[发明专利]一种抗环境沉积物腐蚀热障涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种抗环境沉积物腐蚀热障涂层的制备方法，其特征在于，高温合金基体上依次为真空电弧镀、等离子喷涂或超音速喷涂MCrAlY金属粘结底层，等离子喷涂或电子束物理气相沉积YSZ 陶瓷面层，磁控溅射或多弧离子镀贵金属纯Pt面层，MCrAlY金属粘结底层厚度为0.05～0.15mm，YSZ陶瓷面层厚度为30μm～100μm，贵金属纯 Pt面层厚度为10μm～60μm；

所述的抗环境沉积物腐蚀热障涂层的制备方法，具体步骤如下：

步骤1：对高温合金基体进行表面预处理；

步骤2：采用真空电弧镀、等离子喷涂APS或超音速喷涂HVOF在高温合金表面制备抗氧化腐蚀性能良好的MCrAlY金属粘结底层，其成分为Al含量为8～12wt%，Cr含量为18～22wt%，Y含量为0.5～1wt%，M为Ni、Co或Ni+Co；

步骤3：对MCrAlY金属粘结底层真空扩散热处理和吹砂预处理；

步骤4：在上述处理后的MCrAlY金属粘结底层表面采用等离子喷涂APS或电子束物理气相沉积EB-PVD方法制备YSZ 陶瓷面层，其中YSZ为7～8wt%Y₂O₃部分稳定的ZrO₂；

步骤5：采用油石对YSZ 陶瓷面层进行抛光处理；

步骤6：在抛光处理后的YSZ 陶瓷面层表面采用磁控溅射或多弧离子镀方法制备贵金属纯Pt面层。

2.按照权利要求1所述的抗环境沉积物腐蚀热障涂层的制备方法，其特征在于，步骤1中，对高温合金合金试样进行湿吹砂处理，并进行超声波清洗、丙酮溶液浸洗、烘干；其中，湿吹砂工艺参数为：按重量百分比计，白刚玉砂含量20%～35%，其余为水；白刚玉砂粒度为180～280目，风压0.15MPa～0.25MPa，吹砂距离为180mm～350mm。

3.按照权利要求1所述的抗环境沉积物腐蚀热障涂层的制备方法，其特征在于，步骤2中，真空电弧镀制备MCrAlY金属粘结底层的具体工艺参数如下：工作压强6.0×10^-3Pa～6.0×10^-2Pa，电弧电流700～750A，工件电压30～34V，涂敷时间110～130min，冷却2.0～2.5h后取出样品。

4.按照权利要求1所述的抗环境沉积物腐蚀热障涂层的制备方法，其特征在于，将沉积完MCrAlY金属粘结底层试样在1000℃～1050℃ 进行真空扩散热处理2～4小时后进行湿吹砂处理；湿吹砂工艺参数为：按重量百分比计，白刚玉砂含量20%～35%，其余为水；白刚玉砂粒度为180～280目，风压0.15MPa～0.25MPa，吹砂距离为180mm～350mm。

5.按照权利要求1所述的抗环境沉积物腐蚀热障涂层的制备方法，其特征在于，步骤4中，电子束物理气相沉积EB-PVD沉积YSZ面层工艺参数为：主真空室压强5×10^-3Pa～5×10^-2Pa，电子枪电压为17～20KV，靶材加热电流为1～2A，工件转速为10～20r/min，工件加热温度为900～950℃。

6.按照权利要求1所述的抗环境沉积物腐蚀热障涂层的制备方法，其特征在于，步骤5中，将沉积完YSZ陶瓷面层采用油石抛光至粗糙度为0.8～1.2μm。

7.按照权利要求1所述的抗环境沉积物腐蚀热障涂层的制备方法，其特征在于，步骤6中，多弧离子镀沉积贵金属纯 Pt面层的具体工艺参数如下：本底真空度7×10^-4Pa～7×10^-3Pa，试样温度200～300℃，放电气体为氩气，气体分压2×10^-1Pa～3×10^-1Pa，靶电流30～50A，工作负电压50～300V，涂敷时间50～70min，冷却至室温后取出样品。