專利名稱： 用電子束物理氣相沉積多孔樹(shù)枝晶陶瓷層的熱障涂層方法
公開(kāi)（告）號(hào)： CN1844445
申請(qǐng)（專利）號(hào)： 200610078744.0
發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： 宮聲凱;魏秋利;徐惠彬
(申請(qǐng))專利權(quán)（人）： 北京航空航天大學(xué)
內(nèi)容：（摘要）本發(fā)明公開(kāi)了一種用電子束物理氣相沉積多孔樹(shù)枝晶陶瓷層的熱障涂層方法，它是在鎳基高溫合金基體表面依次沉積一層粘結(jié)層材料和具有微孔多孔樹(shù)枝晶結(jié)構(gòu)的陶瓷層材料。該制備方法通過(guò)控制兩個(gè)不同組分料棒A和料棒B的蒸發(fā)沉積工藝參數(shù)使陶瓷層具有較低的導(dǎo)熱系數(shù)，有效地提高了在高溫環(huán)境下熱障涂層服役壽命。
主權(quán)項(xiàng)：一種用電子束物理氣相沉積多孔樹(shù)枝晶陶瓷層的熱障涂層方法，其特征在于：包含下列步驟， (1)準(zhǔn)備粘結(jié)層料棒，備用 粘結(jié)層材料為鎳、鈷、鉻、鋁、釔，其重量百分比組份為40～60％的鎳，18～ 22％的鈷、19～25％的鉻、6～8％的鋁、0.07～1.5％的釔，上述各成分總量為 100％； (2)準(zhǔn)備陶瓷層用的料棒A和料棒B， 料棒A化學(xué)成分由50.0～90.0wt％YSZ+10.0～50.0wt％稀土氧化物組成； 稱取YSZ、稀土氧化物，采用高能球磨機(jī)充分混合1～72hrs，然后在高溫 1300～1500℃下焙燒24～120hrs；然后采用模壓成型工藝制成棒材，并將棒材在高溫1200～1300℃下焙燒2～6hrs； 料棒B化學(xué)成分由90.5～99.0wt％YSZ+0.5～9.5wt％稀土氧化物組成； 稱取YSZ、稀土氧化物，采用高能球磨機(jī)充分混合1～72hrs，然后在高溫 1200～1400℃下焙燒24～120hrs；然后采用模壓成型工藝制成棒材，并將棒材在高溫1200～1300℃下焙燒2～6hrs； (3)準(zhǔn)備基體材料，并將基體安裝在電子束物理氣相沉積設(shè)備的旋轉(zhuǎn)基板架上； (4)將(1)步驟中的粘結(jié)層料棒放置在電子束物理氣相沉積設(shè)備的坩堝中； 抽真空室真空度至5×10～4Pa； 設(shè)定旋轉(zhuǎn)基板架所需旋轉(zhuǎn)的速度10～20rpm，并用電子束加熱基板 600～1000℃，電子束電壓17～19kV； 預(yù)蒸發(fā)粘結(jié)層料棒，并調(diào)節(jié)電子束流1.4～1.8A、料棒上升速率0.8～ 1.0mm/min，控制蒸發(fā)量； 拉開(kāi)擋板，進(jìn)行蒸發(fā)沉積粘結(jié)層，電子束電流為1.4～1.8A，料棒上升速率1.2～ 1.6mm/min；粘結(jié)層沉積結(jié)束，對(duì)粘結(jié)層進(jìn)行真空熱處理：溫度1000～1100℃，時(shí)間2～6hrs； (5)將(2)步驟中的料棒A、料棒B分別放置在電子束物理氣相沉積設(shè)備的坩堝中； 抽真空室真空度至5×10～4Pa； 設(shè)定旋轉(zhuǎn)基板架所需旋轉(zhuǎn)的速度10～20rpm，并用電子束加熱基板 600～1000℃，電子束電壓17～19kV； 預(yù)蒸發(fā)料棒A和料棒B，采用雙電子束，電子束流1.4～1.8A、料棒上升速率 0.8～1.0mm/min，控制蒸發(fā)量； 拉開(kāi)擋板，進(jìn)行蒸發(fā)沉積陶瓷層，充入氧氣0.001～0.5L/min； 適用于料棒A的電子束電流為1.0～1.8A，且電流變化速率為0.01～ 0.3A/min，料棒上升速率1.0～3.0mm/min； 適用于料棒B的電子束電流為0.8～1.8A，且電流變化速率為0.01～ 0.3A/min，料棒上升速率1.0～5.0mm/min； (6)關(guān)閉設(shè)備，制備結(jié)束。
