[发明专利]抗砂尘高温粘附的自层剥涂层及其制备方法

权利要求书

1.抗砂尘高温粘附的自层剥涂层，其特征在于，包括涂层实体层级堆积结构；

自层剥涂层总厚度为5μm～500μm；

每层层级结构厚度是自层剥涂层总厚度的0.002～0.998倍，每层层级结构之间由粘接层粘接；

自层剥涂层具有纵向孔隙；所述纵向孔隙是指由涂层表面至涂层底部具有贯穿性和/或非贯穿性纵向孔隙结构，自层剥涂层被纵向孔隙分隔为孤立的树状结构；

涂层实体层级堆积结构是由具有柱状和/或树状结构的各层级结构由基体表面至涂层表面逐层堆积；

涂层具体堆积方式为：每层层级结构间纵向孔隙相互贯通的堆积方式、每层层级结构间纵向孔隙不相互贯通的堆积方式，或上述两种方式混合的堆积方式；

每层层级结构的材质为氧化锆、氧化钇稳定的氧化锆、锆酸镧中的一种或两种；

粘接层为团簇、熔融液滴、半熔材料颗粒中的一种或多种。

2.根据权利要求1所述的抗砂尘高温粘附的自层剥涂层，其特征在于，涂层实体层级堆积结构中每层层级结构的柱状和/或树状结构数量相同或者不同；不同时，每层数量相差不超过±50％。

3.根据权利要求1所述的抗砂尘高温粘附的自层剥涂层，其特征在于，涂层实体层级堆积结构中每层层级结构的柱状和/或树状结构的沉积单元为气相材料粒子和/或纳米级材料粒子，当沉积单元为气相材料粒子和纳米级材料粒子时，气相材料粒子体积百分比为G，纳米级材料粒子的体积百分比为H，50％≤G＜100％；0＜H≤50％。

4.权利要求1至3中任一项所述的抗砂尘高温粘附的自层剥涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将高温合金基体表面清洁干净之后放置在真空腔室内；控制腔室压力为100～500Pa；利用不含涂层材料的等离子束流对高温合金基体进行预热至600～950℃；

(2)利用等离子气体加热涂层材料粉末，形成由气相材料粒子流与高能等离子气体组成的混合高速流，混合高速流施加到基体表面进行扫描沉积，制备形成柱状和/或树状结构的涂层；以氩气、氢气的混合气体，或者氩气、氢气和氦气的混合气体作为等离子气体加热涂层材料粉末，送粉率设置为0.02～50g/min；其中基体位置距粉末送入等离子束流处800mm-1200mm，涂层材料粉末为氧化锆、氧化钇稳定的氧化锆、锆酸镧中的一种或两种；

(3)然后调整基体位置，基体位置调整至距粉末送入等离子束流处500mm-600mm或1200mm-1500mm，形成由团簇流与高能等离子气体组成的混合高速流，由团簇流与高能等离子气体组成的混合高速流进行粘接层的制备，形成粘接层；

(4)重复(2)与(3)过程，最终制备得到5μm～500μm的抗砂尘高温粘附的自层剥涂层。