一种化学镀ysz纤维掺杂粘结层的热障涂层的制备方法_2

文档序号:9246268阅读:来源:国知局
镀镍,化学镀镍温度为50°C?90°C,化学镀镍时间为0.5h?lh,采用磁力搅拌机的中速进行搅拌,得到化学镀镍后的YSZ纤维;所述的干燥后的YSZ纤维在化学镀液中的浓度为10g/L ?50g/L ;
[0035]九、将步骤八得到的化学镀镍后的YSZ纤维在超声波清洗仪中水洗lOmin,然后放入干燥箱中干燥,干燥温度为60V?80°C,干燥时间为8h?16h,得到化学镀的YSZ纤维;
[0036]十、将粒径为20 μ m?120 μ m的粘结层材料与步骤九得到的化学镀的YSZ纤维按质量比为10:1混合,然后加入乙醇,在球料比为1:1的条件下球磨2h,然后将球磨后的复合粉体放入干燥箱中,在温度为80°C?110°C下干燥2h?5h,然后将干燥后的复合粉体喷雾干燥造粒,使得其粒径为20 μ m?120 μ m,得到复合粘结层喷涂材料;
[0037]^、将基体金属放入乙醇中超声除油后喷涂一层S12过渡层,得到预处理过的基体金属;
[0038]十二、采用高速火焰喷涂法在步骤十一得到的预处理过的基体金属表面喷涂一层步骤十得到的复合粘结层喷涂材料,得到厚度为30 μ m?80 μ m的粘结层;
[0039]十三、采用等离子喷涂法在步骤十二得到的厚度为30 μπι?80 μπι的粘结层上继续喷涂一层厚度为200 ym?300 ym的YSZ工作层,即得到化学镀YSZ纤维掺杂粘结层的热障涂层。
[0040]本实施方式包括以下有益效果:
[0041]1、本实施方式的热障涂层体系与传统的未经纤维增强的热障涂层体系相比,抗热震性能更强;
[0042]2、在YSZ纤维上通过化学镀的方法沉积一层纯镍,以提高纤维在粘结层中的润湿性;
[0043]3、本实施方式的热障涂层制备成本不高,工艺简单,重复性良好。
[0044]【具体实施方式】二:本实施方式与【具体实施方式】一不同的是:步骤三中在温度为65°C下保温5h。其它与【具体实施方式】一相同。
[0045]【具体实施方式】三:本实施方式与【具体实施方式】一或二不同的是:步骤四中活化温度为55°C,活化时间为lh。其它与【具体实施方式】一或二相同。
[0046]【具体实施方式】四:本实施方式与【具体实施方式】一至三之一不同的是:步骤五中解胶温度为25°C,解胶时间为7min。其它与【具体实施方式】一至三之一相同。
[0047]【具体实施方式】五:本实施方式与【具体实施方式】一至四之一不同的是:步骤六中干燥温度为60°C,干燥时间为20h。其它与【具体实施方式】一至四之一相同。
[0048]【具体实施方式】六:本实施方式与【具体实施方式】一至五之一不同的是:步骤八中化学镀镍温度为50°C,化学镀镍时间为0.5h。其它与【具体实施方式】一至五之一相同。
[0049]【具体实施方式】七:本实施方式与【具体实施方式】一至六之一不同的是:步骤九中干燥温度为60°C,干燥时间为12h。其它与【具体实施方式】一至六之一相同。
[0050]【具体实施方式】八:本实施方式与【具体实施方式】一至七之一不同的是:步骤十中在温度为80°C下干燥5h。其它与【具体实施方式】一至七之一相同。
[0051]【具体实施方式】九:本实施方式与【具体实施方式】一至八之一不同的是:步骤十中粘结层材料为NiCoCrAH或NiAl。其它与【具体实施方式】一至八之一相同。
[0052]【具体实施方式】十:本实施方式与【具体实施方式】一至九之一不同的是:步骤十一中基体金属为镍基高温合金或镍基单晶高温合金。其它与【具体实施方式】一至九之一相同。
[0053]【具体实施方式】十一:本实施方式与【具体实施方式】一至十之一不同的是:步骤十二中高速火焰喷涂法的工艺参数为:氧气流量90L/min,丙烷流量36L/min,载气流量55L/min,氧气压力0.95MPa,丙烷压力0.48MPa,载气压力0.58MPa,喷涂距离15cm。其它与【具体实施方式】一至十之一相同。
[0054]【具体实施方式】十二:本实施方式与【具体实施方式】一至十一之一不同的是:步骤十三中等离子喷涂法的工艺参数为:载气流量47.2L/min,Ar/He = 20/13L.min—1,送粉率6.8g/min,喷涂距离80mm,电流570A,电压55V,喷涂速度30mm/s。其它与【具体实施方式】一至i 之一相同。
[0055]通过以下试验验证本发明的有益效果:
[0056]试验一:本试验的一种化学镀YSZ纤维掺杂粘结层的热障涂层的制备方法是按以下步骤实现:
[0057]一、称取70g的氯化亚锡,155mL的质量浓度为37%的浓盐酸和8g的三水合锡酸钠,配制成活化液A ;
[0058]二、称取Ig的氯化钯、200L的质量浓度为37%的浓盐酸、200mL的去离子水和5g的氯化亚锡,配制成活化液B ;
[0059]三、将步骤一得到的活化液A倒入步骤二得到的活化液B中并稀释至1L,然后在温度为65°C下保温5h,得到活化液;
[0060]四、将长度为80 ym?100 ym的YSZ纤维加入步骤三得到的活化液中活化,活化温度为55°C,活化时间为lh,采用恒温磁力搅拌机的中速进行搅拌,得到活化后的YSZ纤维;所述的YSZ纤维在活化液中的浓度为140g/L ;
[0061]五、配制质量浓度为10%的盐酸水溶液,得到解胶液,然后将步骤四得到的活化后的YSZ纤维放入解胶液中解胶,解胶温度为25°C,解胶时间为7min,采用恒温磁力搅拌机的中速进行搅拌,得到解胶后的YSZ纤维;所述的活化后的YSZ纤维在解胶液中的浓度为140g/L ;
[0062]六、将步骤五得到的解胶后的YSZ纤维放入干燥箱中干燥,干燥温度为60°C,干燥时间为20h,得到干燥后的YSZ纤维;
[0063]七、称取80g的醋酸镍、20g的EDTA、80mL的乳酸、10mL的水合肼和50g的氢氧化钠,然后用去离子水溶解后并定容至1L,得到化学镀液;
[0064]八、将步骤六中得到的干燥后的YSZ纤维加入步骤七得到的化学镀液中进行化学镀镍,化学镀镍温度为50°C,化学镀镍时间为0.5h,采用磁力搅拌机的中速进行搅拌,得到化学镀镍后的YSZ纤维;所述的干燥后的YSZ纤维在化学镀液中的浓度为50g/L ;
[0065]九、将步骤八得到的化学镀镍后的YSZ纤维在超声波清洗仪中水洗lOmin,然后放入干燥箱中干燥,干燥温度为60°C,干燥时间为16h,得到化学镀的YSZ纤维;
[0066]十、将粒径为80 μ???120 μ??的NiAl与步骤九得到的化学镀的YSZ纤维按质量比为10:1混合,然后加入乙醇,在球料比为1:1的条件下球磨2h,然后将球磨后的复合粉体放入干燥箱中,在温度为80°C下干燥5h,然后将干燥后的复合粉体喷雾干燥造粒,使得其粒径为80 μ m?120 μ m,得到复合粘结层喷涂材料;
[0067]^、将对In738LC基体放入乙醇中超声除油后喷涂一层S12过渡层,得到预处理过的基体金属;
[0068]十二、采用高速火焰喷涂法在步骤十一得到的预处理过的基体金属表面喷涂一层步骤十得到的复合粘结层喷涂材料,得到厚度为60 μπι的粘结层;所述的高速火焰喷涂法的工艺参数为:氧气流量90L/min,丙烷流量36L/min,载气流量55L/min,氧气压力
0.95MPa,丙烷压力0.48MPa,载气压力0.58MPa,喷涂距离15cm ;
[0069]十三、采用等离子喷涂法在步骤十二得到的厚度为60 μπι的粘结层上继续喷涂一层厚度为200 μπι的YSZ工作层,即得到化学镀YSZ纤维掺杂粘结层的热障涂层;所述的等离子喷涂法的工艺参数为:载气流量47.2L/min,Ar/He = 20/13L.mirT1,送粉率6.8g/min,喷涂距离80mm,电流570A,电压55V,喷涂速度30mm/s。
[0070]YSZ、YSZ纤维掺杂NiAl、In738LC的热膨胀系数分别为LpL4、L3。随着纤维在NiAl中的体积分数的增加,匕不断减小,应在满足粘结层
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