一种热障涂层涂料、其制备方法以及热障复合涂层、其制备方法 |
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| 申请号 | CN202410218047.9 | 申请日 | 2024-02-27 | 公开(公告)号 | CN118048057A | 公开(公告)日 | 2024-05-17 |
| 申请人 | 中国联合重型燃气轮机技术有限公司; 中国石油大学(北京); | 发明人 | 孙健; 向勇; 颜开; 张丁午; 刘广华; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供了一种热障涂层涂料，包括固体颗粒填料、 水 溶性 粘合剂 、助剂和水；所述固体颗粒填料包括陶瓷粗粉和陶瓷细粉；所述陶瓷粗粉为具有空心结构的 氧 化钇稳定氧化锆；所述陶瓷细粉选自氧化钇稳定氧化锆、掺杂稀土氧化物的氧化钇稳定氧化锆和稀土锆酸盐中的两种或三种。本 申请 还提供了一种热障涂层涂料的制备方法、热障复合涂层和其制备方法。本申请提供的热障涂层由于涂料的选择，使其具有一定机械强度和韧性，且涂料中空心陶瓷粗粉的镶嵌可有效提升涂层的热障性能和抗热震性能。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种热障涂层涂料，包括固体颗粒填料、水溶性粘合剂、助剂和水； |
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| 说明书全文 | 一种热障涂层涂料、其制备方法以及热障复合涂层、其制备方法 技术领域背景技术[0002] 重型燃气轮机是以高温燃气为工质的核心动力装备，是国家战略高技术，是重大装备制造水平的标志。重型燃气轮机具有燃烧室、过渡段和透平，其中燃烧室是决定燃气轮机输出功率的关键热端部件，对整个燃机的性能实现至关重要。随着燃机效率的提升，特别是H级及以上燃机燃烧室部件的服役条件更加严苛，在燃机运行过程中承受着超过1450℃的高温高压燃气冲击，这一温度远超过基体高温合金材料的承温极限(约1100℃)，因此，必须对透平叶片进行冷却，即采用空心带冷却结构，同时在燃气冲蚀面涂覆热障涂层，燃烧室也必须使用高温合金作为外壳，内部涂覆较厚的热障涂层，以保证过渡段在高温下安全可靠的工作。 [0003] 目前研究和应用最为广泛的热障涂层结构包括耐高温合金基体、金属粘结层和陶瓷绝热层。其中，6～8wt％的氧化钇部分稳定氧化锆(YSZ)因其低固有热导率、高热膨胀系数(CTE)、高韧性、易于加工和成本效益等优势，常作为陶瓷绝热层的主要成分。 [0004] 沉积热障涂层(TBCs)一般采用大气等离子喷涂(APS)和电子束物理气相沉积(EB‑PVD)，其中APS工艺因其多功能性和低沉积成本被广泛应用于工业燃气轮机部件，但是喷涂制备的涂层工艺复杂，涂层质量严重依赖喷涂设备性能以及制粉工艺，且对喷涂部件的几何尺寸有较多限制，而国内的喷涂设备性能及制粉工艺与国外还存在一定的差距。因此，开发一种低成本且工艺简单的热障涂层的制备方案更符合工业燃气轮机的应用需求。 [0005] APS和EB‑PVD都是一种视线可见的喷涂的方法，适用于将视线可见区域热障涂层的制备，且喷涂设备的限制，对喷涂部件的结构和尺寸有很多限制。因此，只有涡轮叶片、燃烧室等这些结构简单的热端部件容易利用APS工艺实现TBCs的制备。然而，燃气轮机结构复杂，一些几何形状复杂或者不可见的热端部件区域TBCs难以通过APS工艺制备有效的TBCs，如双联或多联静叶由于遮挡很难完整涂覆陶瓷涂层，相对来说金属粘结层较容易涂覆；对于热障涂层由于磕碰、挤压等或者在服役过程中的热冲击造成的局部缺损通过APS工艺进行修补会形成显著的补丁难以实施；对于隔热需求较小或原始设计不需施加热障涂层的末级叶片，采用APS工艺喷涂热障涂层会显著增加不必要的成本。 [0006] 浆料法是一种低沉本的涂层沉积方式，操作简单且对沉积部件的几何性质限制较小。浆料法包括溶液基浆料以及固体填料，将二者按一定比例混合后涂覆在基底材料上，经过固化处理后形成涂层以保护基体材料。耐高温涂料广泛应用于冶金、化工、热力发电以及航空航天等行业。目前主要的耐高温填料主要为改性环氧涂料、有机硅涂料等，但是其耐高温性能与燃气轮机实际需求还存在差距。目前尚无针对发电用工业燃机难喷涂部位热障涂层制备成熟解决方案。因此，浆料法制备燃机TBCs的工艺以及涂料配方具有良好的应用前景 [0007] 然而，用于燃机的TBCs比传统的热防护耐高温涂层有着更高的要求，例如要求具有良好的耐腐蚀、韧性、低热导率以及与基体良好的粘附性，以适应燃机的高温环境以及热冲击工况，因此传统的耐高温涂料无法应用在TBC领域。现有的高温涂料大多数都只是单一的性能达到较高要求，综合性能指标仍然难以达到热喷涂工艺制备的TBCs的要求。因此，有必要将传统的耐高温涂层的体系进行改进，以得到一种满足燃气轮机TBCs的性能要求的浆料配方。 发明内容[0008] 本发明解决的技术问题在于提供一种热障涂层涂料，其形成的热障涂层具有较高的机械强度、韧性、热障性能和抗震性能，且与基体之间粘结良好。 [0010] 所述固体颗粒填料包括陶瓷粗粉和陶瓷细粉； [0011] 所述陶瓷粗粉为具有空心结构的氧化钇稳定氧化锆，粒径为40～70μm； [0012] 所述陶瓷细粉选自氧化钇稳定氧化锆、掺杂稀土氧化物的氧化钇稳定氧化锆和稀土锆酸盐中的两种或三种，粒径为1.0～10μm。 [0014] 优选的，所述陶瓷粗粉中的氧化钇稳定氧化锆中氧化钇的含量为1～5mol％；所述陶瓷细粉中的氧化钇稳定氧化锆中氧化钇的含量为1～5mol％，所述氧化钇稳定氧化锆为破碎状带棱角的氧化钇稳定氧化锆或正球形微珠的氧化钇稳定氧化锆，所述掺杂稀土氧化物的氧化钇稳定氧化锆中的稀土氧化物选自氧化钪、氧化铈、氧化镧、氧化镱和氧化钆中的一种或多种，掺杂量为0.5～2mol％。 [0016] 本申请还提供了所述的热障涂层涂料的制备方法，包括以下步骤： [0017] 将陶瓷粗粉和陶瓷细粉混合，得到固体填料； [0018] 将水溶性粘合剂、助剂和水混合，得到粘合剂混合液； [0019] 将所述固体填料和所述粘合剂混合液混合，得到涂料。 [0020] 优选的，所述固体填料中，所述陶瓷粗粉和所述陶瓷细粉的质量比为1：(3～10)； [0021] 和/或，所述粘合剂混合液中，所述水溶性粘合剂的含量为50～80重量份，所述水的含量为15～40重量份，所述助剂的含量为1～10重量份； [0022] 和/或，所述固体填料和所述粘合剂混合液的质量比为(2～5)：1。 [0024] 本申请还提供了一种热障复合涂层，包括复合于基体表面的金属过渡层和复合于所述金属过渡层表面的热障涂层，所述热障涂层由所述的热障涂层涂料或所述的制备方法所制备的热障涂层涂料制备得到。 [0025] 优选的，所述金属过渡层为NiCoCrAlY，厚度为100～200μm；所述热障涂层的厚度为10～2000μm；所述基体选自高温镍基合金。 [0026] 本申请还提供了一种热障复合涂层的制备方法，包括以下步骤： [0027] A)将基体的表面进行预处理； [0028] B)在预处理后的基体表面制备金属过渡层； [0029] C)在所述过渡层表面涂覆涂料，再进行固化，得到热障涂层； [0030] 所述涂料为所述的热障涂层涂料或所述的制备方法所制备的热障涂层涂料。 [0031] 本申请提供了一种热障涂层涂料，其包括固体颗粒填料、水溶性粘合剂、助剂和水，其中固体颗粒填料包括陶瓷粗粉和陶瓷细粉；本申请中的陶瓷细粉和粘合剂有机结合，形成具有一定机械强度和韧性的涂层骨架，陶瓷粗粉中空心结构的氧化钇稳定氧化锆镶嵌其中，可以有效提升热障涂层的热障性能和抗热震性能；进一步的，本申请中涂料中上述组分的配合，且基体和热障涂层之间金属过渡层的引入，提高了基体和热障涂层之间的粘结力。附图说明 [0032] 图1为本发明提供的热障复合涂层的结构示意图； [0033] 其中，1为陶瓷细粉和粘合剂组成的涂层骨架，2为陶瓷粗粉，3为金属过渡层，4为金属基体。 具体实施方式[0035] 在本申请的描述中：除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。本申请中的术语“第一”、“第二”、“第三”等旨在区别指代的对象，而不具有技术内涵方面的特别意义(例如，不应理解为对重要程度或次序等的强调)。“包括”、“包含”、“具有”等表述方式，同时还意味着“不限于”(某些单元、部件、材料、步骤等)。 [0036] 本申请中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，通常是为了便于对照附图直观理解，而并非对实际产品中位置关系的绝对限定。在未脱离本申请揭示的技术构思的情况下，这些相对位置关系的改变，当亦视为本申请表述的范畴。 [0037] 鉴于现有技术中热障涂层的性能需求，本申请提供了一种热障涂层涂料，由其形成的涂层具有较好的机械强度、韧性、热障性能和抗热震性能，具体的，本发明实施例首先公开了一种热障涂层涂料，包括固体颗粒填料、水溶性粘合剂、助剂和水； [0038] 所述固体颗粒填料包括陶瓷粗粉和陶瓷细粉； [0039] 所述陶瓷粗粉为具有空心结构的氧化钇稳定氧化锆，粒径为40～70μm； [0040] 所述陶瓷细粉选自氧化钇稳定氧化锆、掺杂稀土氧化物的氧化钇稳定氧化锆和稀土锆酸盐中的两种或三种，粒径为1.0～10μm。 [0041] 在本申请提供的涂料中，关键成分在于固体颗粒填料，其包括陶瓷粗粉和陶瓷细粉，所述陶瓷粗粉为具有空心结构的氧化钇稳定氧化锆，其为低密度结构的陶瓷粗粉，有利于更高密度的微孔，进一步提升涂层的热障性能。氧化钇稳定氧化锆(YSZ)是一种陶瓷材料，由添加氧化钇改变二氧化锆的相变态温度范围，产生室温下稳定的立方晶体及四方晶体。在陶瓷粗粉中，所述YSZ为具有空心结构的YSZ。具体的，所述具有空心结构的氧化钇稳定氧化锆中氧化钇的含量为1～5mol％，更具体的，所述氧化钇稳定氧化锆中氧化钇的含量为1mol％、1.3mol％、1.5mol％、1.8mol％、2mol％、2.2mol％、2.4mol％、2.6mol％、2.8mol％、3mol％、3.1mol％、3.4mol％、3.8mol％、3.9mol％、4mol％、4.1mol％、4.5mol％、 4.8mol％、4.9mol％或5mol％；所述氧化钇的含量是以氧化钇稳定氧化锆为基础的。所述陶瓷粗粉的粒径为40～70μm，具体的，所述陶瓷粗粉的粒径为45～65μm，更具体的，所述陶瓷粗粉的粒径为50～60μm。 [0042] 所述陶瓷细粉作为了热障涂层的骨架，其选自氧化钇稳定氧化锆、掺杂稀土氧化物的氧化钇稳定氧化锆和稀土锆酸盐中的两种或三种；具体的，所述陶瓷细粉为氧化钇稳定氧化锆、掺杂稀土氧化物的氧化钇稳定氧化锆，或为氧化钇稳定氧化锆、稀土锆酸盐，或为掺杂稀土氧化物的氧化钇稳定氧化锆、稀土锆酸盐，或为氧化钇稳定氧化锆、掺杂稀土氧化物的氧化钇稳定氧化锆和稀土锆酸盐。所述氧化钇稳定氧化锆中氧化钇的含量为1～5mol％，更具体的，所述氧化钇稳定氧化锆中氧化钇的含量为1mol％、1.3mol％、1.5mol％、 1.8mol％、2mol％、2.2mol％、2.4mol％、2.6mol％、2.8mol％、3mol％、3.1mol％、3.4mol％、 3.8mol％、3.9mol％、4mol％、4.1mol％、4.5mol％、4.8mol％、4.9mol％或5mol％；所述氧化钇的含量是以氧化钇稳定氧化锆为基础的。所述掺杂稀土氧化物的氧化钇稳定氧化锆，其中稀土氧化物是除氧化钇外的其他稀土氧化物，示例的，选自氧化钪、氧化铈、氧化镧、氧化镱和氧化钆中的一种或多种，所述稀土氧化物的掺杂量为0.5～2mol％，具体的，所述稀土氧化物的掺杂量为0.5mol％、0.8mol％、1.0mol％、1.2mol％、1.5mol％、1.8mol％或 2mol％；所述掺杂稀土氧化物的氧化钇稳定氧化锆中氧化钇的含量为1～5mol％，更具体地，氧化钇的含量为1mol％、1.3mol％、1.5mol％、1.8mol％、2mol％、2.2mol％、2.4mol％、 2.6mol％、2.8mol％、3mol％、3.1mol％、3.4mol％、3.8mol％、3.9mol％、4mol％、4.1mol％、 4.5mol％、4.8mol％、4.9mol％或5mol％；所述稀土氧化物的掺杂量和所述氧化钇的含量都是以掺杂稀土氧化物的氧化钇稳定氧化锆为基础的。所述氧化物和所述稀土锆酸盐选自锆酸镧和锆酸镱中的一种或两种。 [0043] 在所述陶瓷细粉选自掺杂稀土氧化物的氧化钇稳定氧化锆和稀土锆酸盐时，所述掺杂稀土氧化物的氧化钇稳定氧化锆的含量为50～100％，所述稀土锆酸盐的含量为0～50wt％；具体的，所述陶瓷细粉中，所述掺杂稀土氧化物的氧化钇稳定氧化锆的含量为65～ 90％，所述稀土锆酸盐的含量为10～35wt％。所述稀土锆酸盐可赋予涂层耐腐蚀、低热导率的特性。所述陶瓷细粉的粒径为1.0～10μm，具体的，所述陶瓷细粉的粒径为2.0～8.0μm，更具体的，所述陶瓷细粉的粒径为3.0～5.0μm。 [0044] 在本申请中，所述粘合剂具体选自磷酸二氢铝，其是一种无机耐高温粘合剂，可用于1300℃的高温环境，在高温环境下也可与基体保持良好的粘接性；所述磷酸二氢铝还具有耐高温、抗震动、抗剥落、耐高温气流冲刷和在高温环境下保持稳定的特性。 [0045] 助剂包括分散剂、表面活性剂和消泡剂；其中，所述分散剂有助于固体填料在粘合剂中均匀分散，所述消泡剂可防止固体填料与粘合剂混合过程中气泡的产生，由于燃机不同部位的TBCs有着不同的厚度要求，若涂料粘度太大则不利于控制涂层厚度，涂料润湿性太好则不利于涂层再基体表面的粘附，因此需要加入一定的表面活性剂，用以调节浆料的粘度。具体的，所述分散剂选自磷酸钠，所述消泡剂选自水溶性有机硅，具体为聚碳硅烷和聚氮硅烷的混合物，所述表面活性剂选自二甲苯、甲醇和甲基丁酸乙酯中的一种或多种。 [0046] 本申请还提供了热障涂层涂料的制备方法，包括以下步骤： [0047] 将陶瓷粗粉和陶瓷细粉混合，得到固体填料； [0048] 将水溶性粘合剂、助剂和水混合，得到粘合剂混合液； [0049] 将所述固体填料和所述粘合剂混合液混合，得到涂料。 [0050] 在涂料的制备过程中，为了实现陶瓷粗粉和陶瓷细粉的均匀混合，优选将所述陶瓷粗粉和所述陶瓷细粉于行星研磨机中混合。所述陶瓷粗粉和所述陶瓷细粉的质量比为1：(3～10)，具体的，所述陶瓷粗粉和所述陶瓷细粉的质量比为1:3、1:3.8、1:4、1:4.2、1:5、1: 5.5、1:5.8、1:6、1:6.3、1:7、1:7.5、1:8、1:8.3、1:8.8、1:9、1:9.5或1:10。 [0051] 本申请还将水溶性粘合剂、助剂和水混合，得到粘合剂混合液；具体的，所述分散剂选自磷酸钠，所述消泡剂选自水溶性有机硅，具体为聚碳硅烷和聚氮硅烷的混合物，更具体的，所述消泡剂为质量比为(1～3)：1的聚碳硅烷和聚氮硅烷。所述表面活性剂选自二甲苯、甲醇和甲基丁酸乙酯中的一种或多种，具体的，所述表面活性剂为质量比为(20～40)：(50～70)：(5～15)的二甲苯、甲醇和甲基丁酸乙酯，更具体的，所述表面活性剂为质量比为(25～35)：(55～65)：(8～12)的二甲苯、甲醇和甲基丁酸乙酯。所述粘合剂混合液中，所述水溶性粘合剂的含量为50～80重量份，所述水的含量为15～40重量份，所述助剂的含量为1～10重量份，具体的，所述水溶性粘合剂的含量为60～75重量份，所述水的含量为20～35重量份，所述助剂的含量为3～8重量份，更具体的，所述水溶性粘合剂的含量为65～70重量份，所述水的含量为25～30重量份，所述助剂的含量为4～6重量份。 [0052] 本申请最后将固体填料和粘合剂混合液混合，得到涂料；所述混合以密封条件下搅拌的方式进行。所述固体填料和所述粘合剂混合液的质量比为(2～5)：1，具体的，所述固体填料和所述粘合剂混合液的质量比为2：1、2.8:1、3:1、3.3:1、3.8:1、4：1、4.2:1、4.8:1、5:1。 [0053] 在涂料的制备过程中，可以控制陶瓷粗粉和陶瓷细粉的质量比来控制涂层的孔隙率大小，涂料的粘度以及分散性可以通过改变助剂的量来控制，具有很好的可操作性。 [0054] 进一步的，本申请还提供了一种热障复合涂层，其包括复合于基体表面的金属过渡层和复合于所述金属过渡层表面的热障涂层，所述热障涂层为上述方案所述的涂料制备得到。具体如图1所示，其中，陶瓷粗粉是空心陶瓷粗粉2，细粉陶瓷和粘合剂形成了热障涂层骨架1，1和2共同构成了热障涂层，3为金属过渡层，4为基体。 [0055] 在热障复合涂层中，所述金属过渡层为NiCoCrAlY，厚度为100～200μm；所述热障涂层的厚度为10～2000μm；所述基体选自高温镍基合金。 [0056] 燃气轮机结构复杂，一些难喷涂区域需要开发一种低沉本且有效的TBCs沉积方式，同时对于陶瓷层局部破损部位，采用传统的APS工艺进行局部修复操作难度大，且会显著增加不必要的经济成本，而浆料法涂层工艺能有效解决复杂构件难喷涂的问题。本申请提供的涂料可用于燃气轮机难喷涂部位热障涂层的沉积、局部热障涂层缺损修复或者高温合金基体直接涂覆。 [0057] 本申请还提供了一种热障复合涂层的制备方法，包括以下步骤： [0058] A)将基体的表面进行预处理； [0059] B)在预处理后的基体表面制备金属过渡层； [0060] C)在所述金属过渡层表面涂覆涂料，再进行固化，得到热障涂层； [0061] 所述涂料为上述方案所述的热障涂层涂料。 [0062] 在热障复合涂层的制备过程中，本申请首先将基体进行预处理，所述预处理以提高热障涂层与基体之间的粘附性。所述预处理的具体方式为依次使用丙酮、酒精、水去除基体表面的油污；待表面干燥后对基体表面使用喷丸、吹砂或打磨进行粗化处理，增加表面的粗糙度。 [0063] 在所述预处理之后，则在基体表面制备金属过渡层，更具体的，可采用大气等离子喷涂的方式制备金属过渡层，金属层成分为NiCoCrAlY，厚度为100～200μm。 [0064] 本申请然后在金属过渡层表面涂覆涂料，再进行固化，以得到热障涂层；所述涂覆的方式可以采用空气喷涂或刷涂方式，所述涂覆根据厚度进行循环喷涂或刷涂直到达到要求，根据不同部件的使用需求，涂层总厚度为30μm～2000μm。所述固化有利于提高热障涂层的耐磨性和热震特性，所述固化包括依次进行的低温固化和高温烧结，所述低温固化为真空干燥箱中的低温固化，所述高温烧结为高温热处理，所述低温固化的温度为100～200℃，时间为1～5h，具体的，所述低温固化的温度为120～180℃，时间为2～4h，所述高温热处理的温度≤1080℃且＞300℃，具体为800～1050℃。 [0066] 本申请提供的热障涂层由涂料制备得到，涂料中的陶瓷细粉可以与磷酸氢二铝粘结剂有机结合，形成具有一定机械强度和韧性的热障涂层骨架，粗粉陶瓷镶嵌其中，有效提升热障涂层的热障性能和抗热震性能。该涂层浆料和制备过程，操作简单，灵活度高，涂层与基体之间粘结良好，是一种低成本的燃气轮机热障涂层制备机局部修复方案。 [0067] 为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的热障涂层涂料、其制备方法以及热障复合涂层、其制备方法进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。 [0068] 实施例1 [0069] A)涂料的制备 [0070] (1)固体填料混合 [0071] 取干燥后的1.5Kg粒径为40μm～50μm具有空心结构的氧化钇掺杂比为4mol％的YSZ粗粉，粒径为1.0～5.0μm8.5 Kg破碎状带棱角的YSZ细粉(氧化钇掺杂比为4mol％)和5Kg 1mol％氧化钪的掺杂的YSZ细粉(氧化钇掺杂比为4mol％)，于行星研磨机中300rpm均匀混合30min，形成固体填料； [0072] (2)粘合剂混合液 [0073] 粘合剂混合液由粘合剂、水、助剂组成；其中，粘合剂为磷酸二氢铝，助剂为分散剂、表面活性剂和消泡剂的混合物，分散剂为Na3PO4，表面活性剂为质量比为3:6:1的二甲苯、甲醇和甲基丁酸乙酯的混合液，消泡剂为质量比为3:2的聚碳硅烷和聚氮硅烷的混合物；将磷酸二氢铝(60wt％)、水(35wt％)、助剂(5wt％)按照质量比混合，搅拌形成粘度合适的粘合剂混合物； [0074] (3)浆料制备 [0075] 将固体填料(70wt％)、粘合剂混合液(30wt％)按照比例混合，密封条件下搅拌，直至形成均匀的乳化液涂料； [0076] B)涂层的制备 [0077] (1)基体处理 [0078] 依次使用丙酮、酒精、水洗去M247镍基合金表面的油污；待表面干燥后对M247镍基合金表面进行喷丸处理；之后采用大气等离子喷涂的方式在M247镍基合金表面制备一层金属过渡层NiCoCrAlY，厚度为150μm； [0079] (2)涂料涂覆 [0080] 采用刷涂方式将步骤A)制备得到的乳化液涂料涂覆在金属过渡层NiCoCrAlY的表面，涂层总厚度为500μm； [0081] (3)涂层固化 [0082] 涂料涂覆完成后将得到的M247镍基合金首先放入真空干燥箱中进行120℃低温固化2h，然后于1050℃下进行高温热处理20h； [0083] (4)涂层后处理 [0084] 将步骤(3)得到的涂层依次使用800号、1200号砂纸、尼龙轮进行打磨抛光，涂层可达到Ra＜1.6μm。 [0085] 实施例2 [0086] A)涂料的制备 [0087] (1)固体填料混合 [0088] 取干燥后的1.5Kg粒径为45μm～55μm具有空心结构的氧化钇掺杂比为4mol％的YSZ粗粉，粒径为1.5～6.5μm的8.5Kg破碎状带棱角的YSZ细粉(氧化钇的含量为3mol％)、5Kg 1mol％氧化镱和1mol％氧化钆共掺杂的YSZ的细粉(氧化钇的含量为3mol％)，于行星研磨机中300rpm均匀混合30min，形成固体填料； [0089] (2)粘合剂混合液 [0090] 粘合剂混合液由粘合剂、水、助剂组成；其中，粘合剂为磷酸二氢铝，助剂为分散剂、表面活性剂和消泡剂的混合物，分散剂为Na3PO4，表面活性剂为质量比为3:6:1的二甲苯、甲醇和甲基丁酸乙酯的混合液，消泡剂为质量比为3:2的聚碳硅烷和聚氮硅烷的混合物；将磷酸二氢铝(60wt％)、水(35wt％)、助剂(5wt％)按照质量比混合，搅拌形成粘度合适的粘合剂混合物； [0091] (3)浆料制备 [0092] 将固体填料(70wt％)、粘合剂混合液(30wt％)按照比例混合，密封条件下搅拌，直至形成均匀的乳化液涂料； [0093] B)涂层的制备 [0094] (1)基体处理 [0095] 依次使用丙酮、酒精、水洗去M247镍基合金表面的油污；待表面干燥后对M247镍基合金表面进行喷丸处理；之后采用大气等离子喷涂的方式在M247镍基合金表面制备一层金属过渡层NiCoCrAlY，厚度为150μm； [0096] (2)涂料涂覆 [0097] 采用刷涂方式将步骤A)制备得到的乳化液涂料涂覆在金属过渡层NiCoCrAlY的表面，涂层总厚度为500μm； [0098] (3)涂层固化 [0099] 涂料涂覆完成后将得到的M247镍基合金首先放入真空干燥箱中进行120℃低温固化2h，然后于1000℃下进行高温热处理20h； [0100] (4)涂层后处理 [0101] 将步骤(3)得到的涂层依次使用800号、1200号砂纸、尼龙轮进行打磨抛光，涂层可达到Ra＜1.6μm。 [0102] 实施例3 [0103] A)涂料的制备 [0104] (1)固体填料混合 [0105] 取干燥后的1.5Kg粒径为60μm～65μm具有空心结构的氧化钇掺杂比为4mol％的YSZ粗粉，粒径为5.0μm～10μm的10Kg破碎状带棱角的YSZ细粉(氧化钇的含量为4mol％)和3.5Kg锆酸镧细粉，于行星研磨机中300rpm均匀混合30min，形成固体填料； [0106] (2)粘合剂混合液 [0107] 粘合剂混合液由粘合剂、水、助剂组成；其中，粘合剂为磷酸二氢铝，助剂为分散剂、表面活性剂和消泡剂的混合物，分散剂为Na3PO4，表面活性剂为质量比为3:6:1的二甲苯、甲醇和甲基丁酸乙酯的混合液，消泡剂为质量比为3:2的聚碳硅烷和聚氮硅烷的混合物；将磷酸二氢铝(60wt％)、水(35wt％)、助剂(5wt％)按照质量比混合，搅拌形成粘度合适的粘合剂混合物； [0108] (3)浆料制备 [0109] 将固体填料(70wt％)、粘合剂混合液(30wt％)按照比例混合，密封条件下搅拌，直至形成均匀的乳化液涂料； [0110] B)涂层的制备 [0111] (1)基体处理 [0112] 依次使用丙酮、酒精、水洗去M247镍基合金表面的油污；待表面干燥后对M247镍基合金表面进行喷丸处理；之后采用大气等离子喷涂的方式在M247镍基合金表面制备一层金属过渡层NiCoCrAlY，厚度为150μm； [0113] (2)涂料涂覆 [0114] 采用刷涂方式将步骤A)制备得到的乳化液涂料涂覆在金属过渡层NiCoCrAlY的表面，涂层总厚度为500μm； [0115] (3)涂层固化 [0116] 涂料涂覆完成后将得到的基体首先放入真空干燥箱中进行120℃低温固化2h，然后于1000℃下进行高温热处理20h； [0117] (4)涂层后处理 [0118] 将步骤(3)得到的涂层依次使用800号、1200号砂纸、尼龙轮进行打磨抛光，涂层可达到Ra＜1.6μm。 [0119] 以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。 [0120] 对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。 |
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