CN109852918B

CN109852918B - 兼具相稳定的自增强多模式纳米结构热障涂层及制备方法

Info

Publication number: CN109852918B
Application number: CN201910239415.7A
Authority: CN
Inventors: 王玉; 白宇; 周峻; 吴锴; 柳琪
Original assignee: Xian Jiaotong University
Current assignee: Xian Jiaotong University
Priority date: 2019-03-27
Filing date: 2019-03-27
Publication date: 2020-08-18
Anticipated expiration: 2039-03-27
Also published as: CN109852918A

Abstract

兼具相稳定的自增强多模式纳米结构热障涂层及制备方法，采用超音速等离子喷涂方法在基体上喷涂合金粉，形成粘接层，然后在粘接层上喷涂纳米结构的氧化钇稳定氧化锆球形颗粒团聚体，形成涂层；超音速等离子喷涂方法工艺参数为：弧电流：300‑550A，弧电压：110‑150V，主气流量：120‑155slpm，二次气体流量：10‑40slpm，喷涂距离：90‑110mm，送粉量：30‑50g/min。该涂层内部呈现一种纳米晶区(30‑90nm)、亚微米晶区(110‑900nm)、未融纳米区(20‑60nm)、半融化区以及非晶区共同组成的多模式纳米结构热障涂层，具有高相稳定性以及自增强特性。

Description

兼具相稳定的自增强多模式纳米结构热障涂层及制备方法

技术领域

本发明涉及航空发动机及重型燃气轮机涡轮叶片领域，特别涉及一种兼具相稳定的自增强多模式纳米结构热障涂层及制备方法。

背景技术

近些年，由于晶粒尺寸效应，纳米技术显著改善了材料的物理及力学性能。涡轮叶片是航空发动机中承载温度最高、服役条件最为苛刻的核心部件。但即使是单晶叶片材料，其承载温度极限也只有1150℃左右。热障涂层是目前国际上公认、可以大幅度提高发动机叶片服役温度的最为切实可行的方法，各航空强国均把热障涂层列为关键科学技术。等离子喷涂是目前制备热障涂层的一种常用方法，同时纳米结构材料也逐渐拓展到等离子喷涂热障涂层领域。相比氧化钇部分稳定的二氧化锆(YSZ)传统微米涂层，等离子喷涂的纳米结构热障涂层被研究者证实具有优异的隔热及热循环寿命。然而，在纳米结构涂层形成的过程中，通常将纳米结构粉体进行喷雾造粒形成团聚粉末。在与等离子射流相互作用过程中，需要综合调控纳米粉体的熔化程度，使涂层结构保留一些原始纳米结构粉体镶嵌在熔化再结晶区(一般为层片多孔结构)内，这种结构是目前被称为传统的双模式纳米结构涂层。

随着新一代航空发动机对高性能热障涂层的迫切需求，这种传统的双模式纳米结构涂层高温下的快速烧结使其逐渐显示出一些弊端。烧结将促使纳米晶的长大及应力的增加。另一方面，当YSZ的高温服役温度超过1200℃时，YSZ晶体结构中的Y³⁺离子会脱离它的平衡位置，喷涂态的亚稳非转移的t'相会缓慢的转变为t'、少Y的t相及富Y的c相的混合相。随后t-m相转变发生，并伴随着3-5％的体积膨胀，使得涂层内裂纹的形成，导致涂层过早失效。因此必须改进现有等离子喷涂工艺技术，提高熔滴撞击基体前的飞行速度并获得组织结构细密、相成分稳定、高温性能优异的热障涂层，满足我国高性能航空发动机及重型燃气轮机的需要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种兼具相稳定的自增强多模式纳米结构热障涂层及制备方法。

为达到以上目的，本发明采取如下技术方案予以实现：

兼具相稳定的自增强多模式纳米结构热障涂层的制备方法，采用超音速等离子喷涂方法在基体上喷涂合金粉，形成粘接层，然后在粘接层上喷涂纳米结构的氧化钇稳定氧化锆球形颗粒团聚体，形成YSZ纳米结构陶瓷涂层；其中，超音速等离子喷涂方法的工艺参数为：弧电流：300-550A，弧电压：110-150V，主气流量：120-155slpm，二次气体流量：10-40slpm，喷涂距离：90-110mm以及送粉量：30-50g/min。

本发明进一步的改进在于，氧化钇稳定氧化锆球形颗粒团聚体的直径为30-70μm，相成分为四方相结构。

本发明进一步的改进在于，氧化钇稳定氧化锆球形颗粒团聚体内部晶粒尺寸为20-60nm。

本发明进一步的改进在于，高温合金的牌号为GH3030、GH4169、单晶DD3、DD5、DD6、单晶CMSX-6或单晶SRR99。

本发明进一步的改进在于，合金粉的平均粒度为30-45μm。

本发明进一步的改进在于，合金粉为CoNiCrAlY、NiCoCrAlY、NiCoCrAlYTa、NiCrAlY、NiCrAlYSi、CoCrAlY、FeCrAlY或NiCrAl。

本发明进一步的改进在于，超音速等离子喷涂方法采用的喷枪的喷嘴喉部直径相比喷嘴出口尺寸缩小10-20％。

一种兼具相稳定的自增强多模式纳米结构热障涂层，该涂层具有自增强特性和相稳定性。

本发明进一步的改进在于，该涂层为多模式纳米结构，涂层内部由纳米晶区、亚微米晶区、未融颗粒区、半融化区以及非晶区组成。

本发明进一步的改进在于，纳米晶区的晶粒尺寸为30-90nm，亚微米晶区的晶粒尺寸为110-900nm，未融颗粒区的晶粒尺寸为20-60nm。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果：

本发明以纳米结构的YSZ球形颗粒团聚体作为喷涂原料，原因如下：一是基于Hall-Petch经验关系，其明确提出当减小晶粒尺寸至纳米尺度时(小于100nm)，材料的强度及硬度将大幅提高。基于这一思路本发明将纳米结构材料应用于热喷涂沉积过程中，通过综合控制原始喷涂团聚粉末在等离子射流中的熔化程度，一方面使其在射流中部分熔化来增加涂层的强度，另一方面在所沉积的涂层中又保留原始喷涂团聚粉末的纳米结构，以期利用所保留的原始喷涂团聚粉末的纳米结构(未熔纳米区)来提高热障涂层的热力学性能。二是基于高温热暴露下多尺度晶粒的不同生长激活能引起的竞争烧结行为。一般YSZ纳米晶(6.5kJ/mol)相比块状的YSZ陶瓷(580kJ/mol)被证实具有较低的生长激活能，使其高温下呈现易长大的现象，再加上原始纳米团聚颗粒疏松不致密，很容易导致涂层中所形成的未熔纳米区具有较快的烧结速率。因此，利用涂层结构中这种差异化烧结特性，以期制得高温性能优异的热障涂层。此外，本发明通过大幅提高飞行熔滴的速度至超音速，有利于提高完全熔化粒子撞击基板后的扁平率及片间结合，经过粒子的极快速堆垛得到组织结构细密、相成分稳定的热障涂层。

本发明是通过一种具有内送粉、单阳极拉伐尔喷嘴的超音速等离子喷涂方法，在普通大气条件下，将工艺的多参数问题转换为飞行粒子的速度及温度两参数，使得纳米结构的团聚粒子在不同熔化程度下形成熔化再结晶区的纳米晶、亚微米晶、非晶相以及半融合、未融纳米的“多模式”结构。该结构相比传统的“双模式”纳米结构高温下显示出长寿命、高相稳定及高隔热的自增强特性，这为高性能热障涂层的结构设计及应用开发提供了新的思路与方法，在航空发动机及重型燃气轮机涡轮叶片上具有广阔的应用前景。

本发明的“多模式”纳米结构YSZ陶瓷涂层自增强特性是由于熔化再结晶区的非晶相、纳米晶以及熔化再结晶区及未融纳米区界面自生的微裂纹协同导致，这为热防护涂层在高温下的结构演变及对策研究提供理论依据。

本发明具有实现过程简单高效，工艺稳定，重复性好，实用性显著的特点。

附图说明

以下结合附图及具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

图1为本发明所有实施例使用的原始7-8wt％氧化钇部分稳定的二氧化锆粉体；其中，(a)外部形貌；(b)内部形貌；(c)团聚粉内部TEM照片；(d)晶粒的SAED图谱。

图2为本发明所有实施例获得的纳米结构涂层的SEM照片；其中，(a)截面形貌；(b)未融纳米区断口形貌；(c)熔化再结晶区断口形貌。

图3为本发明实施例获得涂层的HRTEM照片；其中，(a)不同晶粒形态；(b)纳米晶区；(c)纳米晶区的SAED图谱；(d)微米晶区；(e)微米晶区的SAED图谱；(f)未融纳米区；(g)部分熔化区；(h)熔化非晶区；(i)熔化非晶区的SAED图谱。

图4为本发明实施例获得涂层在火焰加热条件下的热循环结果。

图5为本发明实施例涂层在不同热循环次数条件下的隔热温度曲线图。

图6为本发明实施例涂层在不同热循环次数条件下的结构演变；其中，(a)喷涂态；(b)330次；(c)770次。

图7本发明实施例涂层在不同热循环次数条件下的XRD及拉曼图谱：(a)全谱衍射图；(b)72-76°；(c)整体拉曼图谱；(d)260cm^-1处放大的拉曼图谱。

图8本发明实施例涂层中不同纳米含量的喷涂态涂层结构图，其中，(a)10％；(b)14％；(c)35％；(d)50％。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细描述。

本发明提供一种兼具相稳定的自增强多模式纳米结构热障涂层及制备方法，包括下述步骤：

(1)采用氧化钇稳定氧化锆(YSZ)球形颗粒团聚体作为喷涂原料；其中，氧化钇稳定氧化锆YSZ颗粒团聚体的直径为30-70μm，相成分为四方相结构。YSZ球形颗粒团聚体内部晶粒尺寸为20-60nm。

本发明以纳米结构的YSZ球形颗粒团聚体作为喷涂原料，一是基于Hall-Petch经验关系，其明确提出当减小晶粒尺寸至纳米尺度时(小于100nm)，材料的强度及硬度将大幅提高。基于这一思路本发明将纳米结构材料应用于热喷涂沉积过程中，通过综合控制原始喷涂团聚粉末在等离子射流中的熔化程度，一方面使其在射流中部分熔化来增加涂层的强度，另一方面在所沉积的涂层中又保留原始喷涂团聚粉末的纳米结构，以期利用所保留的原始喷涂团聚粉末的纳米结构(未熔纳米区)来提高热障涂层的热力学性能。二是基于高温热暴露下多尺度晶粒的不同生长激活能引起的竞争烧结行为。一般YSZ纳米晶(6.5kJ/mol)相比块状的YSZ陶瓷(580kJ/mol)被证实具有较低的生长激活能，使其高温下呈现易长大的现象，再加上原始纳米团聚颗粒疏松不致密，很容易导致涂层中所形成的未熔纳米区具有较快的烧结速率。因此，利用涂层结构中这种差异化烧结特性，以期制得高温性能优异的热障涂层。此外，本发明通过大幅提高飞行熔滴的速度至超音速，有利于提高完全熔化粒子撞击基板后的扁平率及片间结合，经过粒子的极快速堆垛得到组织结构细密、相成分稳定的热障涂层。

(2)选用高温合金及合金粉分别作为热障涂层(TBCs)系统的基体及粘结层原材料，其中高温合金的牌号为GH3030、GH4169、单晶DD3、DD5、DD6、单晶CMSX-6或单晶SRR99。合金粉的平均粒度为30-45μm。合金粉为CoNiCrAlY、NiCoCrAlY、NiCoCrAlYTa、NiCrAlY、NiCrAlYSi、CoCrAlY、FeCrAlY或NiCrAl。

(3)采用超音速等离子喷涂方法在基体上喷涂合金粉，形成粘接层，然后在粘接层上喷涂纳米结构的氧化钇稳定氧化锆YSZ颗粒团聚体，形成YSZ纳米结构陶瓷涂层；其中，超音速等离子喷涂方法的工艺参数为：弧电流：300-550A，弧电压：110-150V，主气流量：120-155slpm，二次气体流量：10-40slpm，喷涂距离：90-110mm、送粉量：30-50g/min。通过SprayWatch 2i喷涂粒子在线监测系统测试超音速等离子射流中飞行粒子的速度为400-700m/s，温度为2800-3700K。超音速等离子喷涂方法采用的喷枪结构为喷嘴喉部直径相比喷嘴出口尺寸缩小10-20％，以提高等离子射流的机械压缩率。

本发明通过调控超音速等离子射流中工艺参数，经过飞行粒子在等离子射流中的传热传质，在以上粘结层上逐层堆垛形成YSZ纳米结构陶瓷涂层。

(4)在可视化在线监测热循环试验机上，火焰加热控制热障涂层，使其表面温度为1270±20℃，持续这一温度5min，然后快速风冷至室温，涂层表面形貌的变化及失效的判据将通过冷却后涂层上方的CCD相机监控及拍摄。以此为一循环周期，最终评价其最终循环次数为770次。同时测试过程中也用温度探测仪检测不同热循环次数下涂层的表面及背面温度，并得到其实际隔热温度呈先降低后增加的趋势，说明YSZ纳米结构涂层具有自增强特性。这种自增强特性是由于多模式纳米结构内熔化再结晶区与未融纳米区界面处微裂纹的出现，其有利于应力释放及声子扩散路径的增加，使其具有高隔热、高循环寿命。

(5)不同热循环次数涂层的相成分的表征通过XRD全谱及放大高角度图谱，得出相成分始终为非转移四方相(t')，可见相稳定。进一步通过拉曼技术的半峰宽宽度确定不同循环次数下的相成分，证实YSZ纳米结构涂层在热循环前后的相成分始终为非转移四方相(t')，说明涂层展现出较高的相稳定性。

将本发明的热障涂层制样，进行结构测试。在制样过程中，首先将试样表面及截面涂覆E7胶，以防止疏松的未融颗粒脱落，影响统计结果的精确性。随后在扫描电镜下对所制备样品进行观察，选取10张放大倍数为1000的扫描照片通过图像法对内部结构特征进行定量统计，可得涂层内部微裂纹、粗糙裂纹的含量分别为1.5％-9.5％和12.5-18.8％，而熔化再结晶区孔隙、未融纳米区的含量则分别为1.5％-7.2％及10％-50％。结构中的粗糙裂纹被定义采用图像法所选的区域面积为40μm。由于飞行粒子在射流中的传热传质使其具有不同的熔化指数。因此，纳米涂层包括未融纳米区及熔化再结晶区。

对涂层进行机械减薄及离子减薄，并对最终减薄的薄区进行高分辨透射电子显微镜观察，得到涂层内部由纳米晶粒区(30-90nm)、亚微米晶粒区(110-900nm)、未融颗粒区(20-60nm)、半融化区以及非晶区共同组成，是一种多模式纳米结构。

下面通过具体实施例进行详细说明。

实施例1

(1)本发明所有实施例中的氧化钇部分稳定二氧化锆YSZ颗粒团聚体结构均如图1中(a)所示，本发明中一氧化钇部分稳定二氧化锆YSZ颗粒团聚体作为喷涂原料，图1中可看出团聚体直径为30-70μm，喷涂原料中氧化钇质量分数为7％至8％；对团聚体内部进行分析，如图1中(b)和(c)，可知内部由晶粒尺寸为20-60nm纳米结构组成，进一步从图1中(d)的SAED可知其相成分为四方相结构。

(2)在热障涂层制备过程中，首先选用高温合金及合金粉分别作为热障涂层(TBCs)系统的基体及粘结层原材料，并在粘结层上逐层堆垛形成YSZ纳米结构陶瓷涂层。其中，高温合金的牌号为GH3030；合金粉的平均粒度为30-45μm，合金粉为CoNiCrAlY。随后，通过改进的喷枪结构(喷嘴喉部直径相比喷嘴出口尺寸缩小10-20％，以提高等离子射流的机械压缩率)进行超音速等离子喷涂YSZ纳米结构涂层。喷涂工艺参数为弧电流：488A，弧电压：138V，主气流量(Ar)：142slpm，二次气体流量H₂：21slpm，喷涂距离：110mm、送粉量35g/min，Spray Watch 2i喷涂粒子在线监测系统测试所得粒子飞行速度为515±2m/s，温度为3358±3K。

(3)对涂层进行制样，首先将试样表面及截面涂覆E7胶，以防止疏松的未融颗粒脱落，影响统计结果的精确性。随后在扫描电镜下对所制备样品进行观察，如图2所示，纳米涂层是一种未融纳米区(保留原始喷涂粉末结构)镶嵌在熔化再结晶区(柱晶层状结构)内部的结构。选取10张放大倍数为1000的扫描照片通过图像法对内部结构特征进行定量统计，结构中的粗糙裂纹被定义采用图像法所选的区域面积为40μm。经过统计可得涂层内部微裂纹、粗糙裂纹、熔化再结晶区孔隙、未融纳米区的含量分别为6.4％、15.6％、1.8％、16％。对涂层进行机械减薄及离子减薄，并对最终减薄的薄区进行高分辨透射电子显微镜观察，参见图3所示，可知涂层内部由纳米晶粒区(30-90nm)、亚微米晶粒区(110-900nm)、未融颗粒区(20-60nm)、半融化区以及非晶区共同组成，是一种多模式纳米结构。

(4)在可视化在线监测热循环试验机上，火焰加热控制热障涂层，使其表面温度为1270±20℃，持续这一温度5min，然后快速风冷至室温，涂层表面形貌的变化及失效的判据将通过冷却后涂层上方的CCD相机监控及拍摄。以此为一循环周期，从图4可看出，最终评价其最终循环次数为770次，涂层表面基本由点状剥落直至片状剥落失效。同时测试过程中也用温度探测仪检测不同热循环次数下涂层的表面及背面温度，其结果显示在图5中，从图中可看出涂层在不同热循环下的实际隔热温度呈先降低后增加的趋势。通过对热循环次数下的涂层内部结构进一步分析可得，相比喷涂态的纳米结构涂层(如图6中(a)所示)，330次涂层熔化再结晶区与未融纳米区界面处出现一些微裂纹，这由两区域的不同烧结速率引起(如图6中(b)所示)。随着热循环再次增加到770次，进一步的烧结使得两界面区的裂纹宽度增加至3-5μm(如图6中(c)所示)。这些裂纹有利于应力释放及声子扩散路径的增加，使其具有高隔热、高循环寿命，说明YSZ多模式纳米结构涂层具有自增强特性。

(5)分别选取喷涂态、112次、200次、334次、400次、597次、及最终失效的770次热循环涂层，通过XRD全谱(如图7中(a)所示)以及图7中(b)放大高角度图谱，得出相成分为非转移四方相(t')，可见相稳定。进一步通过拉曼技术的半峰宽宽度确定50、110及770热循环次数下的相成分，参见图7中(c)和图7中(d)，拉曼光谱中基本上为四方相所对应的峰值，并未在177、189cm-1处发现单斜相m的特征峰，这主要是因为单次热循环高温保温时间有限。综上，多模式纳米结构涂层在热循环前后的相成分始终为非转移四方相(t')，说明涂层展现出高相稳定性。

实施例2

与实施例1不同在于，步骤(3)中采用超音速等离子喷涂方法的工艺参数为：弧电流550A，弧电压：150V，主气流量(Ar)：155slpm，二次气体流量(H₂和N₂)：40slpm，喷涂距离：110mm、送粉量50g/min，Spray Watch 2i喷涂粒子在线监测系统测试所得粒子飞行速度为700m/s，温度为3700K。涂层内部微裂纹、粗糙裂纹、熔化再结晶区孔隙、未融纳米区的含量分别为9％、12％、1.5％、10％。

实施例3

与实施例1不同在于，步骤(3)中采用超音速等离子喷涂方法的工艺参数为：弧电流450A，弧电压：135V，主气流量(Ar)：140slpm，二次气体流量(H₂和N₂)：25slpm，喷涂距离：110mm、送粉量35g/min，Spray Watch 2i喷涂粒子在线监测系统测试所得粒子飞行速度为600m/s，温度为3500K。涂层内部微裂纹、粗糙裂纹、熔化再结晶区孔隙、未融纳米区的含量分别为8％、13％、2％、14％。

实施例4

与实施例1不同在于，步骤(3)中采用超音速等离子喷涂方法的工艺参数为：弧电流350A，弧电压：132V，主气流量(Ar)：133slpm，二次气体流量(H₂和N₂)：18slpm，喷涂距离：100mm、送粉量40g/min，Spray Watch 2i喷涂粒子在线监测系统测试所得粒子飞行速度为480m/s，温度为3200K。涂层内部微裂纹、粗糙裂纹、熔化再结晶区孔隙、未融纳米区的含量分别为6％、14％、2.5％、35％。

实施例5

与实施例1不同在于，步骤(3)中采用超音速等离子喷涂方法的工艺参数为：弧电流310A，弧电压：115V，主气流量(Ar)：128slpm，二次气体流量(H₂和N₂)：12slpm，喷涂距离：100mm、送粉量50g/min，Spray Watch 2i喷涂粒子在线监测系统测试所得粒子飞行速度为420m/s，温度为3000K。涂层内部微裂纹、粗糙裂纹、熔化再结晶区孔隙、未融纳米区的含量分别为5％、15％、3％、50％。

实施例2-5所制备的不同纳米含量的涂层结构如图8所示，采用实施例2-5的工艺参数，均能够得到纳米晶粒区(30-90nm)、亚微米晶粒区(110-900nm)、未融颗粒区(20-60nm)、半融化区以及非晶区共同组成的多模式纳米结构陶瓷涂层。

实施例6

与实施例1不同在于，步骤(3)中采用超音速等离子喷涂方法的工艺参数为：弧电流300A，弧电压：110V，主气流量(Ar)：120slpm，二次气体流量(H₂和N₂)：10slpm，喷涂距离：90mm、送粉量30g/min。高温合金的牌号还可以为GH4169，合金粉为NiCoCrAlY。

本发明中的高温合金的牌号还可以为单晶DD3、DD5、DD6、单晶CMSX-6或单晶SRR99。

本发明中的合金粉还可以为NiCoCrAlYTa、NiCrAlY、NiCrAlYSi、CoCrAlY、FeCrAlY或NiCrAl。

本发明可直接将原始纳米结构团聚粉末在超音速飞行条件下(400-700m/s)经极快速铺展及凝固形成未熔纳米区镶嵌在熔化再结晶区的纳米结构热障涂层。进一步通过高分辨透射法证实了涂层内部呈现一种纳米晶区(30-90nm)、亚微米晶区(110-900nm)、未融纳米区(20-60nm)、半融化区以及非晶区共同组成的多模式纳米结构热障涂层。通过1270±20℃火焰加热涂层表面的热循环实验结果表明多模式纳米结构热障涂层显示出高相稳定性(t'相)。其中热循环过程中涂层内部未熔纳米区及熔化再结晶区界面自生的裂纹进一步增加涂层的隔热温度，并促进了热应力的释放导致770次的热循环寿命，说明多模式纳米结构涂层具有自增强特性。

Claims

1.兼具相稳定的自增强多模式纳米结构热障涂层的制备方法，其特征在于，采用超音速等离子喷涂方法在基体上喷涂合金粉，形成粘接层，然后在粘接层上喷涂纳米结构的氧化钇稳定氧化锆球形颗粒团聚体，形成YSZ纳米结构陶瓷涂层；其中，超音速等离子喷涂方法的工艺参数为：弧电流：488-550A，弧电压：135-150V，主气流量：142-155slpm，二次气体流量：21-40slpm，喷涂距离：90-110mm以及送粉量：30-50g/min；超音速等离子喷涂方法采用喷枪的喷嘴喉部直径相比喷嘴出口尺寸缩小10-20％；通过Spray Watch 2i喷涂粒子在线监测系统测试超音速等离子射流中飞行粒子的速度为400-700m/s，温度为2800-3700K，该涂层为多模式纳米结构，涂层内部由纳米晶区、亚微米晶区、未融颗粒区、半融化区以及非晶区组成；合金粉的平均粒度为30-45μm，氧化钇稳定氧化锆球形颗粒团聚体的直径为30-70μm，相成分为四方相结构；其中，团聚体内部晶粒尺寸为20-60nm。

2.根据权利要求1所述的兼具相稳定的自增强多模式纳米结构热障涂层的制备方法，其特征在于，高温合金的牌号为GH3030、GH4169、单晶DD3、DD5、DD6、单晶CMSX-6或单晶SRR99。

3.根据权利要求1所述的兼具相稳定的自增强多模式纳米结构热障涂层的制备方法，其特征在于，合金粉为CoNiCrAlY、NiCoCrAlY、NiCoCrAlYTa、NiCrAlY、NiCrAlYSi、CoCrAlY、FeCrAlY或NiCrAl。

4.一种根据权利要求1-3中任意一项所述方法制备的兼具相稳定的自增强多模式纳米结构热障涂层，其特征在于，该涂层具有自增强特性和相稳定性；

该涂层为多模式纳米结构，涂层内部由纳米晶区、亚微米晶区、未融颗粒区、半融化区以及非晶区组成；

纳米晶区的晶粒尺寸为30-90nm，亚微米晶区的晶粒尺寸为110-900nm，未融颗粒区的晶粒尺寸为20-60nm。