[发明专利]一种超高温热障涂层及其制备方法与应用、航空发动机

说明书

本发明提供了一种超高温热障涂层及其制备方法与应用、航空发动机，属于涂层防护技术领域。该超高温热障涂层包括金属粘结层以及呈羽柱状的第一陶瓷层和第二陶瓷层。金属粘结层用于沉积于基体的表面，第一陶瓷层用于沉积于金属粘结层的表面，第二陶瓷层用于沉积于第一陶瓷层的表面。金属粘结层的成分包括NiCrAlY，第一陶瓷层的成分包括含有6‑8wt％的Y₂O₃的稳定的ZrO₂，第二陶瓷层的成分包括Gd₂Zr₂O₇。该热障涂层具有较高的结合强度和抗热震性能。制备方法包括：分别采用不同的等离子喷涂‑物理气相沉积条件沉积上述各层。该方法工艺简单，可重复性好，易于操作。该热障涂层可用于航空发动机以延长其使用寿命。

技术领域

本发明属于涂层防护技术领域，且特别涉及一种超高温热障涂层及其制备方法与应用、航空发动机。

背景技术

热障涂层(TBCs)通常沉积在高温合金热端部件表面，将部件与高温燃气隔离，使高温燃气和金属部件之间产生很大的温降，以达到保护热端部件、提高燃气热效率和延长热机寿命的目的。

目前，由于传统YSZ在1170℃以上的温度的相变和烧结问题，已经不能满足未来军用航空发动机的发展要求。因此，需要提供一种能够耐超高温的热障涂层。

发明内容

本发明的目的之一包括提供一种超高温热障涂层，该超高温热障涂层具有双层叠加的羽柱状结构并具有较高的结合强度和抗热震性能。

本发明的目的之二包括提供一种上述超高温热障涂层的制备方法，该制备方法工艺简单，可重复性好，易于操作。

本发明的目的之三包括提供一种上述超高温热障涂层的应用，例如可将其用作航空发动机的热障涂层。

本发明的目之四包括提供一种含有上述超高温热障涂层的航空发动机。

本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的：

本发明实施例提出了一种超高温热障涂层，该超高温热障涂层包括金属粘结层、第一陶瓷层和第二陶瓷层。

金属粘结层用于沉积于基体的表面，第一陶瓷层用于沉积于金属粘结层的远离基体的一侧的表面，第二陶瓷层用于沉积于第一陶瓷层的远离金属粘结层的一侧的表面；第一陶瓷层和第二陶瓷层均为羽柱状结构。

金属粘结层的成分包括NiCrAlY，第一陶瓷层的成分包括含有6-8wt％的Y₂O₃的稳定的ZrO₂，第二陶瓷层的成分包括Gd₂Zr₂O₇。

优选地，超高温热障涂层耐1100-1200℃的温度。

本发明还提出了一种上述超高温热障涂层的制备方法，包括以下步骤：分别采用不同的等离子喷涂-物理气相沉积条件沉积金属粘结层、第一陶瓷层和第二陶瓷层。

本发明还提出了一种上述超高温热障涂层的应用，例如可将其用作航空发动机的热障涂层。

本发明还提出了一种航空发动机，该航空发动机含有上述超高温热障涂层。

本发明实施例中超高温热障涂层及其制备方法与应用、航空发动机的有益效果包括：

本发明较佳实施例提供的超高温热障涂层具有双层叠加的羽柱状结构并具有较高的结合强度和抗热震性能。其制备方法工艺简单，可重复性好，易于操作。该热障涂层可用作航空发动机的热障涂层，含有上述热障涂层的航空发动机可延长其使用寿命。

附图说明