專利名稱： 用電子束物理氣相沉積多孔樹枝晶陶瓷層的熱障涂層方法
公開（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)明公開了一種用電子束物理氣相沉積多孔樹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枝晶結(jié)構(gòu)的陶瓷層材料。該制備方法通過控制兩個(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。
