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： CN1844445
申請（專利）號： 200610078744.0
發明（設計）人： 宮聲凱;魏秋利;徐惠彬
(申請)專利權（人）： 北京航空航天大學
內容： （摘要）本發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層材料和具有微孔多孔樹枝晶結構的陶瓷層材料。該制備方法通過控制兩個不同組分料棒A和料棒B的蒸發沉積工藝參數使陶瓷層具有較低的導熱系數，有效地提高了在高溫環境下熱障涂層服役壽命。
主權項： 1、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)準備粘結層料棒，備用 粘結層材料為鎳、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)準備陶瓷層用的料棒A和料棒B， 料棒A化學成分由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)準備基體材料，并將基體安裝在電子束物理氣相沉積設備的旋轉基板架上； (4)將(1)步驟中的粘結層料棒放置在電子束物理氣相沉積設備的坩堝中； 抽真空室真空度至5×10～4Pa； 設定旋轉基板架所需旋轉的速度10～20rpm，并用電子束加熱基板 600～1000℃，電子束電壓17～19kV； 預蒸發粘結層料棒，并調節電子束流1.4～1.8A、料棒上升速率0.8～ 1.0mm/min，控制蒸發量； 拉開擋板，進行蒸發沉積粘結層，電子束電流為1.4～1.8A，料棒上升速率1.2～ 1.6mm/min；粘結層沉積結束，對粘結層進行真空熱處理：溫度1000～1100℃，時間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備的坩堝中； 抽真空室真空度至5×10～4Pa； 設定旋轉基板架所需旋轉的速度10～20rpm，并用電子束加熱基板 600～1000℃，電子束電壓17～19kV； 預蒸發料棒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，控制蒸發量； 拉開擋板，進行蒸發沉積陶瓷層，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)關閉設備，制備結束。
