和抗熱沖擊的優(yōu)勢，并通過多層的低導熱陶瓷層獲得優(yōu)異的熱障性能，通過多層的貴金屬層封閉合金基體獲得優(yōu)異的抗高溫氧化和抗高溫腐蝕的性能，全面提升熱障涂層的其它性能，擴展熱障涂層的工作溫度范圍，提高熱障涂層的服役壽命，為多用途新型熱障涂層的發(fā)展提供新的技術途徑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是發(fā)展一種多用途的新型結構熱障涂層，通過低導熱陶瓷/貴金屬層狀復合結構使涂層具有優(yōu)異的熱障效果，優(yōu)異的力學性能(包括對基體合金的力學性能影響極小)和抗高溫腐蝕性能，以及較寬的工作溫度范圍，可用于高溫合金和難熔合金。本發(fā)明的低導熱陶瓷/貴金屬層狀復合熱障涂層由交替沉積的低導熱陶瓷層和貴金屬層組成，其結構如圖2所示，包括4種類型(a)等距間隔交替沉積低導熱陶瓷層和貴金屬層；(b)非等距間隔交替沉積低導熱陶瓷層和貴金屬層；(C)在合金表面先沉積抗氧化保護層，再沉積低導熱陶瓷/貴金屬層狀復合熱障涂層；(d)在低導熱陶瓷/貴金屬層狀復合熱障涂層的外表面上再沉積熱輻射涂層。所述低導熱陶瓷/貴金屬層狀復合熱障涂層由交替沉積的低導熱陶瓷層和貴金屬層組成；低導熱陶瓷層每層的厚度為廣IOOmm ；貴金屬每層的厚度為0.廣5mm ；層狀復合熱障涂層的總厚度為10(Tl000mm，可以根據(jù)熱端構件需要隔熱溫度的大小確定具體涂層的
總厚度。本發(fā)明采用的低導熱陶瓷層為各種具有低導熱系數(shù)的陶瓷，包括Y2O3穩(wěn)定的 ZrO2 (YSZ)、或CaO穩(wěn)定的ZrO2、或Nd2O3穩(wěn)定的ZrO2、或Sm2O3穩(wěn)定的ZrO2、或Er2O3穩(wěn)定的 &02、或 MgO 穩(wěn)定的 &02、或 Sr&03、或 Ba&03、或 Ti2&07、或 4-10%Ca0-Ce& 穩(wěn)定的ZrO2,或 Sc2O3-Y2O3 穩(wěn)定的 ZrO2 (SYSZ)、或 Lei2O3-Y2O3 穩(wěn)定的 &02、或 YSZ-Nd、或 YSZ-Yb、 或 YSZ-Nd-Yb、或 YSZ-Gd-Yb、或 YSZ-Sm-Yb、或 10mol%Y203+10mol%T￡i205 的四方 ^O2 (20YTa04Z) ^La2Zr2O7 (LZ)、或 Nd2Zr2O7、或 Sm2Zr2O7、或 Gd2Zr2O7、或 Lgi2Cii2O7、或 La2Hf2O7、 或 Pr2Hf2O7^ bJc Sm2Ti2O7^ gJc LaTi2Al9019。本發(fā)明采用的貴金屬層為Pt、或PtAu合金、或PtRh合金，或彌散納米氧化物的Pt。 PtAu合金層中Au含量為10 30% (質(zhì)量百分比)；PtRh合金層中1 的含量為0 50% (質(zhì)量百分比);Pt層中彌散納米氧化物為Al2O3，或稀土氧化物，彌散納米Al2O3或稀土氧化物的含量為0.廣10% (質(zhì)量百分比)。低導熱陶瓷/貴金屬層狀復合熱障涂層通過交替沉積低導熱陶瓷層和貴金屬層獲得。低導熱陶瓷層可采用射頻磁控濺射沉積、電子束物理氣相沉積、化學氣相沉積、溶膠-凝膠沉積、電化學沉積、電泳沉積、電解等離子沉積、等離子噴涂、溶液等離子噴涂等方法中的任一種獲得；貴金屬層可采用磁控濺射沉積、電子束物理氣相沉積、蒸鍍、化學氣相沉積、電鍍、化學鍍、電解等離子沉積等方法中的任一種獲得。低導熱陶瓷/貴金屬層狀復合熱障涂層可以用于100(Tl60(rC溫度范圍內(nèi)高溫合金，或難熔合金的高溫防護。本發(fā)明的低導熱陶瓷/貴金屬層狀復合熱障涂層具有如下特性 1)優(yōu)異的熱障性能
在本發(fā)明的低導熱陶瓷/貴金屬層狀復合熱障涂層中，貴金屬是極佳的導熱材料沒有隔熱功能，涂層總的隔熱效果是每層低導熱陶瓷層階梯式隔熱的效果之和，其導熱模式如圖3所示。由于涂層具有的層狀結構，每層的低導熱陶瓷在熱應力作用下產(chǎn)生的微裂紋可被貴金屬層所阻斷，不發(fā)生陶瓷層與貴金屬層的開裂與剝落，且微裂紋可以進一步降低陶瓷層的導熱性能，因此低導熱陶瓷/貴金屬層狀復合熱障涂層可以保持優(yōu)異的隔熱效果。2)優(yōu)異的力學性能
本發(fā)明的層狀復合熱障涂層主要由低導熱陶瓷層和貴金屬薄層組成，這種層狀結構可使復合涂層具有優(yōu)異的力學性能。首先，低導熱陶瓷的熱膨脹系數(shù)與金屬比較接近，因此合金施加低導熱陶瓷/貴金屬層狀復合熱障涂層后，涂層中的熱應力較小，不易發(fā)生開裂與剝落。第二，低導熱陶瓷/貴金屬層狀復合熱障涂層在承受應力時，很容易通過貴金屬層的塑性變形將應力松弛掉，因此具有較高的斷裂韌性，可以承受較大應力而不發(fā)生開裂與剝落。貴金屬層通過合金化，或彌散納米氧化物顆粒，可以提高貴金屬層與隔熱陶瓷層的結合強度。鑒于上述兩方面的原因，低導熱陶瓷/貴金屬層狀復合熱障涂層可具有超強的抗熱循環(huán)和熱沖擊的性能，在熱循環(huán)和熱沖擊條件下不發(fā)生開裂與剝落。第三，低導熱陶瓷/貴金屬層狀復合熱障涂層中低導熱陶瓷層可以避免貴金屬與合金基體之間發(fā)生互擴散所導致的合金基體力學性能的下降。第四，低導熱陶瓷貴金屬層狀復合熱障涂層中的貴金屬層可以避免合金基體發(fā)生高溫氧化與腐蝕所導致的合金基體力學性能的下降。第五，低導熱陶瓷/貴金屬層狀復合熱障涂層克服了貴金屬較軟，不耐沖刷的缺點，具有較高的表觀硬度和優(yōu)異的耐高速氣流沖刷性能。3)優(yōu)異的抗高溫腐蝕性能
在本發(fā)明的低導熱陶瓷/貴金屬層狀復合熱障涂層中，多層的貴金屬可以封閉合金基體，由于貴金屬在高溫不發(fā)生氧化、硫化，在熔鹽中和低熔點灰分中不腐蝕，因此封閉合金基體的多層貴金屬可以避免合金基體的高溫氧化、硫化、熱腐蝕和低熔點灰分腐蝕。4)涂層結構穩(wěn)定
低導熱陶瓷/貴金屬層狀復合熱障涂層中低導熱陶瓷可以抑制貴金屬層的高溫蒸發(fā)， 貴金屬層的熔點遠高于涂層的使用溫度可以避免在表面張力作用下貴金屬層狀形態(tài)的失穩(wěn)，使低導熱陶瓷/貴金屬層狀復合熱障涂層能夠保持長期穩(wěn)定。5)與其它涂層協(xié)同的保護作用
在合金表面沉積的抗氧化保護層，然后施加本發(fā)明的低導熱陶瓷/貴金屬層狀復合熱障涂層可以提高涂層抗氧化性能；在低導熱陶瓷/貴金屬層狀復合熱障涂層的外表面上再沉積其它涂層，可以賦予涂層新的功能，如熱輻射、抗灰分沉積等。6)工作溫度范圍寬，具有多用途
通過改變低導熱陶瓷和貴金屬層元素的種類與成分，本發(fā)明的低導熱陶瓷/貴金屬層狀復合熱障涂層可用于不同的工作溫度最高工作溫度可以高達1600°C。可作為高溫合金和難熔合金(如!^e基合金、Ni基合金、Co基合金、TiAl合金、Nb基合金、Mo基合金、W基合金、Re基合金)的熱障涂層，用于航空發(fā)動機、艦船發(fā)動機、地面燃氣渦輪、火箭發(fā)動機等。7)綜合上述特性，本發(fā)明的低導熱陶瓷/貴金屬層狀復合熱障涂層具有超長的服役壽命。


圖1為三種熱障涂層結構的示意圖其中圖1 (a)雙層結構的熱障涂層；圖1 (b) 多層結構的熱障涂層；圖1 (c)梯度結構的熱障涂層。圖2為低導熱陶瓷/貴金屬層狀復合熱障涂層的結構類型其中圖2 (a)等間距交替沉積低導熱陶瓷層和貴金屬層；圖2 (b)非等間距交替沉積低導熱陶瓷和貴金屬層；圖 2 (c)在合金表面沉積的抗氧化保護層上施加低導熱陶瓷/貴金屬層狀復合熱障涂層；圖2 (d)在低導熱陶瓷/貴金屬層狀復合熱障涂層的外表面上再沉積其它涂層。圖3為低導熱陶瓷/貴金屬層狀復合熱障涂層中的導熱模式。
具體實施例方式低導熱陶瓷/貴金屬層狀復合熱障涂層可根據(jù)合金種類和工作條件，選擇低導熱陶瓷與貴金屬的種類和成分，選擇每層的厚度，涂層間距的方式與涂層的總厚度，以及選擇低導熱陶瓷/貴金屬層狀復合熱障涂層的施加方式，即直接施加在合金表面，或施加在合金表面沉積的抗氧化保護層(如MCrAlY涂層或Pt改性的滲鋁涂層)上，或在低導熱陶瓷/ 貴金屬層狀復合熱障涂層的外表面上再沉積其它涂層(如HfO2高熱輻射陶瓷層)。低導熱陶瓷層可采用射頻磁控濺射沉積、電子束物理氣相沉積、化學氣相沉積、溶膠-凝膠沉積、電化學沉積、電泳沉積、電解等離子沉積、等離子噴涂、溶液等離子噴涂。貴金屬層可采用磁控濺射沉積、電子束物理氣相沉積、蒸鍍、化學氣相沉積、電鍍、化學鍍、電解等離子沉積?？稍谏鲜龈鞣N方法中各選擇一種，通過交替沉積低導熱陶瓷層和貴金屬層制備低導熱陶瓷/貴金屬層狀復合熱障涂層，其導熱模式如圖3所示。實施例1 : YSZ/Pt層狀復合熱障涂層
按照圖2(a)所示的方式，在DZ125高溫合金表面交替采用電子束物理氣相沉積沉積YSZ層和采用磁控濺射沉積Pt層。YSZ層的厚度為20mm，Pt層的厚度為1mm，交替沉積各 10層。制備的YSZ/Pt層狀復合熱障涂層在1200°C空氣環(huán)境中試驗200小時，證明具有優(yōu)異的隔熱效果，以及優(yōu)異抗剝落、抗開裂、抗熱沖擊性能和抗高溫氧化性能。實施例2 :YSZ/Pt-20%Au層狀復合熱障涂層
按照圖2(b)所示的方式，在DZ125高溫合金表面交替采用電子束物理氣相沉積沉積 YSZ層和采用磁控濺射沉積Pt-20%Au層。先交替沉積Imm的YSZ層和Imm的Pt_20%Au各 2層，然后交替沉積20mm的YSZ層和Imm的Pt_20%Au層各10層。制備的YSZ/Pt_20%Au 層狀復合熱障涂層在1200°C空氣環(huán)境中試驗200小時，證明具有優(yōu)異的隔熱效果，以及優(yōu)異抗剝落、抗開裂、抗熱沖擊性能和抗高溫氧化性能。實施例3 =MCrAlY合金涂層上沉積YSZ/Pt_20%Au層狀復合熱障涂層
按照圖2(c)所示的方式，在DZ125高溫合金表面采用磁控濺射沉積一層30mm的 MCrAlY合金涂層(具體成分10%Co、25%Cr、5%Al、0. 1%Y，其余為Ni)，然后交替采用電子束物理氣相沉積沉積20mm的YSZ層和采用磁控濺射沉積Imm的Pt_20%Au層，各10層。制備的MCrAlY合金涂層+YSZ /Pt_20%Au層狀復合熱障涂層在1200°C空氣環(huán)境中試驗200小時，證明具有優(yōu)異的隔熱效果，以及優(yōu)異抗剝落、抗開裂、抗熱沖擊性能和抗高溫氧化性能。
實施例4 =La2Zr2O7 /Pt_40%Rh層狀復合熱障涂層
按照圖2(a)所示的方式，在Nb基難熔合金表面交替采用電子束物理氣相沉積沉積 20mm的LEi2Zr2O7層和采用磁控濺射沉積Imm的Pt_40%Rht層，各10層。制備的Lii2Zr2O7 /Pt-409 h層狀復合熱障涂層在1400°C空氣環(huán)境中試驗200小時，證明具有優(yōu)異的隔熱效果，以及優(yōu)異抗剝落、抗開裂、抗熱沖擊性能和抗高溫氧化性能。實施例5 =La2Zr2O7 /Pt_40%Rh層狀復合熱障涂層沉積HfO2熱輻射層
按照圖2(d)所示的方式，在Mo基難熔合金表面交替采用電子束物理氣相沉積沉積 20mm的LEi2Zr2O7層和采用磁控濺射沉積Imm的Pt_40%Rh層，分別為10層和9層。然后沉積一層HfO2,厚度為20mm，作為熱輻射的外層。制備的Lii2Zr2O7 /Pt_40%Rh層狀復合熱障涂層+HfO2熱輻射層在1600°C空氣環(huán)境中試驗100小時，證明具有優(yōu)異的隔熱效果，以及優(yōu)異抗剝落、抗開裂、抗熱沖擊性能和抗高溫氧化性能，并且表面具有熱輻射性能。實施例6 =La2Zr2O7 /Pt_l%Y203層狀復合熱障涂層
按照圖2(a)所示的方式，在Nb基難熔合金表面交替采用電子束物理氣相沉積沉積 La2Zr2O7層和化學鍍沉積Pt_l%Y203層。L Zr207層的厚度為20mm，Pt_l%Y203層的厚度為 1mm，交替沉積各10層。制備的L Zr207 /Pt_l%Y203層狀復合熱障涂層在1400°C空氣環(huán)境中試驗100小時，證明具有優(yōu)異的隔熱效果，以及優(yōu)異抗剝落、抗開裂、抗熱沖擊性能和抗高溫氧化性能。實施例7: LaTi2Al9019/Pt層狀復合熱障涂層
按照圖2(a)所示的方式，在DZ125高溫合金表面交替采用電子束物理氣相沉積沉積 LaTi2Al9O19層和采用磁控濺射沉積Pt層。YSZ層的厚度為20mm，Pt層的厚度為1mm，交替沉積各10層。制備的LaTi2Al9019/Pt層狀復合熱障涂層在1200°C空氣環(huán)境中試驗200小時，證明具有優(yōu)異的隔熱效果，以及優(yōu)異抗剝落、抗開裂、抗熱沖擊性能和抗高溫氧化性能。實施例8 :LaTi2Al9019/Pt-40%Rh層狀復合熱障涂層
按照圖2(a)所示的方式，在Nb基難熔合金表面交替采用電子束物理氣相沉積沉積LaTi2Al9O19層和采用磁控濺射沉積Pt-40%Rht層。LaTi2Al9O19層的厚度為20mm，Pt_40%Rh 層的厚度為1mm，交替沉積各10層。制備的LaTi2Al9O19 /Pt_40%Rh層狀復合熱障涂層在 1300°C空氣環(huán)境中試驗200小時，證明具有優(yōu)異的隔熱效果，以及優(yōu)異抗剝落、抗開裂、抗熱沖擊性能和抗高溫氧化性能。
權利要求
1.一種多用途的低導熱陶瓷/貴金屬層狀復合熱障涂層，其特征在于，復合熱障涂層包括4種類型(a)等距間隔交替沉積低導熱陶瓷層和貴金屬層；(b)非等距間隔交替沉積低導熱陶瓷層和貴金屬層；(c)在合金表面先沉積抗氧化保護層，再沉積低導熱陶瓷/貴金屬層狀復合熱障涂層；(d)在低導熱陶瓷/貴金屬層狀復合熱障涂層的外表面上再沉積熱輻射涂層。
2.所述低導熱陶瓷/貴金屬層狀復合熱障涂層由交替沉積的低導熱陶瓷層和貴金屬層組成；低導熱陶瓷層每層的厚度為廣IOOmm ；貴金屬每層的厚度為0.廣5mm ；層狀復合熱障涂層的總厚度為10(Tl000mm ；根據(jù)熱端構件需要隔熱溫度的大小確定具體涂層的總厚度。
3.如權利要求1所述的低導熱陶瓷/貴金屬層狀復合熱障涂層，其特征在于，所述低導熱系數(shù)的陶瓷包括=Y2O3穩(wěn)定的^o2 (YSZ)、或CaO穩(wěn)定的、或Nd2O3穩(wěn)定的、或 Sm2O3 穩(wěn)定的 ZrO2、或 Er2O3 穩(wěn)定的 、或MgO 穩(wěn)定的 ZrO2、或 SrZrO3、或 BaZrO3、或 Ti2Zr07、 或 CaO-CeA 穩(wěn)定的 ZiO2、或 Sc2O3-Y2O3 穩(wěn)定的 ZrO2 (SYSZ)、或 Lei2O3-Y2O3 穩(wěn)定的 ^ 、或 YSZ-NcU 或 YSZ-Yb、或 YSZ-Nd-Yb、或 YSZ-Gd-Yb、或 YSZ-Sm-Yb、或 10mol%Y203+10mol%Tii205 的四方 ^* (20YTa04Z)、或 Lgi2Zr2O7 (LZ)、或 Nd2Zr2O7、或 SmJr2O7、或 GdJr2O7、或 Lgi2Ce2O7、 或 La2Hf2O7^ bJc Pr2Hf2O7^gJc Sm2Ti2O7^ LaTi2Al9019。
4.如權利要求1所述的低導熱陶瓷/貴金屬層狀復合熱障涂層，其特征在于，所述貴金屬層為Pt、或PtAu合金、或PtIih合金，或彌散納米氧化物的Pt，PtAu合金層中Au的質(zhì)量百分比含量為10 30% ；PtIih合金層中1 的質(zhì)量百分比含量為0 50% ；Pt層中彌散納米氧化物為Al2O3，或稀土氧化物，彌散納米Al2O3或稀土氧化物的質(zhì)量百分比含量為0.廣10%。
5.如權利要求1、2、3所述的低導熱陶瓷/貴金屬層狀復合熱障涂層，其特征在于，低導熱陶瓷層采用射頻磁控濺射沉積、電子束物理氣相沉積、化學氣相沉積、溶膠-凝膠沉積、 電化學沉積、電泳沉積、電解等離子沉積、等離子噴涂、溶液等離子噴涂方法中的任一種；貴金屬層采用磁控濺射沉積、電子束物理氣相沉積、蒸鍍、化學氣相沉積、電鍍、化學鍍、電解等離子沉積方法中的任一種；通過交替沉積低導熱陶瓷層和貴金屬層制備低導熱陶瓷/貴金屬層狀復合熱障涂層。
6.如權利要求1、2、3、4所述的低導熱陶瓷/貴金屬層狀復合熱障涂層，其特征在于，該熱障涂層用于i00(Ti60(rc溫度范圍內(nèi)高溫合金，或難熔合金的高溫防護。
全文摘要
本發(fā)明的低導熱陶瓷/貴金屬層狀復合熱障涂層涉及復合材料與涂層技術，其結構包括4種類型(1)等間距交替沉積低導熱陶瓷層和貴金屬層；(2)非等間距交替沉積低導熱陶瓷層和貴金屬層；(3)在基體合金表面沉積的抗氧化保護層上面施加低導熱陶瓷層和貴金屬層狀復合熱障涂層；(4)在低導熱陶瓷/貴金屬層狀復合熱障涂層的外表面上沉積其它功能涂層。本發(fā)明通過交替沉積低導熱陶瓷層和貴金屬層形成的層狀復合結構使熱障涂層具有優(yōu)異的隔熱性能和抗熱沖擊性能，涂層結構穩(wěn)定，服役壽命長，可用于航空發(fā)動機、艦船發(fā)動機、地面燃氣渦輪、火箭發(fā)動機等高溫合金，或難熔合金熱端部件的高溫防護。
文檔編號F01D5/28GK102345122SQ20111032953
公開日2012年2月8日 申請日期2011年10月26日 優(yōu)先權日2011年10月26日
發(fā)明者何業(yè)東, 姚俊奇, 張津, 王德仁, 鄧舜杰, 馬曉旭 申請人:北京科技大學