CN111349894B - 一种采用蚀刻技术制备热障涂层方法 - Google Patents

一种采用蚀刻技术制备热障涂层方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种采用刻蚀技术制备具有网状结构的金属粘结层，而后采用热喷涂或物理气相沉积方法在网状结构粘结层表面制备陶瓷顶层的热障涂层技术。本发明的技术方案，所需设备简单、成本低廉，对复杂型面的工件也同样适用，通过工艺参数的调控，可以精确控制网状结构尺寸且不会对单晶高温合金基体组织产生影响；通过本发明的方法获得的具有网状结构粘结层的热障涂层，其界面结合力显著提高，热导率降低，涂层热循环寿命得到改善。

Description

一种采用蚀刻技术制备热障涂层方法
技术领域
本发明属于航空、航天及能源领域用热障涂层制备技术领域，尤其涉及一种采用刻蚀技术制备具有网状结构的金属粘结层，而后采用热喷涂或物理气相沉积方法在网状结构粘结层表面制备陶瓷顶层的热障涂层技术。
背景技术
热障涂层技术是一种将抗氧化、耐腐蚀的金属材料和耐高温、低导热的陶瓷材料以涂层的方式涂覆于热端部件高温合金基体表面，从而提高合金基体抗氧化腐蚀能力，降低热端部件表面温度，延长热端部件使用寿命的表面热防护技术。传统的热障涂层主要为双层结构，包括底层的金属粘结层和顶层的陶瓷隔热层。其中，金属粘结层主要提供抗高温氧化和腐蚀能力，并缓解合金基体与陶瓷隔热层间的热不匹配，而陶瓷隔热层主要提供隔热能力。目前，已经实现工程化应用的金属粘结层材料主要为MCrAlY(M＝Ni，Co或Ni+Co)，陶瓷层材料主要为YSZ(Y2O3部分稳定化的ZrO2)。
陶瓷层的微观结构，特别是孔隙结构是影响陶瓷层隔热能力的一个重要因素，而粘结层/陶瓷层界面的结合力则是影响热障涂层寿命的关键。研究表明，网状结构的热障涂层界面结合力相比传统涂层有显著提高，而且网状结构有利于改善涂层应力集中的问题，从而提高涂层在实际服役中的热循环寿命。
现有技术中提出一种方法，其网状结构热障涂层主要是采用激光熔覆和激光快速成型的方法在高温合金基体上预先制备网格衬垫，然后再采用热喷涂等工艺在网格衬垫表面先后制备MCrAlY粘结层和YSZ陶瓷层获得。此方法工艺成本高，制备的涂层网状结构尺寸(包括边长、边宽等)难以精确控制，而且不适用于复杂型面的工件，尤其当工件基体为单晶高温合金时，这些工艺由于在高温条件下进行，会对单晶合金组织造成损伤。而对MCrAlY金属粘结层进行刻蚀获得网状结构不仅网格形状、尺寸、网格深度等可以精确控制，而且不会损伤基体合金，对复杂型面的工件同样适用。在继续沉积YSZ陶瓷隔热层时，MCrAlY表面的网格结构对陶瓷层微观孔隙结构会产生影响，有助于获得多孔低热导率陶瓷隔热层。
目前要解决的现有技术中存在的问题主要是在复杂型面高温合金基体上制备结构可精确控制的网状结构粘结层，制备过程不会对高温合金基体造成损伤；另外，制备的热障涂层界面结合力提高或热导率降低。
发明内容
为了解决上述已有技术存在的不足，本发明提出采用蚀刻技术制备具有网状结构粘结层的热障涂层方法，具体技术方案如下：
一种采用蚀刻技术制备热障涂层方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：对高温合金基体进行清洗、打磨、喷砂处理；
S2：在高温合金基体表面预先制备一层金属粘结层；
S3：将经过步骤S1和步骤S2处理的样品清洗直至去除表面的油污与杂质，烘干；
S4：在金属粘结层表面均匀涂覆一层感光油墨；
S5：使用CAD软件绘制网状结构图案，并打印在胶片上成为掩膜版，遮盖感光油墨并在暗室中使用紫外灯曝光5-100s，将网状结构图案转移至感光油墨上；
S6：将样品浸入显影液中1-10min，清洗去除非曝光区域的感光油墨，在金属粘结层表面留下网状结构图案的感光油墨；
S7：将样品浸入蚀刻液0.5-10min，腐蚀金属粘结层上没有感光油墨保护的区域，在金属粘结层表面制成网状结构，清洗样品表面剩余的感光油墨；
S8：在金属粘结层表面制备热障涂层陶瓷层，最后获得具有网状结构粘结层的热障涂层。
进一步地，所述步骤S2采用多弧离子镀或者电子束物理气相沉积法制备金属粘结层，所述金属粘结层的厚度为40-150μm。
进一步地，所述步骤S3的清洗过程为将样品浸入丙酮中，置于超声清洗机中清洗。
进一步地，所述步骤S4使用滚轧传动或喷涂或刷涂等方法在金属粘结层表面涂覆感光油墨，所述感光油墨的厚度为10-200μm。
进一步地，所述步骤S6的显影液的成分包括碳酸钠和有机胺。
进一步地，所述步骤S7的蚀刻液的成分包括三氯化铁和盐酸。
进一步地，所述步骤S7使用氢氧化钠溶液清洗样品表面剩余的感光油墨。
进一步地，所述步骤S8采用等离子喷涂法或电子束物理气相沉积法在金属粘结层表面制备热障涂层陶瓷层。
本发明的有益效果在于：
1.本发明的方法相比激光熔覆和激光快速成型等方法，所需设备简单、成本低廉，对复杂型面的工件也同样适用，通过工艺参数的调控，可以精确控制网状结构尺寸(包括网格形状、边长、边宽、网格深度等)且不会对单晶高温合金基体组织产生影响；
2.本发明的方法获得的具有网状结构粘结层的热障涂层，其界面结合力显著提高，热导率降低，涂层热循环寿命得到改善；且通过对网状结构粘结层表面陶瓷隔热层厚度的控制，可以获得不同表面结构和表面粗糙度的热障涂层。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据这些附图获得其他的附图。其中：
图1是本发明制备具有网状结构粘结层的热障涂层流程图；
图2是本发明使用的感光油墨曝光后的结构图；
图3是本发明使用的掩膜版；
图4是本发明网状结构粘结层样品结构示意图；
图5是本发明制备的方格网状结构粘结层三维结构图。
图6是本发明制备的具有网状结构粘结层的热障涂层陶瓷层截面形貌。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
本发明提供一种采用蚀刻技术制备具有网状结构粘结层的热障涂层方法，首先采用刻蚀技术制备具有网状结构的金属粘结层，该方法成本低廉，对复杂型面的工件也同样适用，且通过设计掩膜版网格形状、控制感光油墨厚度、刻蚀液浓度、刻蚀时间等工艺参数，可以精确控制网状结构尺寸(包括网格形状、边长、边宽、网格深度等)。刻蚀过程由于是在常温条件下进行而且对非刻蚀区域有感光油墨保护，不会对单晶高温合金基体组织产生影响。网状结构粘结层制备完成后，采用热喷涂或物理气相沉积方法再在表面制备陶瓷顶层，获得具有网状结构粘结层的热障涂层，由于网状结构提高了粘结层/陶瓷层接触面积，其结合力显著提高，而且网状结构会影响后续沉积陶瓷层的孔隙结构，同时有利于改善涂层应力集中的问题，因此可降低热障涂层的热导率，提高涂层热循环寿命。
如图1所示为本发明方法的流程图，一种采用蚀刻技术制备热障涂层方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：对高温合金基体进行清洗、打磨、喷砂处理；
S2：在高温合金基体表面预先制备一层金属粘结层；
S3：将经过步骤S1和步骤S2处理的样品清洗直至去除表面的油污与杂质，烘干；
S4：在金属粘结层表面均匀涂覆一层感光油墨；
S5：使用CAD软件绘制网状结构图案，并打印在胶片上成为掩膜版，遮盖感光油墨并在暗室中使用紫外灯曝光5-100s，将网状结构图案转移至感光油墨上；
S6：将样品浸入显影液中1-10min，清洗去除非曝光区域的感光油墨，在金属粘结层表面留下网状结构图案的感光油墨；
S7：将样品浸入蚀刻液0.5-10min，蚀刻液浓度和蚀刻时间能够根据要求的蚀刻深度进行调节，腐蚀金属粘结层上没有感光油墨保护的区域，在金属粘结层表面制成网状结构，清洗样品表面剩余的感光油墨；
S8：在金属粘结层表面制备热障涂层陶瓷层，陶瓷层厚度能够根据网状结构刻蚀深度及实际隔热需要调整，最后获得具有网状结构粘结层的热障涂层。
步骤S2采用多弧离子镀或者电子束物理气相沉积法制备金属粘结层，金属粘结层的厚度为40-150μm。
步骤S3的清洗过程为将样品浸入丙酮中，置于超声清洗机中清洗。
步骤S4使用滚轧传动或喷涂或刷涂方法在金属粘结层表面涂覆感光油墨，感光油墨的厚度为10-200μm。
步骤S6的显影液的成分包括碳酸钠和有机胺。
步骤S7的蚀刻液的成分包括三氯化铁和盐酸。
步骤S7使用氢氧化钠溶液清洗样品表面剩余的感光油墨。
步骤S8采用等离子喷涂法或电子束物理气相沉积法在金属粘结层表面制备热障涂层陶瓷层。
为了方便理解本发明的上述技术方案，以下通过具体实施例对本发明的上述技术方案进行详细说明。
实施例1
S1：在直径14mm的高温合金基体样品表面预制MCrAlY(M＝Ni，Co或Ni+Co)粘结层，粘结层厚度为50-60μm；
S2：使用丙酮清洗表面，除去表面的污染物，并烘干；
S3：通过滚轧机在试样表面均匀涂覆感光油墨，油墨厚度约为30μm；
S4：使用CAD设计制作印有网状图案的掩膜版，如图3所示，覆盖在感光油墨上，遮蔽部分紫外光，使未遮蔽部分充分曝光20s；
S5：在显影液中清除未曝光部分的感光油墨，在试样表面制得间隔为0.9mm，宽为0.1mm的网格，如图2所示；
S6：将样品浸入主要成分为三氯化铁、盐酸的蚀刻液3min，至其腐蚀到所需深度；
S7：使用氢氧化钠溶液清洗样品表面剩余的感光油墨；网状结构粘结层样品结构示意图如图4所示，方格网状结构粘结层三维结构图如图5所示；
S8：采用电子束物理气相沉积法在MCrAlY金属粘结层表面制备约100μm厚的YSZ热障涂层陶瓷层，如图6所示。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本发明中，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种采用蚀刻技术制备热障涂层方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：对高温合金基体进行打磨、清洗、喷砂处理；
S2：在高温合金基体表面预先制备一层金属粘结层：采用多弧离子镀或者电子束物理气相沉积法制备金属粘结层，所述金属粘结层的厚度为40-150μm；
S3：将经过步骤S1和步骤S2处理的样品清洗直至去除表面的油污与杂质，烘干；
S4：在金属粘结层表面均匀涂覆一层感光油墨；
S5：使用CAD软件绘制网状结构图案，并打印在胶片上成为掩膜版，遮盖感光油墨并在暗室中使用紫外灯曝光5-100s，将网状结构图案转移至感光油墨上；
S6：将样品浸入显影液中1-10min，清洗去除非曝光区域的感光油墨，在金属粘结层表面留下网状结构图案的感光油墨；
S7：将样品浸入蚀刻液0.5-10min，腐蚀金属粘结层上没有感光油墨保护的区域，在金属粘结层表面制成网状结构，清洗样品表面剩余的感光油墨；
S8：在金属粘结层表面采用电子束物理气相沉积法或等离子喷涂法制备热障涂层陶瓷层，最后获得具有网状结构粘结层的热障涂层；
所述方法能够精确控制网状结构尺寸，包括网格形状、边长、边宽、网格深度。
2.根据权利要求1所述的一种采用蚀刻技术制备热障涂层方法，其特征在于，所述步骤S3的清洗过程为将样品浸入丙酮中，置于超声清洗机中清洗。
3.根据权利要求1所述的一种采用蚀刻技术制备热障涂层方法，其特征在于，所述步骤S4使用滚轧传动或喷涂或刷涂方法在金属粘结层表面涂覆感光油墨，所述感光油墨的厚度为10-200μm。
4.根据权利要求1所述的一种采用蚀刻技术制备热障涂层方法，其特征在于，所述步骤S6的显影液的成分包括碳酸钠和有机胺。
5.根据权利要求1所述的一种采用蚀刻技术制备热障涂层方法，其特征在于，所述步骤S7的蚀刻液的成分包括三氯化铁和盐酸。
6.根据权利要求1所述的一种采用蚀刻技术制备热障涂层方法，其特征在于，所述步骤S7使用氢氧化钠溶液清洗样品表面剩余的感光油墨。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112323061A (zh) * 2020-10-27 2021-02-05 武汉飞能达激光技术有限公司 一种高效率制备高性能涂覆层的方法及装置
CN112410867B (zh) * 2020-11-05 2023-10-20 中国航发北京航空材料研究院 一种高温合金密排孔柱阵列结构的加工方法
CN113543490B (zh) * 2021-07-08 2023-01-10 江西晶弘新材料科技有限责任公司 一种增加油墨在陶瓷基板上附着力的方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6846574B2 (en) * 2001-05-16 2005-01-25 Siemens Westinghouse Power Corporation Honeycomb structure thermal barrier coating
CN102345125A (zh) * 2010-07-28 2012-02-08 比亚迪股份有限公司 一种金属基材表面形成多层次图案的方法
CN104164643B (zh) * 2014-08-18 2016-12-07 南京理工大学 一种具有网状结构粘结层的热障涂层及其制备方法

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