The invention discloses a processing method for improving the thermal insulation performance of the coating of ceramic thermal barrier, which is characterized in that: 1) the preparation of thin films, deposited a layer of 10 ~ 50nm aluminum films on ceramic thermal barrier on the surface layer; 2) to cover vacuum diffusion heat barrier coating of aluminum film, process conditions are: the 10 arrow - vacuum 2 ~ 10 = - 3, Pa, temperature 450 to 610 DEG C, holding time 40 ~ 90 minutes, the aluminum film can occur to the diffusion of pore and crack on the surface of ceramic thermal barrier coating in heating; 3) thermal barrier coating workpiece in resistance furnace aluminum diffusion in the air heated to 600 to 900 DEG C, holding 2 to 4 hours after oxidation from the inner surface of the pore and crack formation of plate-like theta alumina or other types of alumina, the pores and cracks Limited closure, improve insulation effect and harmful gas erosion performance. The invention has the advantages that the performance of the thermal barrier coating can be improved without changing the preparation process of the thermal barrier coating, and the beneficial effects of the pores and cracks in the coating.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种热障涂层的后处理技术,特别涉及一种用于燃气涡轮机 高温部件如燃烧室、涡轮机叶片的陶瓷热障涂层的后处理方法,改善其隔热 性能,提高对有害气体的热侵蚀抗力。
技术介绍
热障涂层被广泛应用于燃气涡轮机中,起隔热作用,降低燃烧室和涡轮叶片等热端金属部件的表面温度,优异的热障涂层可使合金温度降低200°C 左右。正是采用这一技术,从而可满足燃气涡轮机向高能效、低排放、高推重比方向不断发展的要求。典型的热障涂层是双层结构抗氧化粘结底层和 氧化锆陶瓷隔热面层。而等离子喷涂和电子束物理气相沉积是应用最广的热 障涂层制备工艺。热障涂层的工作条件十分恶劣,易受高温、氧化、热腐蚀、热冲击、流 体冲蚀等多种侵害,加之涂层与基体金属物化性能不匹配造成应力场复杂, 涂层服役中易出现开裂、剥落等失效形式。涂层的组织结构对这些使用性能起重要影响,对于性能最佳的MCrAlY粘结底层和氧化钇部分稳定氧化锆陶 瓷面层的热障涂层,显微组织中含有大量的连通孔隙、垂直裂纹及柱状晶粒 疏松,这些材料组织结构对提高由于基体与热障涂层热膨胀系数差异造成的 形变容限和缓解涂层应力起重要和积极的作用,同时也存在降低隔热效果,加剧腐蚀气体的可穿透性,降低了涂层的抗氧化性能等严重问题。因此在改 善涂层性能的后处理研究中,性能间存在着此消彼长的矛盾。王仁华在(经溶胶-凝胶后处理之热障涂层热传导特性,国外热处理,第25巻第1期,pp31 36,2004年) 一文中提到应用溶胶-凝胶法向热障涂层浸渗 氧化铝和氧化锆,该法能够减少和封闭涂层的开放孔隙从而改善抗氧化性, 但平均热导率相应地上升了 27% ...
【技术保护点】
一种提高陶瓷热障涂层隔热性能的后处理方法,其特征在于,包括以下步骤: a、采用薄膜制备工艺,在陶瓷热障面层上沉积一层铝薄膜; b、在真空炉中,对覆盖有铝薄膜的陶瓷热障涂层工件进行扩散加热,工艺条件是:真空度10↑[-2]~10↑[-3]Pa,温度450~610℃,保温时间40~90分钟,随炉冷却至室温; c、将铝扩散后的陶瓷热障涂层工件置于电阻炉中,在空气中于600~900℃对陶瓷热障涂层中的扩散铝进行氧化,时间2~4小时,在涂层孔隙和裂纹中形成氧化铝。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员:张晖,梁工英,丁秉钧,王铁军,虞烈,
申请(专利权)人:西安交通大学,
类型:发明
国别省市:87[中国|西安]
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