一种用于热障涂层孔隙率调控与强度补充的材料及方法与流程

本发明涉及表面工程领域，尤其涉及一种用于热障涂层孔隙率调控与强度补充的材料及方法领域。

背景技术：

随着舰船装备的快速发展，大吨位的现代化舰船对其主要动力源燃气轮机的功率与效率要求越来越高，具体体现是在透平部更高的进气温度。而涡轮叶片等高温部件受其自身高温合金高温稳定性极限的限制无法在进气温度下长时可靠服役，因此需在其表面制备一层热障涂层来保证叶片在高温下的服役稳定性。其中，热障涂层的主要隔热原理为陶瓷材料自身隔热性能与喷涂涂层内部孔隙隔热。而现阶段常用的氧化钇部分稳定氧化锆(ysz)陶瓷，其自身材料隔热属性难以满足新型船用燃机的服役温度需求，锆酸镧等新材料因其部分力学性能缺陷等难以应用，因此现阶段隔热提升重点可着重于喷涂涂层的孔隙率调控。但孔隙率的提升将引发喷涂涂层的力学结构稳定性下降，在陶瓷层/粘结层界面附近存在较多孔隙将易引发界面断裂甚至剥落，因此不能无限提升喷涂陶瓷层内部所有位置的孔隙率，应有选择性的调控喷涂陶瓷涂层内部孔隙率，实现喷涂层内部孔隙率的调控，提升孔隙隔热性能的同时保证力学结构稳定性。

为突破现有热障涂层内部空隙率调控难题，公开号cn106435432a专利采取引入石墨或活性炭添加/高温去除的方式调控热障涂层的孔隙率。但该专利采用石墨活性炭占据喷涂涂层中相对位置后通过高温氧化处理去除石墨或活性炭，难以实现热喷涂涂层原有孔隙的调控且无法解决孔隙率过高情况下涂层力学结构稳定性的降低问题。在热喷涂过程中，受环境等多种参量的影响，在未添加改性试剂前提下涂层自身将存在固有孔隙率，孔隙中的空气作为热的不良导体实现部分隔热与降温功能。但孔隙率过高时，涂层将在复杂服役条件下，随着冷热循环过程中热应力的累积，高孔隙率处易发生裂纹的萌生、拓展，导致热障涂层大面剥落、失效。因此，针对粘结层/陶瓷层界面、喷涂层顶端等需较高力学稳定性的部分分别采取低孔隙增强与韧性相增韧的方式保证喷涂层整体的力学结构稳定性，实现陶瓷涂层顶端隔热性能与力学结构稳定性的提升，以及陶瓷层/粘结层界面处较高的力学结构稳定性，保证孔隙隔热与力学结构稳定性的最优化调控，可以大幅度提升热障涂层的服役性能。

稀土氧化物等材料将促进热喷涂过程中粉末的熔化，从而降低喷涂涂层内部孔隙率。纤维等高强度增韧相因其与陶瓷基体间的低相容性可在喷涂过程中制造孔隙，提升涂层孔隙率。并且，纤维因起自身的高强度特性，可承担热障涂层服役过程中的累计热应力，提升涂层的热应力容限，改善涂层的力学结构稳定性，提升涂层整体的强度。稀土氧化物与纤维分别作为抑制与促进孔隙形成的调控改性相添加至喷涂粉体中，通过抑/造孔调控改性相间成分的精确控制，利用抑孔与增孔的交互作用，实现涂层内部孔隙率的调控。同时，利用纤维提升高孔隙率情况下涂层的力学结构稳定性，提升热障涂层的高温服役性能。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种可以调控热障涂层内部孔隙率，并利用强韧相增韧效果避免高孔隙率部位力学结构稳定性降低的热障涂层孔隙率调控材料及方法。

本发明是这样实现的：

一种用于热障涂层孔隙率调控与强度补充的材料，包括：基材1、粘接层2、陶瓷层3、喷涂熔滴4、增韧造孔改性相5、涂层内部孔隙6、纤维桥接补强7、纤维拔出补强8，采用抑制孔隙形成的抑孔改性相与陶瓷基质粉共混处理，制备热障涂层喷涂用抑孔粉；采用促进孔隙形成的增韧造孔改性相与陶瓷基质粉共混处理，制备热障涂层喷涂用增韧造孔粉。

其制作步骤为：

(1)运用机械混合、悬浮吸、悬浮分散、喷雾造粒手段制备抑孔粉与增韧造孔粉；

(2)将抑孔粉装入同步送粉器的第一送粉筒中，将增韧造孔粉装入同步送粉器的第二送粉筒中；

(3)通过精确调控第一送粉筒和第二送粉筒的送粉速率控制抑孔粉与增韧造孔粉的配比，在粘结层表面制备孔隙率可控的等离子喷涂陶瓷功能层。

所述抑孔改性相至少选择氧化钕、氧化镧、氧化铈、氧化钐、氧化钆中的一种稀土氧化物粉末，所述粉末均为分析纯，粒径为30nm-60nm，与陶瓷基质粉的制粉过程中所述粉末质量占比为5％-10％。

所述增韧造孔改性相选择碳化硅纤维、碳化硅晶须、氧化钇稳定氧化锆纤维以及碳纤维材料中的一种或几种，所有增韧造孔改性相粒径小于200目，长径比为20-150，与陶瓷基质粉的混合过程中质量比占比为6％-12％。

所述陶瓷基质粉为氧化钇部分稳定氧化锆陶瓷材料、baln2ti3o10陶瓷、多元稀土改性的baaxb2-xti3o10陶瓷、热障涂层陶瓷材料，其中ln为la、sm、nd、ce，a为la、sm、nd、ce稀土中的一种，b为la、sm、nd、ce稀土中的一种，且a与b不同种。

一种用于热障涂层内部孔隙率调控的方法，所述方法包括如下步骤：

(1)运用机械混合、悬浮吸、悬浮分散、喷雾造粒手段制备抑孔粉与增韧造孔粉；

(2)将抑孔粉装入同步送粉器的第一送粉筒中，将增韧造孔粉装入同步送粉器的第二送粉筒中；

(3)通过精确调控第一送粉筒和第二送粉筒的送粉速率控制抑孔粉与增韧造孔粉的配比，在粘结层表面制备孔隙率可控的等离子喷涂陶瓷功能层。

所述抑孔粉进行干燥处理，按与陶瓷基质粉的制粉过程中抑孔粉质量占5％-10％配比，在15％三甲胺tma水溶液悬浮剂中，按球料比2:1，球磨，抽滤；对所述抑孔粉进行喷雾造粒，进口温度为350℃-390℃，出口温度为120℃-150℃。

所述增韧造孔粉在磁力搅拌作用下，在按质量比1:1配置的氢氟酸纯化剂与聚二醇分散剂混合液中，浸泡增韧造孔改性相；在吐温80分散剂中进行湿法球磨研碎；将陶瓷基质粉与增韧造孔改性相/吐温80混合液依照体积比0.5:1依次逐层加入球磨罐。

依照陶瓷层隔热性能需求对陶瓷层厚度进行n等分，陶瓷层喷涂整体送粉速率α，单位为g/min，45≤α≤55，根据相关等分分布由下至上第β等分，第一送粉筒送粉速率为单位g/min，第二送粉筒送粉速率为单位g/min。

所述15％三甲胺tma水溶液悬浮剂可替换为硅胶或阿拉伯胶水溶液。

所述步骤(3)中，喷涂前高温合金基体材料进行预热处理，预热温度为300℃-800℃。

本发明的有益效果在于：

步骤(1)中使用的抑孔改性相，可以通过改善陶瓷基质粉的熔化效能，降低喷涂涂层自身固有的孔隙率，且根据相关孔隙率需求可通过多种抑孔改性相组合的方式调控喷涂涂层的最低孔隙率。

步骤(1)中使用的增韧造孔改性相，在提升喷涂涂层孔隙率的同时，可凭借自身的高强度特性，承担涂层内部更多的热应力，避免顶部喷涂层因高孔隙率发生力学结构稳定性下降，提升喷涂涂层的力学结构强度。

步骤(1)中的抑孔粉前处理可实现造孔剂与陶瓷基质粉在悬浮剂搅拌条件下的均匀自组合，充分均匀化提升抑孔效果；造孔粉前处理通过多型分散剂的使用，避免增韧造孔改性相与陶瓷基质粉的过度浸润，提升其造孔效果。

步骤(3)中抑孔/造孔等孔隙率调控组分的精确调控，其调控关系可根据喷涂涂层的具体孔隙要求按照相关送粉速率的计算函数进行微调，适当提升或降低抑孔粉/造孔粉的配比实现孔隙率的特定调控，操作灵活性较大。

本发明充分利用抑孔改性相与增韧造孔改性相对热障涂层孔隙率调控的特性，通过两种改性相成分的精确控制，调控热障涂层内部孔隙率，从而达到充分发挥热障涂层孔隙隔热性能，并避免涂层力学结构稳定性降低的目的。为了验证上述效果，通过sem表征实验对添加抑制改性相与增韧造孔改性相的涂层进行孔隙率分析，根据相关试验结果发现，加入抑制改性相后热障涂层孔隙率降低了39％，加入增韧造孔改性相后热障涂层孔隙率提高了27％。同时通过结合强度实验发现，加入抑制改性相后热障涂层结合强度提升了40％，加入增韧造孔改性相后热障涂层结合强度提高了5％。因此，抑孔改性相与增韧造孔改性相的加入确实可以调控热障涂层孔隙率，并提高热障涂层力学结构稳定性，此方法具有较好的实用性。

附图说明

图1为添加抑孔改性相与增韧造孔改性相后热障涂层孔隙分布示意图；

图2为添加抑孔改性相与增韧造孔改性相的氧化钇稳定氧化锆涂层孔隙率统计；

图3为添加抑孔改性相与增韧造孔改性相的氧化钇稳定氧化锆涂层结合强度统计；

图4为增韧造孔改性相的增韧扫描图。

附图说明：1.基材，2.粘结层，3.陶瓷层，4.喷涂熔滴，5.增韧造孔改性相，6.涂层内部孔隙，7.纤维桥接补强，8.纤维拔出补强。

图2柱状图由左至右依次表示氧化钇稳定氧化锆原始涂层孔隙率、添加抑孔改性相的化钇稳定氧化锆涂层孔隙率、添加增韧造孔改性相的氧化钇稳定氧化锆涂层孔隙率。

图3柱状图由左至右依次表示氧化钇稳定氧化锆原始涂层结合强度、添加抑孔改性相的化钇稳定氧化锆涂层结合强度、添加增韧造孔改性相的氧化钇稳定氧化锆涂层结合强度，单位为mpa。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

本发明涉及表面工程领域，尤其涉及一种用于热障涂层孔隙率调控与强度补充的材料及方法领域。

本发明目的在于提供一种可以调控热障涂层内部孔隙率，并利用强韧相增韧效果避免高孔隙率部位力学结构稳定性降低的热障涂层孔隙率调控材料及方法。

本发明的主要作用机理为：

一方面采用抑制孔隙形成的抑孔改性相与促进孔隙形成的增韧造孔改性相，分别与陶瓷基质粉共混处理，制备热障涂层喷涂用抑孔粉与增韧造孔粉。在陶瓷功能层喷涂过程中，精确控制孔隙率调控改性相的配比，通过抑孔改性相与造孔改性相对孔隙形成的交互影响作用，实现在粘结层表面制备孔隙率可控的陶瓷功能层。另一方面，在实现提升孔隙率的同时，增韧造孔改性相因其自身增韧属性，最大程度的保证陶瓷层内部结构强度不衰减。

本发明调控热障涂层内孔隙率使用如下材料：

所述抑孔改性相在改善陶瓷基质材料的融化效果降低孔隙率的同时，需保证其在热喷涂高温下稳定存在，且不影响主体陶瓷基质材料的服役性能与稳定性。因此选用高温稳定性较好且提升基质材料熔化效果的氧化钕(nd2o3)、氧化镧(la2o3)、氧化铈(ceo2)、氧化钐(sm2o3)、氧化钆(gd2o3)等稀土氧化物中的一种或几种作为抑孔改性相，所有稀土粉末均为分析纯，粒径为30nm-60nm，与陶瓷基质粉的制粉过程中质量比占比为5％-10％。

所述增韧造孔改性相在提升涂层孔隙率的同时，其自身应具备较高的强度，可提升涂层内部的力学结构稳定性。因此，选择碳化硅(sic)纤维/晶须、氧化钇稳定氧化锆(ysz)纤维以及碳纤维等自身强度较高并且可提升涂层孔隙率的材料中的一种或几种作为增韧造孔改性相，所有增韧造孔改性相粒径小于200目，长径比为20-150，与陶瓷基质粉的混合过程中质量比占比为6％-12％。

所述陶瓷基质粉为现阶段常用的氧化钇部分稳定氧化锆(ysz)陶瓷材料以及未来可能应用的baln2ti3o10(ln＝la、sm、nd、ce等)陶瓷，以及多元稀土改性的baaxb2-xti3o10(a、b为la、sm、nd、ce等稀土中的两种)陶瓷及其它热障涂层陶瓷材料。

本发明用于热障涂层内部孔隙率调控的方法包括以下步骤：

(1)运用机械混合、悬浮吸附/分散、喷雾造粒等手段制备抑孔粉与增韧造孔粉；

(2)将抑孔粉与增韧造孔粉分别装入同步送粉器的第一送粉筒和第二送粉筒中；

(3)通过精确调控第一送粉筒和第二送粉筒的送粉速率控制抑孔粉与增韧造孔粉的配比，在粘结层表面制备孔隙率可控的等离子喷涂陶瓷功能层；

本发明调控热障涂层内部孔隙率关键步骤的详细流程为：

1、抑孔粉的处理方法及参数为：首先，进行鼓风干燥处理，干燥温度为900℃、干燥时间1h，避免水分的二次浸润降低抑孔效果；其次，进行悬浮吸附混合，按相关质量配比，在15％三甲胺(tma)水溶液悬浮剂中，按球料比2:1，球磨速度400r/min，球磨10h，抽滤，该过程实现抑孔改性相与陶瓷粉体间的悬浮搅拌吸附，通过抑制剂的均匀分散，提升其抑孔效果；最后，进行喷雾造粒，选择进口温度为350℃-390℃，出口温度为120℃-150℃，成料粒径在20μm-160μm间的粉末，从而在确保喷涂粉体流动性前提的条件下，降低造粒非均匀化热影响，避免降低抑孔效能。

2、增韧造孔粉的处理方法及参数为：首先，进行搅拌纯化分散，在100r/min的磁力搅拌作用下，在按质量比1:1配置的氢氟酸(hf)纯化剂与聚二醇(peg)分散剂混合液中，浸泡增韧造孔改性相24h，避免因增韧造孔改性相纯化率低产生粉体吸附削弱造孔效果；其次，进行高能悬浮破碎，调节ph值至7，抽滤，干燥，在吐温80(tewwn80)分散剂中进行湿法球磨研碎，工艺参数为球料比为5:1，球磨速度为400r/min，球磨时间为0.2h-0.5h，进一步破碎分散增韧造孔改性相，调控混粉均匀性，提升增孔效果，同时严格控制球磨时间，避免增韧造孔改性相过度磨碎降低其增韧效果；最后，进行分层均匀混粉，将陶瓷基质粉与增韧造孔改性相/吐温80混合液依照体积比0.5:1依次逐层加入球磨罐，按球料比为1:10，球磨速度为200r/min，球磨混合0.2h-0.3h，通过分散液的悬浮效果提升均匀化混粉效率，并且在保证均匀化混粉效果提升增孔效能的同时，严格控制球磨时间避免增韧造孔改性相破碎降低其增韧效果。

3、抑/造孔功能组分的精确调控，其特征是：依照陶瓷层隔热性能需求对陶瓷层厚度进行n等分，陶瓷层喷涂整体送粉速率α(g/min)(45≤α≤55)，根据相关等分分布由下至上第β等分，第一送粉速率a(g/min)为第二送粉速率b(g/min)为实现降低陶瓷层底部孔隙率提升力学结构稳定性，提高陶瓷层顶部孔隙率改善隔热性能。此外，孔隙率较高处由增韧造孔改性相提升力学结构稳定性，避免陶瓷层因孔隙率升高引发力学结构稳定性降低。所制备的孔隙渐变涂层截面示意图如图1所示。涂层内部孔隙随改性相成分变化呈现渐变趋势，且孔隙率较高的顶部有增韧造孔改性相进行强度补充。

作为本发明调控热障涂层内部孔隙率方法的进一步改进：步骤一，抑孔粉前处理过程中15％三甲胺(tma)水溶液悬浮剂可替换为硅胶或阿拉伯胶水溶液。

作为本发明调控热障涂层内部孔隙率方法的进一步改进：步骤三，喷涂前高温合金基体材料进行预热处理，在避免对基材产生不利热处理的前提下，预热温度为300℃-800℃。

本发明进一步描述如下：

实施例一

1、含有质量分数5％la2o3抑孔改性相的ysz抑孔粉制备：首先，将la2o3与ysz原始粉分别鼓风干燥处理，干燥温度为900℃、干燥时间1h；其次，将la2o3粉末、ysz粉末与15％三甲胺水溶液分散剂、陶瓷磨球按质量比添加至球磨罐中进行悬浮吸附混合，球料比为2：1，球磨速度为400r/min，球磨时间为10h，对粉末进行冲洗抽滤；最后，在进口温度为360℃，出口温度为125℃条件下进行抑孔粉喷雾造粒，最后成料粒径20μm-160μm。

2、含有质量分数8％sic纤维增韧造孔改性相的ysz增韧造孔粉制备：首先，进行搅拌纯化分散，使用质量比1:1的氢氟酸与聚二醇纯化分散液，100r/min磁力搅拌，搅拌浸泡sic纤维24h；其次，进行高能悬浮破碎，用蒸馏水调节ph值至7，抽滤，干燥，将抽滤后的sic纤维与球磨球、吐温80分散剂按球料比为5：1加入球磨罐，进行湿法球磨研碎，球磨速度为400r/min，球磨时间为0.2h；最后，分层均匀混粉，将含有sic纤维的吐温80溶液与ysz原始粉依照体积比0.5:1依次分层加入球磨罐，按球料比1：10添加球磨球，球磨速度为200r/min，球磨时间为0.2h，抽滤干燥粉末。

3、在进行等离子喷涂之前，对粘结层材料和陶瓷工作层粉体进行干燥，干燥温度200℃，保温时间2h；喷涂前，对高温合金进行喷砂处理；对高温合金基体预热处理300℃。

4、等离子喷涂粘结层工艺参数为：电流570a-630a，电压65v-75v，喷涂距离130mm-150mm，喷涂角度90°，粘结层厚度为30μm-80μm。

5、抑孔粉与造孔粉分别加入同步送分器第一送粉筒和第二送粉筒中，整体送粉速率50g/min，依照孔隙率需求对陶瓷面层进行厚度3等分，经公式计算送粉速率由下至上第1等分层第一送粉筒50g/min、第二送粉筒0g/min，第2等分层第一送粉筒25g/min、第二送粉筒25g/min，第3等分层第一送粉筒0g/min、第二送粉筒50g/min。开展等离子喷涂陶瓷功能层喷涂，工艺参数为电流620a-680a，电压72v-80v，喷涂距离100mm-120mm，喷涂角度90°，工作层的厚度为300μm～400μm。

图2显示，本实施例中涂层底部抑孔改性相含量较高部位孔隙率为6.38±0.8％，涂层顶部含有增韧造孔改性相含量较高部位孔隙率为13.35±1.5％，对比原始涂层孔隙率(10.45±0.7％)，有明显调控作用。

图3显示，本实例中添加抑孔改性相涂层结合强度为40.14±0.8mpa，添加增韧造孔改性相的涂层结合强度为29.36±1.5mpa，对比原始涂层结合强度(27.91±0.7mpa)，涂层强度显著提高。

图4显示，本实例中所添加的增韧造孔改性相在涂层中主要强度补充机制为纤维桥接(7)与纤维拔出(8)。

实施例二

1、含有质量分数4％la2o3与4％ceo2抑孔改性相的ysz抑孔粉制备：首先，将la2o3、ceo2与ysz原始粉分别鼓风干燥处理，干燥温度为900℃、干燥时间1h；其次，将la2o3粉末、ceo2粉末ysz粉末与15％三甲胺水溶液分散剂、陶瓷磨球按质量比添加至球磨罐中进行悬浮吸附混合，球料比为2：1，球磨速度为400r/min，球磨时间为10h，对粉末进行冲洗抽滤；最后，在进口温度为360℃，出口温度为125℃条件下进行抑孔粉喷雾造粒，最后成料粒径20μm-160μm。

2、含有质量分数8％ysz纤维增韧造孔改性相的ysz造孔粉制备：首先，进行搅拌纯化分散，使用质量比1:1的氢氟酸与聚二醇纯化分散液，100r/min磁力搅拌，搅拌浸泡ysz纤维24h；其次，进行高能悬浮破碎，用蒸馏水调节ph值至7，抽滤，干燥，将抽滤后的ysz纤维与球磨球、吐温80分散剂按球料比为5：1加入球磨罐，进行湿法球磨研碎，球磨速度为400r/min，球磨时间为0.2h；最后，分层均匀混粉，将含有ysz纤维的吐温80溶液与ysz原始粉依照体积比0.5:1依次分层加入球磨罐，按球料比1：10添加球磨球，球磨速度为200r/min，球磨时间为0.2h，抽滤干燥粉末。

3、在进行等离子喷涂之前，对粘结层材料和陶瓷工作层粉体进行干燥，干燥温度200℃，保温时间2h；喷涂前，对高温合金进行喷砂处理；对高温合金基体预热处理300℃。

4、等离子喷涂粘结层工艺参数为：电流570a-630a，电压65v-75v，喷涂距离130mm-150mm，喷涂角度90°，粘结层厚度为30μm-80μm。

5、抑孔粉与造孔粉分别加入同步送分器送粉罐a和b中，整体送粉速率52g/min，依照孔隙率需求对陶瓷面层进行厚度5等分，经公式计算送粉速率由下至上第1等分层第一送粉筒52g/min、第二送粉筒0g/min，第2等分层第一送粉筒39g/min、第二送粉筒13g/min，第3等分层第一送粉筒26g/min、第二送粉筒26g/min，第4等分层第一送粉筒13g/min，第二送粉筒39g/min，第5等分层第一送粉筒0g/min，第二送粉筒20g/min。开展等离子喷涂陶瓷功能层喷涂，工艺参数为电流620a-680a，电压72-80v，喷涂距离100-120mm，喷涂角度90°，工作层的厚度为0.3μm-4mm。

实施例三

1、含有质量分数5％la2o3抑孔改性相的baln2ti3o10(blt)抑孔粉制备：首先，将la2o3与blt原始粉分别鼓风干燥处理，干燥温度为900℃、干燥时间1h；其次，将la2o3粉末、blt粉末与15％三甲胺水溶液分散剂、陶瓷磨球按质量比添加至球磨罐中进行悬浮吸附混合，球料比为2：1，球磨速度为400r/min，球磨时间为10h，对粉末进行冲洗抽滤；最后，在进口温度为360℃，出口温度为125℃条件下进行抑孔粉喷雾造粒，最后成料粒径20μm-160μm。

2、含有质量分数4％sic纤维与4％ysz纤维增韧造孔改性相的blt造孔粉制备：首先，进行搅拌纯化分散，使用质量比1:1的氢氟酸与聚二醇纯化分散液，100r/min磁力搅拌，搅拌浸泡sic纤维、ysz纤维24h；其次，进行高能悬浮破碎，用蒸馏水调节ph值至7，抽滤，干燥，将抽滤后的sic纤维、ysz纤维与球磨球、吐温80分散剂按球料比为5：1加入球磨罐，进行湿法球磨研碎，球磨速度为400r/min，球磨时间为0.2h；最后，分层均匀混粉，将含有sic纤维、ysz纤维的吐温80溶液与ysz原始粉依照体积比0.5:1依次分层加入球磨罐，按球料比1：10添加球磨球，球磨速度为200r/min，球磨时间为0.2h，抽滤干燥粉末。

3、在进行等离子喷涂之前，对粘结层材料和陶瓷工作层粉体进行干燥，干燥温度200℃，保温时间2h；喷涂前，对高温合金进行喷砂处理；对高温合金基体预热处理300℃。

4、等离子喷涂粘结层工艺参数为：电流570a-630a，电压65v-75v，喷涂距离130mm-150mm，喷涂角度90°，粘结层厚度为30μm-80μm。

5、抑孔粉与造孔粉分别加入同步送分器送粉罐a和b中，整体送粉速率54g/min，依照孔隙率需求对陶瓷面层进行厚度7等分，经公式计算送粉速率由下至上第1等分层第一送粉筒54g/min，第二送粉筒0g/min，第2等分层第一送粉筒45g/min，第二送粉筒9g/min，第3等分层第一送粉筒36g/min，第二送粉筒18g/min，第4等分层第一送粉筒27g/min，第二送粉筒27g/min，第5等分层第一送粉筒18g/min，第二送粉筒36g/min，第6等分层第一送粉筒9g/min，第二送粉筒45g/min，第7等分层第一送粉筒0g/min，第二送粉筒54g/min。开展等离子喷涂陶瓷功能层喷涂，工艺参数为：电流620a-680a，电压72v-80v，喷涂距离100mm-120mm，喷涂角度90°，工作层的厚度为0.3μm-4mm。

对比例

在高温合金基体上采用与实施例1同样的等离子喷涂工艺制备单层ysz涂层。

1、在进行等离子喷涂之前，对粘结层材料和陶瓷工作层粉体进行干燥，干燥温度200℃，保温时间2h；喷涂前，对高温合金进行喷砂处理；对高温合金基体预热处理600℃。

2、高速火焰喷涂粘结层工艺参数为：电流570a-630a，电压65v-75v，喷涂距离130mm-150mm，喷涂角度90°，粘结层厚度为30μm-80μm。

3、等离子喷涂工作层工艺参数为：电流590a-640a，电压70v-78v，喷涂距离100mm-120mm，喷涂角度90°，工作层的厚度为200μm-300μm。

综上所述，本发明提供的是一种用于热障涂层孔隙率调控与强度补充的材料及方法。包括喷涂用抑制孔隙形成的抑孔粉、促进孔隙形成并补充涂层强度的增韧造孔粉、喷涂过程中孔隙调控的方法。其中，抑孔改性相选用多种分析纯、粒径为30nm-60nm的稀土氧化物，抑孔粉内部质量比占比为5％-10％；增韧造孔相选用粒径小于200目、长径比为20-150的纤维或晶须，增韧造孔粉内部质量比占比为6％-12％；喷涂过程中，抑孔粉与增韧造孔粉同步送粉速率依照特定函数关系。在抑孔粉与增韧造孔粉的制备过程中，通过多种分散剂、悬浮剂、纯化剂的使用，促进抑孔改性相与陶瓷基质粉的吸附混合提升抑孔效果，避免增韧改性相与陶瓷基质粉过渡浸润提升造孔效果。喷涂过程中，通过精确控制孔隙率调控改性相的配比，实现喷涂热障涂层孔隙率的调控。并利用增韧造孔相的增韧作用，提升高孔隙率部位的力学结构稳定性，改善热障涂层的隔热性能与力学结构稳定性。