[发明专利]用于TiAl合金表面的热障涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种用于TiAl合金表面的热障涂层的制备方法，其特征在于，所述热障涂层包括TiAlCr抗氧化粘结层和位于TiAlCr抗氧化粘结层表面的稀土陶瓷隔热层；所述制备方法包括：

采用真空等离子喷涂在TiAl合金表面制备TiAlCr抗氧化粘结层；所述TiAlCr抗氧化粘结层的化学成分为：Ti 20~25 at.%，Al 55~60 at. %和Cr 20~30 at. %，所述化学成分的原子百分比之和为100%；所述TiAlCr抗氧化粘结层在室温-1100℃的热膨胀系数为10.0×10^-6-17.0×10^-6·K^-1；

采用大气等离子喷涂在TiAlCr抗氧化粘结层表面制备稀土陶瓷隔热层；所述稀土陶瓷隔热层的材料为稀土氧化物稳定的氧化锆、稀土锆酸盐、稀土铝酸盐中的至少一种；所述稀土陶瓷隔热层的气孔率为 8.0-15.0%；所述稀土陶瓷隔热层在室温-1200℃的热膨胀系数为6.0×10^-6-10.0×10^-6·K^-1；

热处理；热处理气氛为氩气或真空；热处理温度为 800-1200℃，热处理时间为 4-20h；

所述热障涂层的热导率小于 1.5W/(m.K)，热障涂层与TiAl合金基体的结合强度为25-40 MPa。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述TiAlCr抗氧化粘结层的厚度为20-250μm；所述稀土陶瓷隔热层的厚度为150-500μm。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述TiAlCr抗氧化粘结层的厚度为80-200μm；所述稀土陶瓷隔热层的厚度为200-400μm。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述TiAlCr抗氧化粘结层和稀土陶瓷隔热层的厚度比为1:2.5-1:4。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述TiAlCr抗氧化粘结层和稀土陶瓷隔热层的热膨胀系数的差值不超过7.0×10^-6·K^-1。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述真空等离子喷涂的工艺参数为：功率35-45 kW，氩气流量40-60 slpm，氢气流量5-10 slpm，喷涂距离100-300 mm，送粉速率10-35 r/min。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述大气等离子喷涂的工艺参数为：功率35-45kW，氩气流量30-50 slpm，氢气流量5-15 slpm，喷涂距离80-200 mm，送粉速率10-35 r/min。