CN113584419B - 用于TiAl合金表面的热障涂层及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于TiAl合金表面的热障涂层及其制备方法。所述热障涂层包括TiAlCr抗氧化粘结层和位于TiAlCr抗氧化粘结层表面的稀土陶瓷隔热层；所述TiAlCr抗氧化粘结层的主要化学成分包括：Ti 20‑40 at.%，Al 40‑60 at.%和Cr 10‑30 at.%；所述稀土陶瓷隔热层的材料为稀土氧化物稳定的氧化锆、稀土锆酸盐、稀土铝酸盐中的至少一种。所述热障涂层的热导率低，可以有效隔热，同时所述热障涂层体系的热膨胀系数与基体的错配度小，在服役过程中产生的应力小，能够延长涂层的服役寿命；此外，所述热障涂层体系与基体的结合强度相对也较高。

Description

用于TiAl合金表面的热障涂层及其制备方法

技术领域

本发明涉及航空发动机技术领域，特别涉及一种用于TiAl合金表面的热障涂层及其制备方法。

背景技术

高推重比是航空发动机的重要指标，涉及提高燃烧室温度和减轻发动机重量两个方面。目前，镍基高温合金是航空发动机上应用最广泛的材料，具有良好的高温力学性能。然而，镍基高温合金的服役温度极限在1100℃，已经接近其熔点的80-90％，若要进一步提升镍基高温合金的服役温度将是很大的挑战。同时，镍基高温合金的密度大(8.9g/cm³)，制约了航空发动机的减重。

TiAl合金具有低密度(3.9-4.1g/cm³)的特点，同时还具备优异的比强度，若替代镍基高温合金在发动机上得到应用，将极大减轻发动机的重量，提高发动机的效率。TiAl合金作为航空发动机材料，经过三代TiAl合金的研究发展，目前其服役温度极限在800-900℃左右，因此在其表面制备热障涂层可进一步提升材料的服役温度。

航空发动机的服役环境恶劣，当在高温合金表面制备热障涂层时，不仅需要表面的涂层与基体有较高的结合强度，而且需要涂层体系有较好的界面相容性和抗热循环冲击性能。镍基高温合金表面制备NiCrAlY作为粘结层，已经成熟应用。然而，若将该种粘结层用于TiAl合金表面，高温服役状态下粘结层中的Ni元素会向基体发生严重的扩散，在基体表面生成脆性相，严重影响涂层与基体的结合性能，同时降低合金的力学性能。因此，如何解决粘结层与TiAl合金的界面相容性，是获得具有高抗热循环性能热障涂层材料的关键。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种用于TiAl合金表面的热障涂层及其制备方法。所述热障涂层的热导率低，可以有效隔热，同时所述热障涂层体系的热膨胀系数与基体的错配度小，在服役过程中产生的应力小，能够延长涂层的服役寿命；此外，所述热障涂层体系与基体的结合强度相对也较高。

第一方面，本发明提供一种用于TiAl合金表面的热障涂层。所述热障涂层包括TiAlCr抗氧化粘结层和位于TiAlCr抗氧化粘结层表面的稀土陶瓷隔热层；所述TiAlCr抗氧化粘结层的主要化学成分包括：Ti 20-40at.％，Al 40-60at.％和Cr 10-30at.％；所述稀土陶瓷隔热层的材料为稀土氧化物稳定的氧化锆、稀土锆酸盐、稀土铝酸盐中的至少一种。

TiAlCr材料具有优异的抗氧化性，在TiAl合金表面作为抗氧化粘结层可起到阻挡TiAl合金与空气接触、防止基体氧化的作用。同时TiAlCr材料的Al含量较高，材料中的Al氧化优先于Ti被氧化，且该材料中存在较高含量的Cr，以上可以促进Al氧化物的生成，保证在涂层表面形成连续致密的Al₂O₃层。除此之外，TiAlCr材料与TiAl合金基体的元素和含量相近，使得TiAlCr抗氧化粘结层的热膨胀系数和化学相容性与TiAl合金基体匹配性较佳。

较佳地，所述TiAlCr抗氧化粘结层的厚度为20-250μm，优选为80-200μm。该热障涂层体系中TiAlCr作为抗氧化粘结层。若TiAlCr抗氧化粘结层过薄则内部容易发生氧化，无法保护基体；若TiAlCr抗氧化粘结层过厚，则服役过程中会产生较大应力，导致涂层容易剥落失效。所述稀土陶瓷隔热层的厚度为150-500μm，优选为200-400μm。若稀土陶瓷隔热层较薄，隔热性能差；若稀土陶瓷隔热层较厚，则同样服役过程中会产生较大应力，导致涂层剥落失效。上述厚度范围的热障涂层体系综合性能最优。

较佳地，所述TiAlCr抗氧化粘结层和稀土陶瓷隔热层的厚度比为1:2.5-1:4。该热障涂层中粘结层起到抗氧化和保护基体的作用，稀土陶瓷隔热层作为面层起到提高涂层隔热性能的功能。将上述比例控制在该范围内，可以避免粘结层厚面层薄导致隔热差，也可以阻止粘结层薄面层厚容易将粘结层全部氧化而无法有效保护基体。

较佳地，所述TiAlCr粘结层在室温-1100℃的热膨胀系数为10.0×10^-6-17.0×10^-6K^-1，优选为11×10^-6-15×10^-6K^-1；所述稀土陶瓷隔热层在室温-1200℃的热膨胀系数为6.0×10^-6-10.0×10^-6K^-1。TiAl合金基体的热膨胀系数通常为9.0×10^-6-14.0×10^-6K^-1。上述TiAlCr粘结层的热膨胀系数和基体相近，稀土陶瓷隔热层的热膨胀系数小于基体。将上述膨胀系数控制在该范围内，不仅可以控制稀土陶瓷隔热层和TiAlCr粘结层的热膨胀系数差值，而且可以尽可能控制上述涂层体系和基体的热膨胀系数差值，利于增加涂层体系的服役寿命。

作为优选，所述TiAlCr粘结层和稀土陶瓷隔热层的热膨胀系数的差值不超过7.0×10^-6K^-1。

较佳地，本发明所述热障涂层的总厚度为350-450μm。

较佳地，所述热障涂层与TiAl合金基体的结合强度为25-40MPa。

第二方面，本发明提供上述任一项所述的用于TiAl合金表面的热障涂层的制备方法。所述制备方法包括：采用真空等离子喷涂在TiAl合金表面制备TiAlCr抗氧化粘结层，采用大气等离子喷涂工艺在TiAlCr抗氧化粘结层表面制备稀土陶瓷隔热层。

较佳地，所述真空等离子喷涂的工艺参数为：功率35-45kW，氩气流量40-60slpm，氢气流量5-10slpm，喷涂距离100-300mm，送粉速率10-35r/min。

较佳地，所述大气等离子喷涂的工艺参数为：功率35-45kW，氩气流量30-50slpm，氢气流量5-15slpm，喷涂距离80-200mm，送粉速率10-35r/min。

附图说明

图1为用于TiAl合金表面的热障涂层的结构示意图，依包括TiAl合金基体、粘结层(也可以称为“TiAlCr抗氧化粘结层”)和面层(也可以称为“稀土陶瓷隔热层”)；

图2为实施例1制备的TiAl合金表面TiAlCrY/YSZ热障涂层热处理后的截面形貌；

图3为实施例1制备的TiAl合金表面TiAlCrY/YSZ热障涂层热震过程的宏观形貌；

图4为实施例1制备的TiAl合金表面TiAlCrY/YSZ热障涂层火焰燃烧热循环过程的照片；

图5为实施例1制备的TiAl合金表面TiAlCrY/YSZ热障涂层火焰燃烧热循环过程的宏观形貌；

图6为实施例1制备的TiAl合金表面TiAlCrY/YSZ热障涂层于1100℃经过300h长寿命考核的截面微观形貌；

图7为实施例2制备的TiAl合金表面TiAlCrY/GZ热障涂层热震过程的宏观形貌；

图8为实施例3制备的TiAl合金表面TiAlCrY/LnMA热障涂层热震过程的宏观形貌；

图9为对比例1制备的TiAl合金表面NiCrAlY/YSZ热障涂层体系热震过程的宏观形貌。

具体实施方式

通过下述实施方式进一步说明本发明，应理解，下述实施方式仅用于说明本发明，而非限制本发明。在没有特殊说明的情况下，各百分含量指原子百分比或摩尔百分比。

本公开提供一种用于TiAl合金表面的热障涂层，包括TiAlCr抗氧化粘结层和位于TiAlCr抗氧化粘结层表面的稀土陶瓷隔热层。TiAlCr抗氧化粘结层的成分化学成分包括：Ti：20-40at.％，Al：40-60at.％和Cr：10-30at.％。上述比例指的是原子百分比。除上述三种元素以外，其他元素的原子占比在5at.％以内。其他元素包括Ce、Gd、Yb、Lu、Er、Y和Hf中的至少一种。上述元素可以增强抗氧化粘结层的塑性、韧性和抗剥落性。

所述TiAlCr抗氧化粘结层的组成体系和TiAl合金基体相近，使得它的热膨胀系数和化学相容性与TiAl合金基体较好匹配。所述TiAlCr粘结层在室温-1100℃的热膨胀系数为10.0×10^-6-17.0×10^-6K^-1，优选为11.0×10^-6K^-1-14.0×10^-6K^-1，这与TiAl合金基体的热膨胀系数接近，在热循环冲击下产生的应力较小。所述稀土陶瓷隔热层的热膨胀系数为6.0×10^-6-10.0×10^-6K^-1。TiAl合金基体与该热障涂层体系的热膨胀系数差值较小，显著低于镍基合金基体与传统热障涂层的膨胀系数差值。这利于热障涂层体系具有良好的抗热循环寿命和热震稳定性。

所述TiAlCr粘结层的厚度为20-250μm，优选为80-200μm。TiAlCr粘结层的主要作用是阻止氧气进入并接触基体，防止基体氧化。如果TiAlCr粘结层较薄容易使涂层全部氧化，不利于保护基体；如果TiAlCr粘结层过厚，粘结层与基体的热膨胀系数不匹配，导致涂层存在较大的残余应力。随着TiAlCr粘结层厚度增加，应力会发生累积，涂层容易剥落失效。所述TiAlCr粘结层具有良好的抗氧化性能，高温环境下表面能形成致密的氧化铝保护膜，具有保护TiAl合金基体的能力。

可以通过真空等离子喷涂制备TiAlCr粘结层。采用真空等离子喷涂形成的TiAlCr粘结层致密。将TiAlCr粉体喷涂到TiAl合金表面以期得到致密的粘结层。所述TiAlCr粉体的粒径为10-140μm，优选为10-130μm，该粒径范围的粉体流动性较好。一些实施方式中，所述真空等离子喷涂的工艺参数可为：电流600-700A，功率35-45kW，氩气流量40-60slpm，氢气流量5-10slpm，喷涂距离100-300mm，送粉速率10-35r/min。一些实施方式中，还可以通入粉末载气。所述粉末载气可为氩气。该氩气的流量可为1-10slpm。

当然，在真空等离子喷涂制备TiAlCr粘结层之前，可以对基体进行预处理。例如对TiAl合金基体表面进行喷砂粗化预处理。喷砂可以粗化基体进而提高基体表面的粗糙度。例如，喷砂压力可为0.1-0.6MPa。

所述稀土陶瓷隔热层的厚度为150-500μm，优选为200-400μm。稀土陶瓷隔热层越厚隔热性能越优异。但是在涂层体系服役过程中，厚度较高的稀土陶瓷隔热层与基体的热膨胀系数不匹配，会在涂层内部产生应力，该应力会随着涂层厚度的增加逐渐累积，使得涂层容易剥落。

所述稀土陶瓷隔热层的材料包括但不限于稀土氧化物稳定氧化锆、稀土锆酸盐、稀土铝酸盐。上述材料的热导率较低，可以充分提高涂层的隔热性能，并且上述材料的稀土陶瓷隔热层与TiAlCr粘结层和TiAl基体的热膨胀系数差较小，远小于它们与镍基高温合金的热膨胀系数(13.3×10^-6-26.0×10^-6K^-1)差值，这将极大减少热障涂层体系在热循环冲击过程中产生的应力。例如，稀土氧化物稳定氧化锆涂层的热膨胀系数为6.5×10^-6-9.5×10^-6K^-1；稀土锆酸盐的热膨胀系数为5.6×10^-6-9.0×10^-6K^-1；稀土铝酸盐的热膨胀系数为7.0×10^-6-9.0×10^-6K^-1。稀土氧化物稳定氧化锆中的稀土元素种类包括但不限于镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇等。

采用大气等离子喷涂在所述TiAlCr粘结层的表面制备稀土陶瓷隔热层。如此制备的稀土陶瓷隔热层中会存在一定的气孔和少量裂纹。这些气孔和裂纹利于提高涂层的隔热性能。稀土陶瓷隔热层的气孔率优选为8.0-15.0％。过高的气孔率会导致涂层在服役过程中产生较大的裂纹使涂层极易剥落。少量裂纹和气孔均匀分布在涂层内部，有利于进一步降低涂层的热导率和提高涂层的服役寿命。

以流动性较好的陶瓷隔热材料粉体为原料，喷涂在粘结层表面上从而得到热障涂层体系。所述隔热陶瓷材料粉体的粒径为10-150μm。一些技术方案中，所述大气等离子喷涂的工艺参数可为：电流600-640A，功率35-45kW，氩气流量30-50slpm，氢气流量5-15slpm，喷涂距离80-200mm，送粉速率10-35r/min。一些实施方式中，还可以通入粉末载气。所述粉末载气可为氩气。该氩气的流量可为1-10slpm。

将表面制备热障涂层的TiAl合金进行热处理。热处理气氛为氩气或真空。热处理温度为800-1200℃，热处理时间为4-20h。热处理的目的是：等离子喷涂技术是将粉体熔融后迅速喷射到基体上，然后迅速冷却形成固态层状结构。该过程中涂层由于迅速冷却和逐渐堆积使得涂层内部存在较大的残余应力。对喷涂态试样进行热处理可以将涂层内部的部分应力释放。此外，粘结层是采用真空等离子喷涂技术制备，喷涂态粘结层表面几乎无氧化发生，热处理可以使粘结层表面得到一层致密且连续的TGO(热生长氧化物)层用以阻止氧气的渗入。

本发明所述热障涂层以TiAlCr抗氧化层作为粘结层，稀土陶瓷隔热层作为面层形成新型热障涂层体系，不仅能提高发动机的服役温度，并且由于层间热膨胀系数差异较小，有利于减少在发动机冷热循环热冲击过程中产生的残余应力，从而实现TiAl合金在航空发动机中的长寿命和高可靠性应用。此外，该涂层通过等离子喷涂即可制备，工艺简单，成本较低，涂层厚度在宽范围内可调，重复性良好，沉积效率高，适合工业化生产。

本发明所述热障涂层具有较低的热导率特性，同时涂层内部含有一定量的气孔，可以进一步降低热障涂层的热导率。上述热障涂层的热导率小于1.5W/(m.K)。此热导率的热障涂层用于TiAl合金时，基体表面温度可以提高150-200℃。

下面进一步例举实施例以详细说明本发明。同样应理解，以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发明的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。下述示例具体的工艺参数等也仅是合适范围中的一个示例，即本领域技术人员可以通过本文的说明做合适的范围内选择，而并非要限定于下文示例的具体数值。

实施例1

步骤1：对TiAl合金基体表面进行喷砂处理，喷砂压力为0.4MPa，超声清洗后得到表面预处理的基体。

步骤2：采用真空等离子喷涂技术在预处理后的基体表面制备TiAlCr粘结层，组分分别为：Ti 25at.％，Al 55at.％，Cr 20at.％。真空等离子喷涂工艺参数见表1。

表1真空等离子喷涂TiAlCr涂层的工艺参数

步骤3：采用大气等离子喷涂技术在TiAlCr粘结层表面制备氧化钇部分稳定氧化锆(简称YSZ)涂层。等离子喷涂工艺参数见表2。

表2大气等离子喷涂YSZ涂层的工艺参数

将带有TiAlCrY/YSZ热障涂层体系的TiAl合金试样在真空气氛炉中于1000℃热处理5小时。

图2是TiAl合金表面TiAlCr/YSZ热障涂层的截面微观形貌图。可以看出，粘结层比较致密，厚度约为110μm，能够有效阻挡氧气的进入。面层中含有一定的气孔，可以进一步起到隔热效果，厚度约为310μm。

采用热震实验对涂层进行抗热循环冲击性能考核。以尺寸为15×30×1mm的12个试样进行水淬热震平行实验。具体工艺如下：当管式炉温度升至1100℃时，将12个平行试样放入管式炉1100℃恒温区并保温10min，取出迅速放入去离子水中，去离子水温度保持在室温，待试样冷却至水温，将试样取出放入120℃烘干箱中，烘干试样表面水分，此为1次热震。如此往复进行热震循环实验考核，当TiAl合金表面涂层脱落超过5％则判定涂层失效。

图3为TiAl合金表面TiAlCr/YSZ体系试样在热震循环过程中的宏观形貌。可以发现，TiAl合金表面TiAlCr/YSZ双层体系具有较好的抗热震性能，在1100℃经过144次热震循环后涂层表面几乎未发生剥落。但是TiAl合金基体氧化严重出现较多的纵向贯穿裂纹，这导致涂层出现少许裂纹。

按照实施例1方法制备相同的涂层试样，再进行火焰燃烧热循环实验考核。采用尺寸为

的2个平行试样进行考核，具体方式如下：试样放在特制卡具上，采用氧气-丙烷枪通过智能控制系统调节氧气和丙烷气体流量，使得在30-60s时间内将试样表面温度提升至1100℃并在此温度保温3min，之后采用压缩空气冷却3.5-4min使得试样表面温度降至200-500℃。在热循环过程中通过红外测温仪对试样表面温度进行测量，并将信号传递到控制系统，通过智能控制系统控制涂层表面温度。测试过程如图4所示，该体系热循环过程涂层表面宏观形貌如图5所示。可以发现，TiAl合金表面TiAlCr/YSZ双层体系具有较好的抗热循环性能，在1100℃经过400次热震循环后涂层表面仅在边缘位置出现少量的剥落(与基体变形有关)，显示该体系具有良好抗热循环性能。

以尺寸为15×30×1mm的试样进行体系长寿命实验考核。具体方式如下：当管式炉温度升至1100℃时，将试样放入管式炉1100℃恒温区并保温20h，取出置于空气中，如此往复至300h。取冷却后的试样切割、镶嵌并抛光得到截面SEM形貌。300h长寿命考核截面形貌SEM如图6所示。可以发现，TiAl合金表面TiAlCr/YSZ双层体系具有较好的长时间抗氧化性能，在1100℃经过300h长时间氧化后，涂层体系未出现剥落现象。仅在粘结层内部出现一定程度的氧化，但是涂层与基体之间结合较好。显示该体系具有良好长时间抗氧化性能。

实施例2

按照实施例1制备热障涂层，不同的是陶瓷隔热层材料选取稀土锆酸盐中典型的锆酸钆(Gd₂Zr₂O₇，简称GZ)。TiAlCr抗氧化粘结层与GZ稀土陶瓷隔热层的厚度分别是100μm和300μm。按照实施例1进行体系热震实验。图7为TiAl合金/TiAlCr/GZ体系试样在热震循环过程中的宏观形貌。可以发现，TiAl合金表面TiAlCr/GZ双层体系具有较好的抗热震性能，在1100℃经过100次热震循环后涂层表面边缘位置出现一定程度的剥落，经过计算涂层剥落面积大约5％左右。与实施例1相比，该体系涂层的隔热性能明显提升(TiAlCr/GZ体系的导热系数约是TiAlCr/YSZ体系的1/2-1/3)。显示TiAlCr/GZ体系具有良好的抗热震和隔热性能。

实施例3

按照实施例1制备相同的涂层，不同的是陶瓷隔热层材料选取稀土铝酸镧(LaMgAl₁₁O₁₉,简称LaMA)。TiAlCr抗氧化粘结层与LaMA稀土陶瓷隔热层的厚度分别是100μm和300μm。按照实施例1进行体系热震实验考核。图8为TiAl合金表面TiAlCr/LaMA体系试样在热震循环过程中的宏观形貌。可以发现，TiAl合金表面TiAlCr/LaMA双层体系具有较好的抗热震性能，在1100℃经过150次热震循环后涂层表面边缘位置出现一定程度的剥落，经过计算涂层剥落面积大约5％左右。基体氧化产生的裂纹不明显，显示该体系具有良好抗热震性能，同时具有较好的阻氧能力。

实施例4

按照实施例1制备相同的涂层，不同的是陶瓷隔热层材料选取选取氧化钇以外的其他稀土氧化物部分稳定氧化锆(简称RSZ)涂层。该稀土氧化物可为CeO₂、Gd₂O₃和Yb₂O₃中的至少一种。

根据ASTM C633标准进行结合强度测试。试样尺寸为

的5个平行试样，取测试结果的平均值。实施例1-4热障涂层体系的结合强度测试结果见表3。TiAl合金表面TiAlCr/YSZ、TiAlCr/RSZ、TiAlCr/GZ和TiAlCr/LnMA的双层体系均具有较好的结合强度，结合强度均高于28MPa，具有较好的结合强度性能。

表3结合强度测试表

对比例

按照实施例1方法在TiAl合金表面真空等离子喷涂制备NiCrAlY/YSZ热障涂层并进行热震实验考核。粘结层选取NiCrAlY材料，组分含量包括：Ni：67at.％，Cr：22at.％，Al：10at.％，Y：1.0at.％。真空等离子喷涂工艺参数见表4。

表4真空等离子体喷涂NiCrAlY涂层的工艺参数

图9为镍基高温合金试样在热震考核过程中的宏观形貌。可以发现，TiAl合金表面NiCrAlY/YSZ双层体系的部分试样在1100℃经过10次热震循环后涂层出现较大面积的剥落现象。与实施例1-3相比，对比例的热震次数明显降低。该剥落位置发生在粘结层，判定涂层体系失效，显示涂层体系具有较差的抗热震性能。原因是NiCrAlY粘结层与TiAl合金基体的化学相容性较差，高温状态下发生元素的相互扩散，这影响界面的力学性能；同时NiCrAlY粘结层与TiAl合金基体材料的热膨胀系数差较大，热震过程会产生较大的残余应力。

综上，本发明所述用于TiAl合金表面的热障涂层的热导率低，热膨胀系数与基体的错配度小，与TiAl基体的化学相容性好，服役过程产生的应力小，结合强度相对较高，能够增加涂层体系的服役寿命。

Claims (7)

1.一种用于TiAl合金表面的热障涂层的制备方法，其特征在于，所述热障涂层包括TiAlCr抗氧化粘结层和位于TiAlCr抗氧化粘结层表面的稀土陶瓷隔热层；所述制备方法包括：

采用真空等离子喷涂在TiAl合金表面制备TiAlCr抗氧化粘结层；所述TiAlCr抗氧化粘结层的化学成分为：Ti 20~25 at.%，Al 55~60 at. %和Cr 20~30 at. %，所述化学成分的原子百分比之和为100%；所述TiAlCr抗氧化粘结层在室温-1100℃的热膨胀系数为10.0×10^-6-17.0×10^-6·K^-1；

采用大气等离子喷涂在TiAlCr抗氧化粘结层表面制备稀土陶瓷隔热层；所述稀土陶瓷隔热层的材料为稀土氧化物稳定的氧化锆、稀土锆酸盐、稀土铝酸盐中的至少一种；所述稀土陶瓷隔热层的气孔率为 8.0-15.0%；所述稀土陶瓷隔热层在室温-1200℃的热膨胀系数为6.0×10^-6-10.0×10^-6·K^-1；

热处理；热处理气氛为氩气或真空；热处理温度为 800-1200℃，热处理时间为 4-20h；

所述热障涂层的热导率小于 1.5W/(m.K)，热障涂层与TiAl合金基体的结合强度为25-40 MPa。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述TiAlCr抗氧化粘结层的厚度为20-250μm；所述稀土陶瓷隔热层的厚度为150-500μm。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述TiAlCr抗氧化粘结层的厚度为80-200μm；所述稀土陶瓷隔热层的厚度为200-400μm。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述TiAlCr抗氧化粘结层和稀土陶瓷隔热层的厚度比为1:2.5-1:4。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述TiAlCr抗氧化粘结层和稀土陶瓷隔热层的热膨胀系数的差值不超过7.0×10^-6·K^-1。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述真空等离子喷涂的工艺参数为：功率35-45 kW，氩气流量40-60 slpm，氢气流量5-10 slpm，喷涂距离100-300 mm，送粉速率10-35 r/min。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述大气等离子喷涂的工艺参数为：功率35-45kW，氩气流量30-50 slpm，氢气流量5-15 slpm，喷涂距离80-200 mm，送粉速率10-35 r/min。

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