本發(fā)明涉及一種熱障涂層及其制備方法，尤其涉及一種抗熔融沉積物侵蝕的熱障涂層及其制備方法。

背景技術(shù)：

熱障涂層TBCs(Thermal barrier coatings)技術(shù)是高性能燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中不可或缺的關(guān)鍵技術(shù)，是提高燃?xì)廨啓C(jī)熱端部件使用溫度，延長其服役壽命的有效手段。傳統(tǒng)的YSZ熱障涂層通常指8YSZ(即6～8wt％Y₂O₃部分穩(wěn)定ZrO₂)熱障涂層，在國內(nèi)外已經(jīng)獲得了大量的實(shí)際應(yīng)用，然而，隨著燃?xì)廨啓C(jī)熱端部件使用溫度的不斷提高和使用過程中工況越發(fā)的惡劣，傳統(tǒng)的熱障涂層已經(jīng)不能滿足對(duì)高隔熱、高溫穩(wěn)定性、抗高溫沖蝕性及抗高溫?zé)Y(jié)性能的要求。

在燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，由于空氣中微塵(冰晶、火山灰或大氣中微粒等)吸入發(fā)動(dòng)機(jī)，以及發(fā)動(dòng)機(jī)前端磨屑等進(jìn)入燃燒室中，導(dǎo)致富含CaO-MgO-Al₂O₃-SiO₂物質(zhì)在焰流中熔融，并沉積在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片高溫表面，形成多相復(fù)雜玻璃相物質(zhì)CMAS(CaO-MgO-Al₂O₃-SiO₂)。根據(jù)燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)使用環(huán)境的不同，Ni、FeTi和Cr的微量氧化物也可能混雜在CMAS中，CMAS具有相對(duì)較低的熔點(diǎn)(1190～1260℃)，有雜質(zhì)硫存在時(shí)熔點(diǎn)會(huì)更低。當(dāng)CMAS沉積在熱障涂層表面時(shí)，可潤濕外層8YSZ并滲透到熱障涂層內(nèi)部的孔隙中，使孔隙和柱狀晶界減少甚至喪失，從而降低了涂層的應(yīng)變?nèi)菹蓿瑢?dǎo)致熱障涂層的過早剝落；更為嚴(yán)重的是CMAS中Ca²⁺離子會(huì)擴(kuò)散進(jìn)入涂層晶界位置，從而取代傳統(tǒng)8YSZ涂層中氧化釔作為高溫穩(wěn)定劑，從而大幅度降低8YSZ熱障涂層的高溫穩(wěn)定性；另外CMAS形成的多相復(fù)合物種，部分相熔融狀態(tài)會(huì)溶解8YSZ涂層，形成更為復(fù)雜物相，導(dǎo)致8YSZ涂層粉狀化和加速剝離失效。

由于吸入發(fā)動(dòng)機(jī)形成CMAS的微粒尺寸細(xì)小(幾微米～上百微米)，采用擋沙板等防護(hù)方式不可能解決，且隨燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)溫度升高，CMAS滲入作用和加速熱障涂層失效的作用會(huì)成倍增加。目前CMAS防護(hù)技術(shù)，已經(jīng)成為國內(nèi)外熱障涂層學(xué)術(shù)界和工程界共同關(guān)注的核心問題。

目前熱障涂層抗CMAS防護(hù)技術(shù)主要有三種類型：1)抗熔融CMAS滲透型：以金屬、氧化物和非氧化物為主，主要具有較高的致密度，同時(shí)與熔融CMAS潤濕角較大，延緩CMAS附著和滲入，如Pd-Ag、Pt、SiC、Ta₂O₃、MgAlO₄等，另外表層致密結(jié)構(gòu)也可以起到阻礙CMAS滲入的目的；2)犧牲反應(yīng)型：犧牲型涂層是指高溫下與CMAS接觸時(shí)與之反應(yīng)使其熔點(diǎn)升高或黏性增大的涂層，如Al₂O₃，MgO，CaO，Sc₂O₃，SiO₂，MgAlO₄等，其中氧化鋁溶解在CMAS中，可以使接觸界面處Al含量升高，從而獲得高熔點(diǎn)的鈣長石相，延緩CMAS滲入；3)不潤濕型涂層：至熔融CMAS與涂層表面潤濕角較大，如貴金屬、AlN、BN、SiC、MoSi₂、SiO₂等等，同時(shí)還有部分仿生結(jié)構(gòu)，可以起到不潤濕作用。

上述技術(shù)多停留在實(shí)驗(yàn)室階段，技術(shù)上多存在不足：1)與熱障涂層陶瓷涂層的界面相容性問題難以解決，包括韌性、彈性模量或者或化學(xué)相容性，如MgO和CaO雖然可以犧牲反應(yīng)，但也會(huì)對(duì)氧化鋯基陶瓷層產(chǎn)生離子擴(kuò)散作用，改變氧化鋯基材料的高溫穩(wěn)定性；2)貴金屬成本及部分材料不適宜應(yīng)用于高溫度梯度和冷熱交替服役環(huán)境，貴金屬材料成本較高，在大型復(fù)雜型面零件表面制備難度較大，目前尚未很好克服和實(shí)現(xiàn)良好的制備；部分陶瓷如AlN、BN、SiC等，自身較脆，同時(shí)高溫下還存在氧化燒蝕等問題，從原理上可以起到CMAS防護(hù)作用，但基本不可能實(shí)現(xiàn)在真實(shí)工況應(yīng)用。

因而需要克服上述困難，立足于氧化鋯基材料的改性優(yōu)化或表面結(jié)構(gòu)優(yōu)化，在不改善材料基本特性(耐高溫、熱物性、抗熱震等)的前提下，實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的抗CMAS沉積物防護(hù)能力是各國科學(xué)家研究的重點(diǎn)方向。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的在于提供一種抗CMAS熔融沉積物侵蝕的熱障涂層及其制備方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)中熱障涂層在CMAS熔融沉積物存在的環(huán)境中過早失效的問題。

本發(fā)明公開了一種抗CMAS熔融沉積物侵蝕的熱障涂層，該熱障涂層包括：

由MCrAlY構(gòu)成的粘結(jié)層，由8YSZ構(gòu)成的陶瓷底層，以及由18YSZ(18wt％Y₂O₃-ZrO₂)或48YSZ(48wt％Y₂O₃-ZrO₂，化學(xué)式：2ZrO₂·Y₂O₃)構(gòu)成的陶瓷頂層，該熱障涂層的總厚度為小于500μm，陶瓷頂層和陶瓷底層厚度比為1：1～0.05：1；其中M為Ni或NiCo。

本發(fā)明所述的抗CMAS熔融沉積物侵蝕的熱障涂層，其中，所述粘結(jié)層厚度為90～110μm。

本發(fā)明還公開了一種抗CMAS熔融沉積物侵蝕的熱障涂層的制備方法，其中，包括如下步驟：

步驟一：將制備粘結(jié)層用的MCrAlY粉末，制備陶瓷層用的8YSZ粉末和18YSZ或48YSZ粉末，在烘箱中烘干；

步驟二：噴涂試樣前處理；

步驟三：粘結(jié)層的制備，使用超音速火焰噴涂方式噴涂MCrAlY粘結(jié)層；

步驟四：使用等離子噴涂方式噴涂8YSZ陶瓷底層，噴涂工藝參數(shù)為：等離子噴涂功率40～60kW，送粉率20～40g/min，噴涂距離70～110mm；以及

步驟五：使用等離子噴涂方式在8YSZ陶瓷底層表面噴涂18YSZ或48YSZ陶瓷頂層，噴涂工藝參數(shù)為：等離子噴涂功率45～60kW，送粉率20～40g/min，噴涂距離70～110mm；

其中，熱障涂層的總厚度為小于500μm，陶瓷頂層和陶瓷底層厚度比為1：1～0.05：1，M為Ni或NiCo。

本發(fā)明所述的熔融沉積物侵蝕的熱障涂層的制備方法，其中，所述MCrAlY粘結(jié)層的噴涂工藝為氧氣流量38～40L/h，煤油流量18～22L/h，送粉量45～55g/min，噴涂距離200～300mm，噴涂厚度90～110μm。

本發(fā)明所述的抗CMAS熔融沉積物侵蝕的熱障涂層的制備方法，其中，所述粉末在烘箱中90～110℃條件下烘干60～120min。

本發(fā)明所述的抗CMAS熔融沉積物侵蝕的熱障涂層的制備方法，其中，所述步驟二為將待噴涂試樣用丙酮進(jìn)行清洗，以除去試樣表面油污，然后進(jìn)行噴砂處理，最后用氣槍進(jìn)行吹氣處理，以除去試樣表面殘留砂粒。

本發(fā)明所述的抗CMAS熔融沉積物侵蝕的熱障涂層的制備方法，其中，所述噴砂處理工藝條件為壓力0.1～0.3MPa，噴砂距離60～80mm，噴砂角度70～80°，所用砂為20～60目剛玉砂。

本發(fā)明所述的抗CMAS熔融沉積物侵蝕的熱障涂層的制備方法，其中，所述吹氣處理為使用氣槍，在0.3～0.5MPa壓力下進(jìn)行。

本發(fā)明所述的抗CMAS熔融沉積物侵蝕的熱障涂層的制備方法，其中，所述超音速火焰噴涂設(shè)備的槍管長度為100mm。

本發(fā)明所述的抗CMAS熔融沉積物侵蝕的熱障涂層的制備方法，其中，所述等離子噴涂為普通大氣等離子噴涂(所用普通大氣等離子噴涂設(shè)備為使用傳統(tǒng)9MB型噴槍及對(duì)應(yīng)控制系統(tǒng))或高能等離子噴涂(所用高能等離子噴涂設(shè)備具有高能、高焓、高速和高沉積效率，通常設(shè)備凈功率可達(dá)60kW以上，可以實(shí)現(xiàn)更高的沉積速率和沉積質(zhì)量)。

本發(fā)明的有益效果：

(1)本發(fā)明采用立方相為主的陶瓷頂層(18YSZ或48YSZ)，該頂層具有較低孔隙率(≤10％)，并且由于Y₂O₃含量較高，在高溫下，高濃度Y元素進(jìn)入CMAS中，形成薄的致密的Ca₄Y₆(SiO₄)₆O和立方相的氧化鋯混合層，這種致密薄層的熔點(diǎn)高于CMAS熔融沉積物，可阻礙高溫下CMAS熔融沉積物對(duì)熱障涂層更進(jìn)一步的破壞；

(2)本發(fā)明的陶瓷頂層和陶瓷底層皆為YSZ結(jié)構(gòu)，兩者之間具有良好的界面匹配性，并且本發(fā)明熱障涂層具有耐高溫、低熱導(dǎo)率的特性；

(3)本發(fā)明抗熔融沉積物熱障涂層雖為雙層結(jié)構(gòu)，但不改變傳統(tǒng)8YSZ熱障涂層制備工藝，仍可使用常規(guī)大氣等離子噴涂或高溫等離子噴涂工藝制備，制造成本低，且可與8YSZ陶瓷底層連續(xù)制備。

附圖說明

圖1為48YSZ/8YSZ涂層1250℃，2h CMAS滲入后SEM微觀形貌圖；

圖2為48YSZ/8YSZ涂層1250℃，5h CMAS滲入后SEM微觀形貌圖；

圖3為8YSZ涂層1250℃，2h CMAS滲入后SEM微觀形貌圖；

圖4為8YSZ涂層1250℃，5h CMAS滲入后SEM微觀形貌圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明采用普通大氣等離子噴涂(采用9MB型等離子噴涂槍)或高能等離子噴涂方式制備18YSZ/8YSZ或48YSZ/8YSZ涂層，陶瓷頂層具有良好的高溫隔熱性能以及高溫穩(wěn)定性能，同時(shí)，陶瓷頂層具有優(yōu)異的抗熔融CMAS沉積物防護(hù)能力，該方法制備的涂層與金屬基底匹配良好，涂層的結(jié)合強(qiáng)度為25～40MPa，陶瓷頂層孔隙率小于10％，該涂層的制備方法包括：

步驟一：將制備陶瓷層用的8YSZ粉末和18YSZ或48YSZ粉末，以及制備粘結(jié)層用的MCrAlY(M為Ni或NiCo)粉末，在烘箱中100±10℃條件下烘干60～120min。

步驟二：噴涂試樣前處理，將待噴涂試樣用丙酮進(jìn)行清洗，以除去試樣表面油污，然后使用20～60目剛玉砂進(jìn)行噴砂處理，噴砂工藝條件為壓力0.1～0.3MPa，噴砂距離60～80mm，噴砂角度70～80°，噴砂處理后使用高壓氣槍，在0.3～0.5MPa壓力下進(jìn)行吹氣處理，以除去試樣表面殘留砂粒。

步驟三：粘結(jié)層的制備，使用超音速火焰噴涂設(shè)備(槍管長度100mm)噴涂MCrAlY粘結(jié)層，噴涂工藝為氧氣流量38～40L/h，煤油流量18～22L/h，送粉量45～55g/min，噴涂距離200～300mm，噴涂厚度100±10μm；其中，M為Ni或NiCo。

步驟四：使用普通大氣等離子噴涂或高能等離子噴涂設(shè)備噴涂8YSZ陶瓷底層，噴涂工藝參數(shù)為：等離子噴涂功率40～60kW，送粉率20～40g/min，噴涂距離70～110mm。

步驟五：使用普通大氣等離子噴涂設(shè)備或高能等離子噴涂設(shè)備噴涂18YSZ或48YSZ陶瓷頂層，噴涂工藝參數(shù)為：等離子噴涂功率45～60kW，送粉率20～40g/min，噴涂距離70～110mm。

其中，陶瓷頂層和陶瓷底層厚度比為1：1～0.05：1，熱障涂層總厚度為小于500μm。

按上述方法制備的抗CMAS熔融沉積物侵蝕的熱障涂層由8YSZ構(gòu)成的陶瓷底層，以及由18YSZ(18wt％Y₂O₃-ZrO₂)或48YSZ(48wt％Y₂O₃-ZrO₂，化學(xué)式：2ZrO₂·Y₂O₃)構(gòu)成的陶瓷頂層，陶瓷頂層和陶瓷底層厚度比為1：1～0.05：1，熱障涂層的總厚度為小于500μm；另外還包括由MCrAlY構(gòu)成的粘結(jié)層，粘結(jié)層厚度為100±10μm，其中M為Ni或NiCo。

下面通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。

實(shí)施例1：

步驟一：取NiCrAlY(Ni22Cr6Al1Y，其中Cr的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為22％，Al的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6％，Y的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1％，其余為Ni)粘結(jié)層粉末、8YSZ粉末、48YSZ粉末若干，噴涂前使用烘箱在90℃條件下烘干60min。

步驟二：噴涂試樣前處理，將待噴涂試樣用丙酮進(jìn)行清洗，除去試樣表面油污，使用20目剛玉砂進(jìn)行噴砂處理，噴砂工藝條件為壓力0.1MPa，噴砂距離60mm，噴砂角度80°，噴砂處理后使用高壓氣槍，在0.3MPa壓力下進(jìn)行吹氣處理，除去試樣表面殘留砂粒。

步驟三：金屬粘結(jié)層制備，使用超音速火焰噴涂設(shè)備，長度100mm槍管，噴涂NiCrAlY粘結(jié)層，噴涂工藝為氧氣流量38L/h，煤油流量18L/h，送粉量55g/min，噴涂距離200mm，噴涂厚度90μm。

步驟四：使用普通大氣等離子噴涂設(shè)備制備8YSZ陶瓷底層，主要噴涂工藝參數(shù)為：等離子噴涂功率40kW，送粉率20g/min，噴涂距離70mm，噴涂厚度90μm。

步驟五：使用普通大氣等離子噴涂設(shè)備制備48YSZ陶瓷層，噴涂工藝參數(shù)為：等離子噴涂功率45kW，送粉率20g/min，噴涂距離100mm，噴涂涂層厚度90μm。

對(duì)實(shí)施例1所制備的48YSZ陶瓷頂層進(jìn)行了孔隙率測試，頂層孔隙率大小為9.8％，在該工藝條件下制備的陶瓷層結(jié)合強(qiáng)度大小為35.5MPa，陶瓷層的總厚度大小為180μm，陶瓷頂層和陶瓷底層厚度比為1：1，陶瓷層和粘結(jié)層總厚度為270μm；在1100℃條件下，該涂層的隔熱效果達(dá)到了170℃，在1200℃，24h高溫條件下，CMAS滲入深度為22μm；在1250℃，2～5h條件下，CMAS滲入深度小于20μm(如圖1、圖2)。

實(shí)施例2：

步驟一：取NiCrAlY(Ni25Cr8Al0.8Y，其中Cr的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25％，Al的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8％，Y的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.8％，其余為Ni)粘結(jié)層粉末、8YSZ粉末、18YSZ粉末若干，噴涂前使用烘箱在110℃條件下烘干120min。

步驟二：噴涂試樣前處理，將待噴涂試樣用丙酮進(jìn)行清洗，除去試樣表面油污，使用60目剛玉砂進(jìn)行噴砂處理，噴砂工藝條件為壓力0.3MPa，噴砂距離80mm，噴砂角度70°，噴砂處理后使用高壓氣槍，在0.5MPa壓力下進(jìn)行吹氣處理，除去試樣表面殘留砂粒。

步驟三：金屬粘結(jié)層制備，使用超音速火焰噴涂設(shè)備，長度100mm槍管，噴涂NiCrAlY粘結(jié)層，噴涂工藝為氧氣流量40L/h，煤油流量22L/h，送粉量55g/min，噴涂距離300mm，噴涂厚度110μm。

步驟四：使用普通大氣等離子噴涂設(shè)備制備8YSZ陶瓷底層，主要噴涂工藝參數(shù)為：等離子噴涂功率45kW，送粉率25g/min，噴涂距離110mm，噴涂厚度400μm。

步驟五：使用普通大氣等離子噴涂設(shè)備制備18YSZ陶瓷層，噴涂工藝參數(shù)為：等離子噴涂功率52kW，送粉率30/min，噴涂距離70mm，噴涂涂層厚度20μm。

對(duì)實(shí)施例2所制備的18YSZ陶瓷頂層進(jìn)行了孔隙率測試，頂層孔隙率大小為5.4％，在該工藝條件下制備的陶瓷層結(jié)合強(qiáng)度大小為35.2MPa，陶瓷層的總厚度大小為420μm，陶瓷頂層和陶瓷底層厚度比為0.05：1，陶瓷層和粘結(jié)層總厚度為530μm；在1100℃條件下，該涂層的隔熱效果達(dá)到了165℃，在1200℃，24h高溫條件下，CMAS滲入深度為24μm；在1250℃，2～5h條件下，CMAS滲入深度小于17μm。

實(shí)施例3：

步驟一：取NiCoCrAlY(Ni22Co20Cr8Al1Y，其中Co的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為22％，Cr的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％，Al的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8％，Y的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1％，其余為Ni)粘結(jié)層粉末、8YSZ粉末、48YSZ粉末若干，噴涂前使用烘箱在100℃條件下烘干60min。

步驟二：噴涂試樣前處理，將待噴涂試樣用丙酮進(jìn)行清洗，除去試樣表面油污，使用60目剛玉砂進(jìn)行噴砂處理，噴砂工藝條件為壓力0.2MPa，噴砂距離65mm，噴砂角度75°，噴砂處理后使用高壓氣槍，在0.5MPa壓力下進(jìn)行吹氣處理，除去試樣表面殘留砂粒。

步驟三：金屬粘結(jié)層制備，使用超音速火焰噴涂設(shè)備，長度100mm槍管，噴涂NiCoCrAlY粘結(jié)層，噴涂工藝為氧氣流量39L/h，煤油流量20L/h，送粉量50g/min，噴涂距離150mm，噴涂厚度100μm。

步驟四：使用高能等離子噴涂設(shè)備制備8YSZ陶瓷底層，主要噴涂工藝參數(shù)為：高能等離子噴涂功率50kW，送粉率40g/min，噴涂距離80mm，噴涂厚度200μm。

步驟五：使用高能等離子噴涂設(shè)備制備48YSZ陶瓷層，噴涂工藝參數(shù)為：等離子噴涂功率60kW，送粉率40g/min，噴涂距離100mm，噴涂厚度200μm。

對(duì)實(shí)施例3所制備的48YSZ陶瓷頂層進(jìn)行了孔隙率測試，頂層孔隙率大小為3.5％，在該工藝條件下制備的陶瓷層結(jié)合強(qiáng)度大小為38.4MPa，陶瓷層的總厚度大小為400μm，陶瓷底層和陶瓷頂層厚度比為1：1，陶瓷層和粘結(jié)層總厚度為500μm；在1100℃條件下，該涂層的隔熱效果達(dá)到了175℃，在1200℃，24h高溫條件下，CMAS滲入深度為18μm；在1250℃，2～5h條件下，CMAS滲入深度小于15μm。

實(shí)施例4：

步驟一：取NiCoCrAlY(Ni22Co17Cr12Al0.8Y0.3Hf0.2Si，其中Co的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為22％，Cr的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為17％，Al的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12％，Y的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.8％，Hf的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.3％，Si的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2％，其余為Ni)粘結(jié)層粉末、8YSZ粉末、48YSZ粉末若干，噴涂前使用烘箱在100℃條件下烘干100min。

步驟二：噴涂試樣前處理，將待噴涂試樣用丙酮進(jìn)行清洗，除去試樣表面油污，使用40目剛玉砂進(jìn)行噴砂處理，噴砂工藝條件為壓力0.2MPa，噴砂距離75mm，噴砂角度75°，噴砂處理后使用高壓氣槍，在0.2MPa壓力下進(jìn)行吹氣處理，除去試樣表面殘留砂粒。

步驟三：金屬粘結(jié)層制備，使用超音速火焰噴涂設(shè)備，長度100mm槍管，噴涂NiCoCrAlY粘結(jié)層，噴涂工藝為氧氣流量40L/h，煤油流量21L/h，送粉量50g/min，噴涂距離250mm，噴涂厚度105μm。

步驟四：使用常規(guī)等離子噴涂設(shè)備制備8YSZ陶瓷底層，主要噴涂工藝參數(shù)為：等離子噴涂功率50kW，送粉率30g/min，噴涂距離80mm，噴涂厚度200μm。

步驟五：使用高能等離子噴涂設(shè)備制備48YSZ陶瓷層，噴涂工藝參數(shù)為：等離子噴涂功率50kW，送粉率30g/min，噴涂距離110mm，噴涂厚度100μm。

對(duì)實(shí)施例4所制備的48YSZ陶瓷頂層進(jìn)行了孔隙率測試，頂層孔隙率大小為6.9％，在該工藝條件下制備的陶瓷層結(jié)合強(qiáng)度大小為38.5MPa，陶瓷層的總厚度大小為300μm，陶瓷底層和陶瓷頂層層厚比為0.5：1，陶瓷層和粘結(jié)層總厚度為405μm；在1100℃條件下，該涂層的隔熱效果達(dá)到了169℃，在1200℃，24h高溫條件下，CMAS滲入深度為15μm；在1250℃，2～5h條件下，CMAS滲入深度小于16μm。

實(shí)施例5：

步驟一：取NiCoCrAlY(Ni22Co17Cr12Al0.8Y，其中Co的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為22％，Cr的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為17％，Al的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12％，Y的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.8％其余為Ni)粘結(jié)層粉末、8YSZ粉末、48YSZ粉末若干，噴涂前使用烘箱在105℃條件下烘干110min。

步驟二：噴涂試樣前處理，將待噴涂試樣用丙酮進(jìn)行清洗，除去試樣表面油污，使用20目剛玉砂進(jìn)行噴砂處理，噴砂工藝條件為壓力0.3MPa，噴砂距離70mm，噴砂角度75°，噴砂處理后使用高壓氣槍，在0.2MPa壓力下進(jìn)行吹氣處理，除去試樣表面殘留砂粒。

步驟三：金屬粘結(jié)層制備，使用超音速火焰噴涂設(shè)備，長度100mm槍管，噴涂NiCoCrAlY粘結(jié)層，噴涂工藝為氧氣流量39L/h，煤油流量20L/h，送粉量45g/min，噴涂距離200mm，噴涂厚度100μm。

步驟四：使用普通大氣等離子噴涂設(shè)備制備8YSZ陶瓷底層，主要噴涂工藝參數(shù)為：等離子噴涂功率45kW，送粉率25g/min，噴涂距離80mm，噴涂厚度150μm。

步驟五：使用高能等離子噴涂設(shè)備制備48YSZ陶瓷層，噴涂工藝參數(shù)為：等離子噴涂功率60kW，送粉率40g/min，噴涂距離110mm，噴涂厚度150μm。

對(duì)實(shí)施例5所制備的48YSZ陶瓷頂層進(jìn)行了孔隙率測試，頂層孔隙率大小為3.8％，在該工藝條件下制備的陶瓷層結(jié)合強(qiáng)度大小為45.8MPa，陶瓷層的總厚度大小為300μm，陶瓷底層和陶瓷頂層厚度比為1：1，陶瓷層和粘結(jié)層總厚度為400μm；在1100℃條件下，該涂層的隔熱效果達(dá)到了165℃，在1200℃，24h高溫條件下，CMAS滲入深度為10μm；在1250℃，2～5h條件下，CMAS滲入深度小于15μm。

按照本發(fā)明方法制備的陶瓷頂層孔隙率小于10％，熱障涂層的結(jié)合強(qiáng)度大于35MPa；在1100℃條件下，中空?qǐng)A管試樣內(nèi)部冷氣流量3m³/h條件下，經(jīng)過測試，圓管試樣熱障涂層的隔熱效果達(dá)到了165℃以上(而傳統(tǒng)8YSZ涂層在相同厚度和測試條件下，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)測得隔熱效果為145～155℃)；在8YSZ涂層和8YSZ/48YSZ涂層表面涂抹50mg/cm²的CMAS沉積物粉末，在1200℃，24h高溫?zé)崽幚砗螅?8YSZ涂層CMAS滲入深度小于25μm；在·1250℃，2～5h熱處理下，CMAS滲入深度小于20μm(如圖1、圖2)；經(jīng)實(shí)驗(yàn)測得，傳統(tǒng)8YSZ涂層在1200℃，24h高溫?zé)崽幚砗?，CMAS滲入深度達(dá)到200μm以上，在1250℃，2～5h條件下，傳統(tǒng)8YSZ涂層發(fā)生了明顯在CMAS中溶解現(xiàn)象(大于50μm的8YSZ涂層嚴(yán)重溶解)(如圖3、圖4)。

當(dāng)然，本發(fā)明還可有其它多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍。