一种提高热障涂层抗CMAS腐蚀能力的方法与流程

技术特征：
1.一种提高热障涂层抗cmas腐蚀能力的方法，所述的热障涂层为多层结构，包括粘结层、陶瓷层、激光重熔层与预腐蚀层，其特征在于：在进行等离子喷涂粘结层与陶瓷层的步骤之后，采用激光重熔技术对制备的陶瓷层表面进行改性处理得到激光重熔层；然后将预制的氧化物悬浮液均匀涂覆至激光重熔层表面，在高温炉内保温从而形成致密的磷灰石相预腐蚀层，进一步提高热障涂层的抗cmas腐蚀能力。2.如权利要求1所述的一种提高热障涂层抗cmas腐蚀能力的方法，其特征在于，具体步骤如下：步骤一：对待加工的高温合金试样表面进行研磨、抛光及喷砂处理；步骤二：采用等离子喷涂工艺在试样表面制备nicocraly粘结层；步骤三：对喷涂过粘结层的试样进行真空热处理及表面喷砂处理；步骤四：采用等离子喷涂工艺在步骤三处理后的试样表面喷涂陶瓷层；步骤五：对步骤四所制备的陶瓷层表面进行研磨以及抛光处理；步骤六：对步骤五处理后的陶瓷层进行预热处理；步骤七：将步骤六预热处理后的试样装夹在激光器的工作台，进行激光重熔加工得到激光重熔层；步骤八：称取cao、al2o3、tio2、la2o3和sio2的氧化物混合粉末加入无水乙醇后在球磨机内第一次球磨后干燥得到干燥粉末；将干燥粉末放入高温炉内高温煅烧，随炉冷却后，再加入无水乙醇，在球磨机内第二次球磨后干燥，然后将所得粉末研磨并过筛；步骤九：将步骤八过筛后的粉末与无水乙醇混合并不断搅拌至均匀，得到所需的悬浮液，将悬浮液涂覆到步骤七得到的激光重熔层表面；步骤十：将步骤九得到的试样放在高温炉内保温，随后冷却至室温取出，得到磷灰石相预腐蚀层，得到最终的热障涂层。3.如权利要求2所述的一种提高热障涂层抗cmas腐蚀能力的方法，其特征在于，步骤二中，nicocraly粘结层的厚度在50～100微米。4.如权利要求2所述的一种提高热障涂层抗cmas腐蚀能力的方法，其特征在于，步骤四中，陶瓷层的厚度在100～300微米；所述陶瓷层为稀土锆酸盐类材料，其化学式为re2zr2o7，re为la或gd。5.如权利要求2所述的一种提高热障涂层抗cmas腐蚀能力的方法，其特征在于，步骤六中，预热温度：200～400℃，预热时间10～20min。6.如权利要求2所述的一种提高热障涂层抗cmas腐蚀能力的方法，其特征在于，步骤七中，预设激光器的工艺参数为，波长1064nm，脉冲宽度100ns，激光功率100～300w，重复频率10khz,扫描速度5～30mm/s，焦距300mm，光斑直径30微米，激光重熔层的厚度为10～20微米。7.如权利要求2所述的一种提高热障涂层抗cmas腐蚀能力的方法，其特征在于，步骤八中，混合粉末，按质量比例，22％cao、14％al2o3、10％tio2、9％la2o3和45％sio2；第一次球磨时间为6～8h，干燥指放在120℃的干燥箱内，烘干10h；高温煅烧温度为1300℃，煅烧时间为8h；第二次球磨时间为24h，过筛指过200目筛。8.如权利要求2所述的一种提高热障涂层抗cmas腐蚀能力的方法，其特征在于，步骤九中，过筛后的粉末与无水乙醇的质量比为1:10，涂覆密度为20mg/cm2。
9.如权利要求2所述的一种提高热障涂层抗cmas腐蚀能力的方法，其特征在于，步骤十中，保温温度为1150～1250℃，保温时间为0.5h；磷灰石相预腐蚀层的厚度为5～10微米。

技术总结
本发明涉及热障涂层表面腐蚀与防护技术领域，具体为一种提高热障涂层抗CMAS腐蚀能力的方法。本发明所述的热障涂层为多层结构，其中包括粘结层、陶瓷层、激光重熔部分陶瓷层形成的重熔层以及采用高温预处理形成的预腐蚀层。利用激光重熔陶瓷层的表面裂纹，在其表面涂覆一层预先设计的混合氧化物。重熔层是利用纳秒脉冲激光对陶瓷层进行表面改性处理，可以优化陶瓷层表面组织，提高致密度，降低孔隙率，封堵CMAS的扩散通道。预腐蚀层为利用预先设计的混合氧化物与锆酸钆类陶瓷层在高温条件下先期反应，形成磷灰石相反应层，从而大幅度提高热障涂层抗CMAS腐蚀能力。高热障涂层抗CMAS腐蚀能力。


技术研发人员：钱伟 花银群 蔡杰 戴峰泽 陈瑞芳
受保护的技术使用者：苏州金航纳米技术研究有限公司
技术研发日：2021.08.31
技术公布日：2021/11/28