[发明专利]一种抗CMAS腐蚀的原位生成稀土磷灰石相致密反应层的制备方法

权利要求书

1.一种抗CMAS腐蚀的原位生成稀土磷灰石相致密反应层的制备方法，其特征在于，包括下步骤操作：

(1)粉末预处理：将稀土氧化物粉末和热障涂层材料粉末在等离子喷涂制备成陶瓷涂层前进行烘干处理；

(2)陶瓷涂层的制备：在打磨、喷砂、乙醇超声波清洗+烘干预处理后的氧化铝薄板进行大气等离子热喷涂制备YSZ涂层，然后在YSZ表面等离子喷涂沉积稀土氧化物涂层；

(3)CMAS玻璃层的制备：采用浆料刷镀法在稀土氧化物涂层表面涂覆一层均匀的CaO-MgO-Al₂O₃-SiO₂玻璃层；

(4)稀土磷灰石相致密反应层的制备：将涂覆CMAS玻璃层后的涂层进行高温短时间的预腐蚀处理；经过预腐蚀处理后即可获得在涂层表面原位生成稀土磷灰石相组成的薄且连续致密反应层。

2.根据权利要求1所述的一种抗CMAS腐蚀的原位生成稀土磷灰石相致密反应层的制备方法，其特征在于，步骤(1)中的稀土氧化物粉末为Gd₂O₃、La₂O₃、Y₂O₃、Yb₂O₃、Sm₂O₃、Dy₂O₃、Nd₂O₃、Er₂O₃、CeO₂中的任意一种，热障涂层材料为7-8％wt氧化钇部分稳定氧化锆(YSZ)；粉末为球形粉末，粒径为30-100μm。

3.根据权利要求2所述的一种抗CMAS腐蚀的原位生成稀土磷灰石相致密反应层的制备方法，其特征在于，烘干温度为120-180℃，时间为1-2h。

4.根据权利要求3所述的一种抗CMAS腐蚀的原位生成稀土磷灰石相致密反应层的制备方法，其特征在于，步骤(2)中YSZ涂层的厚度为100-120μm，YSZ涂层表面的稀土氧化物涂层厚度为10-20μm；等离子喷涂参数为电压45-55V、电流600-750A，氩气流量1500-2300L/h，氢气流量180-300L/h，送粉速度10-20g/min，喷涂距离100-180mm。

5.根据权利要求4所述的一种抗CMAS腐蚀的原位生成稀土磷灰石相致密反应层的制备方法，其特征在于，步骤(3)中的CMAS玻璃为CaO-MgO-Al₂O₃-SiO₂玻璃，其成分按摩尔百分比为20-33CaO-8-10MgO-6-7Al₂O₃-45-58SiO₂玻璃。

6.根据权利要求5所述的一种抗CMAS腐蚀的原位生成稀土磷灰石相致密反应层的制备方法，其特征在于，将CaO、MgO、Al₂O₃和SiO₂粉末按照修正后的比例混合备料后进行球磨，修正参数为CaO比设计量高3-4％，SiO₂量则减设计量的2-3％，MgO、Al₂O₃的不变，球磨参数为400-600r/min，时间4-6h，润湿剂为15％乙醇；球磨后进行烘干、高温煅烧得到块状透明CMAS玻璃，温度为1350-1450℃，时间为3-4h；机械破碎、球磨、过筛得到粒度小于200目的CMAS粉末。

7.根据权利要求1或6所述的一种抗CMAS腐蚀的原位生成稀土磷灰石相致密反应层的制备方法，其特征在于，步骤(3)中的采用浆料刷镀法在稀土氧化物涂层表面涂覆一层均匀的CMAS玻璃层，沉积量为20-50mg/cm²；CMAS浆料是在粉末中滴入适量乙醇形成CMAS浆料。