>[0036]将制备获得的表面具有热障的涂层钛合金制备成金相试样，采用扫面电镜观察，发现热障涂层的厚度为1_，里面均匀分布粒径为10nm的增强纳米颗粒。
[0037]实施例2
[0038]S1:采用喷雾干燥法使粒径为35nm Zr02m米颗粒团聚成75 μπι的团聚粉末；
[0039]S2:在纯度为99.9%的氩气气氛保护下，对经步骤SI获得的团聚粉末进行热处理以获得烧结粉末，所述烧结粉末粒径为65?70 μ m，热处理的温度为500°C，热处理时间为
1.5h。热处理采用的热处理炉为武汉电炉厂生产的型号为WH-C-4的炉子。
[0040]S3:先用丙酮将基体表面清洗5min?8min以去除油污，接着采用酸洗，然后放入烘箱中在80°C烘30分钟，得到表面清洁干燥的基体。将经步骤S2获得的所述烧结粉末送入基体被等离子弧熔敷后获得的熔池内，熔池的温度为1800°C，接着再冷却凝固，以在基体表面制备获得纳米颗粒增强的热障涂层。本实施例中，基体为钛合金TC4。
[0041]将制备获得的表面具有热障的涂层钛合金制备成金相试样，采用扫面电镜观察，发现热障涂层的厚度为1.1_，里面均匀分布粒径为200nm的增强纳米颗粒。
[0042]实施例3
[0043]S1:采用喷雾干燥法使粒径为70nm Zr02m米颗粒团聚成92 μπι的团聚粉末；
[0044]S2:在纯度为99.9%的氩气气氛保护下，对经步骤SI获得的团聚粉末进行热处理以获得烧结粉末，所述烧结粉末粒径为80?85 μ m，热处理的温度为700°C，热处理时间为
2.5h。热处理采用的热处理炉为武汉电炉厂生产的型号为WH-C-4的炉子。
[0045]S3:先用丙酮将基体表面清洗5min?8min以去除油污，接着采用清水洗涤，然后放入烘箱中在80°C烘30分钟，得到表面清洁干燥的基体。将经步骤S2获得的所述烧结粉末送入基体被电弧熔敷后获得的熔池内，熔池的温度为2250°C，接着再冷却凝固，以在基体表面制备获得纳米颗粒增强的热障涂层。本实施例中，基体为钛合金TC4。
[0046]将制备获得的表面具有热障的涂层钛合金制备成金相试样，采用扫面电镜观察，发现热障涂层的厚度为0.8_，里面均匀分布粒径为300nm的增强纳米颗粒。
[0047]实施例4
[0048]S1:采用喷雾干燥法使粒径为10nm Zr02m米颗粒团聚成120 μπι的团聚粉末；
[0049]S2:在纯度为99.9%的氩气气氛保护下，对经步骤SI获得的团聚粉末进行热处理以获得烧结粉末，所述烧结粉末粒径为95?100 μ m，热处理的温度为800°C，热处理时间为3ho热处理采用的热处理炉为武汉电炉厂生产的型号为WH-C-4的炉子。
[0050]S3:先用丙酮将基体表面清洗5min?8min以去除油污，接着采用清水洗涤，然后放入烘箱中在80°C烘30分钟，得到表面清洁干燥的基体。将经步骤S2获得的所述烧结粉末送入基体被乙炔火焰熔敷后获得的熔池内，熔池的温度为2500°C，接着再冷却凝固，以在基体表面制备获得纳米颗粒增强的热障涂层。本实施例中，基体为钛合金TC4。
[0051]将制备获得的表面具有热障的涂层钛合金制备成金相试样，采用扫面电镜观察，发现热障涂层的厚度为1_，里面均匀分布粒径为400nm的增强纳米颗粒。
[0052]实施例5
[0053]S1:采用喷雾干燥法使粒径为10nm Zr02m米颗粒团聚成120 μπι的团聚粉末；
[0054]S2:在纯度为99.9%的氩气气氛保护下，对经步骤SI获得的团聚粉末进行热处理以获得烧结粉末，所述烧结粉末粒径为95?100 μ m，热处理的温度为800°C，热处理时间为3ho热处理采用的热处理炉为武汉电炉厂生产的型号为WH-C-4的炉子。
[0055]S3:先用丙酮将基体表面清洗5min?8min以去除油污，接着采用清水洗涤，然后放入烘箱中在80°C烘30分钟，得到表面清洁干燥的基体。将经步骤S2获得的所述烧结粉末送入基体被乙炔火焰熔敷后获得的熔池内，熔池的温度为3000°C，接着再冷却凝固，以在基体表面制备获得纳米颗粒增强的热障涂层。本实施例中，基体为钛合金TC4。
[0056]将制备获得的表面具有热障的涂层钛合金制备成金相试样，采用扫面电镜观察，发现热障涂层的厚度为1.1_，里面均匀分布粒径为550nm的增强纳米颗粒。
[0057]图1 (a)、(b)、(c)、(d)以及(e)是本发明实施例中烧结粉末逐步离散成为纳米颗粒的示意图，图中灰色区域代表代表液态熔体，图1(a)中圆形的点状团簇代表烧结粉末颗粒，从图1(a)至图1(e)可知，液态熔体逐渐渗入团聚粉末中，团聚颗粒逐渐离散成纳米级别颗粒，见图1(e)中，其完全均匀的离散在熔池内。
[0058]图2是本发明实施例中激光熔覆实验所得团聚粉末21<)2在TC4熔池的离散结果，从图中可知在熔池中纳米颗粒较为均匀的分布，且离散得到的纳米颗粒粒径在200nm左右，符合热障涂层的要求。
[0059]本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种纳米颗粒增强的热障涂层的制备方法，用于在基体表面制备热障涂层，其特征在于，包括如下步骤: 51:将纳米颗粒团聚成60 μm?120 μm的团聚粉末； 52:对经步骤SI获得的团聚粉末进行热处理以获得烧结粉末，所述烧结粉末粒径为50 μ m ?100 μ m ； 53:将经步骤S2获得的所述烧结粉末置于基体表面，接着采用热源使表面具有烧结粉末的基体熔化形成熔池后再冷却凝固，或者 将经步骤S2获得的所述烧结粉末送入基体被热源熔化后获得的熔池内，使烧结粉末与恪池一起冷却凝固， 以在基体表面制备获得纳米颗粒增强的热障涂层。
2.如权利要求1所述的一种纳米颗粒增强的热障涂层的制备方法， 其特征在于，步骤S3中，所述熔池的温度均为1800°C?3000°C。
3.如权利要求1所述的一种纳米颗粒增强的热障涂层的制备方法，其特征在于，步骤S3中，所述熔池的温度均为2000°C?2500°C。
4.如权利要求1-3之一所述的一种纳米颗粒增强的热障涂层的制备方法，其特征在于，步骤SI中纳米颗粒的粒径为5?lOOnm。
5.如权利要求4所述的一种纳米颗粒增强的热障涂层的制备方法，其特征在于，步骤S2中热处理的温度为400 °C?800 °C，热处理时间为Ih?3h。
6.如权利要求4所述的一种纳米颗粒增强的热障涂层的制备方法，其特征在于，步骤S2中热处理的温度为500°C?700°C，热处理时间为1.5h?3h。
7.如权利要求6所述的一种纳米颗粒增强的热障涂层的制备方法，其特征在于，步骤S2中热处理在氩气气氛保护下进行。
8.如权利要求1所述的一种纳米颗粒增强的热障涂层的制备方法，其特征在于，步骤SI采用喷雾干燥法使纳米颗粒团聚。
9.如权利要求1所述的一种纳米颗粒增强的热障涂层的制备方法，其特征在于，步骤S3中所述热源为激光、等离子弧、电弧或者火焰中的一种或者多种。
10.如权利要求1所述的一种纳米颗粒增强的热障涂层的制备方法，其特征在于，步骤S3中所述基体经过去油污处理、酸洗以及干燥以使其表面清洁。
【专利摘要】本发明公开了一种纳米颗粒增强的热障涂层的制备方法，用于在基体表面制备热障涂层，属于热障涂层制备领域，其包括S1将纳米颗粒团聚成60μm～120μm的团聚粉末；S2对团聚粉末进行热处理以获得烧结粉末，所述烧结粉末粒径为50μm～100μm；S3将所述烧结粉末置于基体表面，接着采用热源使表面具有烧结粉末的基体熔化形成熔池后再冷却凝固，或者将所述烧结粉末送入基体被热源熔化后获得的熔池内，使烧结粉末与熔池一起冷却凝固，并在此过程中离散形成纳米颗粒，以在基体表面制备获得纳米颗粒增强的热障涂层。本发明方法过程简单，操作容易，实现在基体表面简便快速的制备纳米颗粒增强的热障涂层。
【IPC分类】C23C24-10
【公开号】CN104611693
【申请号】CN201510035580
【发明人】刘德健, 张舒, 唐峰, 梅刚
【申请人】华中科技大学
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2015年1月23日