【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及热障-环境障涂层材料，尤其涉及热障-环境障涂层材料及其制备方法和应用、热障-环境障涂层及其制备方法。
技术介绍
1、为了满足航天发动机、高温燃气轮机等热端部件的高温防护需求，需要寻找具有优良隔热性能和力学性能的陶瓷热障涂材料。
2、传统高温合金性能已接近理论极限，迫切需要更耐高温的替代材料，其中最具发展潜力的是陶瓷纤维增强陶瓷基复合材料(cmcs)。尽管cmcs材料相比高温合金具有耐高温、低密度、高温力学性能强等诸多优点，但在高温燃气环境中仍存在一些问题限制其进一步应用。基体sic材料在有氧气存在的干燥高温环境下具有很好的抗氧化效果，其表面会被氧化生成一层致密的sio2薄层，这种钝化氧化限制反应的进行起到对cmcs的保护作用。但在水蒸气环境中，sio2会快速损失，导致cmcs性能的急剧降低。为此，研究人员发现在cmcs陶瓷中沉积一层sio2涂层，随后再沉积一层yb2si2o7或y2si2o7涂层，能够有效的提升cmcs的服役温度和寿命。然而，yb2si2o7和y2si2o7的热导率较高、断裂韧性较差。针对上述问题，需要寻求一种具有低热导率、高韧性且耐水蒸气腐蚀的热障-环境障涂层材料对基体进行保护。
技术实现思路
1、本专利技术旨在至少一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术提供了一种热障-环境障涂层材料及其制备方法和应用、与一种热障-环境障涂层及其制备方法，该涂层材料通过调控稀土掺杂元素的总量和种类，使得其变成包含稀土单硅酸盐和稀土双硅酸盐
2、为此，本专利技术第一方面提供了一种热障-环境障涂层材料，所述热障-环境障涂层材料为包含有稀土单硅酸盐和稀土双硅酸盐的复相材料；
3、其中，所述稀土单硅酸盐为单斜结构，空间群为c2/m；
4、所述稀土双硅酸盐为β-单斜结构和/或γ-单斜结构；
5、所述β-单斜结构的空间群为c2/c；所述γ-单斜结构的空间群为p21/c。
6、本专利技术提供了一种热障-环境障涂层材料，该材料由稀土单硅酸盐和稀土双硅酸盐复相材料构成，且稀土单硅酸盐和稀土双硅酸盐具有特定的空间结构，使得到的热障-环境障涂层材料的韧性高、热导率低。
7、根据本专利技术的实施例，所述热障-环境障涂层材料的化学组成满足：(re2o3)x(sio2)1-x；
8、其中，re为稀土元素；0.33<x<0.5。
9、根据本专利技术的实施例，所述稀土元素由稀土氧化物提供，所述稀土氧化物包括gd2o3、dy2o3、ho2o3、y2o3、er2o3、yb2o3、lu2o3或sc2o3中的至少两种。
10、根据本专利技术的实施例，所述gd2o3和dy2o3的摩尔量占所述稀土氧化物总摩尔量的百分比分别为x1和x2；
11、其中，x1+x2≤30mol％；
12、所述ho2o3、y2o3、er2o3、yb2o3、lu2o3和sc2o3的摩尔量占所述稀土氧化物总摩尔量的百分比分别为y1、y2、y3、y4、y5和y6；
13、其中，y1+y2+y3+y4+y5+y6≥70mol％。
14、根据本专利技术的实施例，所述热障-环境障涂层材料的粒径为30-110μm。
15、本专利技术第二方面提供了一种第一方面所述的热障-环境障涂层材料的制备方法，包括如下步骤：
16、将氧化硅和稀土氧化物混合，得到混合物1；
17、对所述混合物1进行一次球磨、一次煅烧，得到混合物2；
18、对所述混合物2进行二次球磨、造粒、二次煅烧，得到所述热障-环境障涂层材料。
19、本专利技术提供的制备方法通过调控稀土掺杂元素的总量和种类，以及稀土氧化物和氧化硅的用量比，使得到的热障-环境障涂层材料为稀土单硅酸盐和稀土双硅酸盐复相材料，从而具有高断裂韧性和低热导率。
20、根据本专利技术的实施例，所述一次球磨的时间为3-6h。
21、根据本专利技术的实施例，所述一次煅烧的温度为1000-1250℃。
22、根据本专利技术的实施例，所述一次煅烧的时间为2-4h。
23、根据本专利技术的实施例，所述二次球磨的时间为6-10h。
24、根据本专利技术的实施例，所述二次煅烧的温度为1350-1500℃。
25、根据本专利技术的实施例，所述二次煅烧的时间为3-4h。
26、本专利技术第三方面提供了一种热障-环境障涂层的制备方法，包括以下步骤：
27、将第一方面所述的热障-环境障涂层材料或根据第二方面所述的制备方法得到的热障-环境障涂层材料沉积或涂布在基底的表面，得到所述热障-环境障涂层。
28、由于本专利技术制得的热障-环境障涂层材料中稀土单硅酸盐和稀土双硅酸盐均匀混合，因此制得的涂层成分均匀，晶粒细小，有利于提升涂层的热循环性能。
29、本专利技术第四方面提供了一种根据第三方面所述的制备方法得到的热障-环境障涂层。
30、本专利技术第五方面提供了一种第一方面所述的热障-环境障涂层材料或根据第二方面所述的制备方法得到的热障-环境障涂层材料在航空领域和/或重型燃气轮机中的应用。
31、本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
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1.一种热障-环境障涂层材料，其特征在于，所述热障-环境障涂层材料为包含有稀土单硅酸盐和稀土双硅酸盐的复相材料；
2.根据权利要求1所述的热障-环境障涂层材料，其特征在于，所述热障-环境障涂层材料的化学组成满足：(RE2O3)x(SiO2)1-x；
3.根据权利要求2所述的热障-环境障涂层材料，其特征在于，所述Gd2O3和Dy2O3的摩尔量占所述稀土氧化物总摩尔量的百分比分别为x1和x2；
4.根据权利要求1所述的热障-环境障涂层材料，其特征在于，所述热障-环境障涂层材料的粒径为30-110μm。
5.一种权利要求1-4任一项所述的热障-环境障涂层材料的制备方法，其特征在于，包括：
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述一次球磨的时间为3-6h；
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述二次球磨的时间为6-10h；
8.一种热障-环境障涂层的制备方法，其特征在于，包括：
9.一种热障-环境障涂层，其特征在于，所述热障-环境障涂层由权利要求8所述的制备方法得到。p>
10.一种权利要求1-4任一项所述的热障-环境障涂层材料或根据权利要求5-7任一项所述的制备方法得到的热障-环境障涂层材料在航空领域和/或重型燃气轮机中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种热障-环境障涂层材料，其特征在于，所述热障-环境障涂层材料为包含有稀土单硅酸盐和稀土双硅酸盐的复相材料；
2.根据权利要求1所述的热障-环境障涂层材料，其特征在于，所述热障-环境障涂层材料的化学组成满足：(re2o3)x(sio2)1-x；
3.根据权利要求2所述的热障-环境障涂层材料，其特征在于，所述gd2o3和dy2o3的摩尔量占所述稀土氧化物总摩尔量的百分比分别为x1和x2；
4.根据权利要求1所述的热障-环境障涂层材料，其特征在于，所述热障-环境障涂层材料的粒径为30-110μm。
5.一种权利要求1-4任一项所...
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