[发明专利]一种双层结构MCrAlY粘结层及其制备方法

权利要求书

1.一种双层结构MCrAlY粘结层，其特征在于：所述的粘结层包括底层和上层，所述的底 层为择优生长的等轴晶结构MCrAlY层，厚度5～20μm，晶粒度为20～50μm；所述的 上层为柱状晶结构MCrAlY层，厚度20～100μm，晶粒度小于1μm，其中M为Ni、或 Co、或Ni+Co；

所述的底层中铝含量为3～5wt.%；上层中铝含量为8～12wt.%。

2.根据权利要求1所述的双层结构MCrAlY粘结层，其特征在于：所述的MCrAlY粘结层 中的上层成份为M、铬、铝和钇，其重量百分比为19～25%的铬、8～12%的铝、0.07～1.5% 的钇，其余为M；底层成份为M、铬、铝和钇，其重量百分比为19～25%的铬、3～5% 的铝、0.07～1.5%的钇，其余为M，M为镍、钴或镍+钴。

3.一种权利要求1所述的双层结构MCrAlY粘结层的制备方法，其特征在于：采用等离子 体辅助电子束物理气相沉积制备，包含下列步骤：

（1）准备MCrAlY蒸发料棒，备用；

（2）准备基体材料，并将其安装在电子束物理气相沉积设备旋转基板架上；

（3）将MCrAlY料棒放置在水冷铜坩埚中；

（4）将真空室抽至所需的低于5×10^-3Pa真空度；

（5）设定旋转基板架转速为10～20rpm，并用电子束加热基板850～1020℃，基板施加 -100～-300V直流或占空比大于50%的脉冲偏压，电子束电压17～19kV；

（6）预热蒸发料棒，调节电子束流1.4～1.8A，料棒上升速度为0.8～1.0mm/min；

（7）蒸发稳定后，接通坩埚上方水冷电极圈的电压，引燃放电电弧，调整放电电压为10～30 V，放电电流为100～500A；

（8）打开挡板，进行涂层沉积，此时基板上获得的离子电流密度为10～100mA/cm²，同 时保持基板温度维持在850～1020℃，此时沉积物为双层结构的底层；

（9）当底层沉积厚度为5～50μm时，熄灭电弧放电并关闭基板偏压，保持电子束蒸发功率 不变，继续沉积20～100μm，同时保持基板温度维持在850～1020℃，此时沉积物为双层 结构的上层；

（10）关闭设备，取出沉积完毕基体材料，

（11）对沉积完毕的涂层进行真空热处理，温度：1000～1100℃，时间2～6h，制备结束。

4.一种实现权利要求3所述的方法的设备，其特征在于：在传统EB-PVD设备坩埚上方1～5 cm位置放置一个作为阳极圈型水冷铜电极，并施加10～30V的直流电压，用于沉积时 引燃电弧放电；阴极为设备外壳；在基板上施加一个-100V～-300V的直流或脉冲负偏 压，如果使用脉冲偏压则占空比要大于50%。