熱障涂層制備方法的研究現狀

楊 明，李玉花，李 明

(1.湖北理工學院 a.材料科學與工程學院，b.化學與化工學院，c.先進材料制造與固廢資源化協同技術湖北省工程研究中心,湖北 黃石 435003；2.黃石湖理環保節能產業技術研究院,湖北 黃石435003)

0 引言

1 熱障涂層

1.1 熱障涂層的結構

熱障涂層是將具有高熔點、低熱導、高熱膨脹系數、耐腐蝕、低燒結率等性能的高溫金屬氧化物陶瓷材料以涂層的形式沉積在高溫合金金屬基體表面，以延長航空航天器高溫部件使用壽命、提高發動機效率的一種表面防護技術[7]。熱障涂層主要由3層材料構成，即高溫合金基底、金屬粘結層和陶瓷面層。由于陶瓷面層的熱膨脹系數較高溫合金基底的熱膨脹系數小，所以需要在中間添加金屬粘結層起到熱膨脹的過渡作用。隨著陶瓷面層不斷發展，目前出現了多層結構的梯度陶瓷面層材料，梯度陶瓷面層大大改善了熱障涂層的綜合性能。

1.2 熱障涂層的材料

1.2.1高溫合金基底材料

高溫合金是一類包含鐵鈷鎳的具有高強度、抗氧化、抗腐蝕、抗蠕變功能的合金，在高溫下具有高強度，能承受苛刻的機械應力[8]。目前大部分航空航天高溫部件基底都是采用高溫合金，主要有鐵基高溫合金、鎳基高溫合金和鈷基高溫合金。因此，高溫合金的發展是衡量一個國家航空工業水平的標志之一。

1.2.2金屬粘結層材料

金屬粘結層是將金屬粉體通過涂層負載技術制備在高溫合金基底表面，起到熱膨脹過渡的作用。因此，金屬粘結層的化學成分與高溫合金的成分相近。……