CN113862603A - 复合垂直裂纹和准柱状梯度结构热障涂层及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了复合垂直裂纹和准柱状梯度结构热障涂层及其制备方法，涉及材料加工领域，该制备方法在低真空条件下等离子喷涂系统中的低压舱内开展，该方法通过控制相关参数，获得了射流长度1000mm‑1800mm，径向扩张尺寸200mm‑400mm的等离子射流；利用该等离子射流喷涂陶瓷粉末，通过不同的喷涂距离、总气流量等的控制，获得了不同分布密度的准柱状结构陶瓷涂层；随着低压舱内的真空度、等离子体的工作电流、总气流量以及喷涂距离的调整，继续对准柱状结构陶瓷涂层进行预烧结，实现了直接在高温合金等金属热端部件表面沉积复合垂直裂纹和准柱状梯度结构热障涂层，该复合涂层的垂直裂纹间距可控，改善了涂层间的结合强度，提高了抗热冲击性能。

Description

复合垂直裂纹和准柱状梯度结构热障涂层及其制备方法

技术领域

本发明涉及材料加工领域，具体涉及一种复合垂直裂纹和准柱状梯度结构热障涂层及其制备方法。

背景技术

热障涂层是由金属中间层和陶瓷表面层组成的燃气涡轮发动机等热端部件防护涂层。热障涂层体系在燃气涡轮发动机热端部件表面，不但可以延缓热传导，降低基体表面温度，延长基体使用寿命，同时也可以为高温合金基体提供良好的高温氧化腐蚀防护性能。

垂直裂纹分布的片层状结合陶瓷热障涂层具有良好的隔热效果、高结合强度和良好的应力释放特性，同时较常规热障涂层大幅度提高了的热循环寿命和抗热冲击性能。垂直裂纹结构涂层主要利用的原理是在多次喷涂过程中，当基体的温度和单层喷涂厚度达到一个临界值时，涂层中累积的平面应力会高于此温度下涂层的强度，从而产生垂直于基体的裂纹。垂直裂纹制备过程中，工艺控制及对裂纹密度的控制是关键技术。

提高涂层的孔隙率是增强涂层隔热性能的有效途径，孔隙率一定时，随着柱状孔隙直径减小，其隔热性能增强，并且结构更加稳定；孔隙率一定时,随着柱状孔隙细长化，层间的结合强度逐渐变弱，不利于抗冲刷等环境。准柱状涂层中大量的纳米级晶界和孔隙分布，显著的增加了声子的散射，所获得的涂层热导率要更低于采用传统的大气等离子喷涂设备制备的涂层。随着循环时间的增加，对于准柱状结构陶瓷涂层的界面，垂直裂缝起源于多孔柱的间隙并垂直穿透整个表层。这种结构导致了径向热应力在顶部涂层/粘结涂层界面附近的重新分布，压应力水平大大降低，压应力面积也相应减小，抗热循环能力要高于层状结构的涂层。

热障涂层内部和界面的结合强度，以及其隔热性能通常是评价一个涂层好坏的重要参数。但目前的热障涂层内部和界面的结合强度以及其隔热性能通常无法达到一个较好的平衡值，即：若制备的涂层内部和界面的结合强度好，则其抗热冲击性能较好，但隔热性能较差；若涂层的隔热性能较好，则涂层内部和界面的结合强度较差，抗热冲击性能较差。

发明内容

本发明实施例提供一种复合垂直裂纹和准柱状梯度结构热障涂层及其制备方法，以克服上述技术问题。

为了解决上述问题，本发明实施例公开了一种复合垂直裂纹和准柱状梯度结构热障涂层制备方法，所述方法在低真空条件下等离子喷涂系统中的低压舱内开展，所述方法包括：

调整所述低压舱内的真空度、等离子体的工作电流以及工作气体的总气流量，获得射流长度在1000mm-1800mm之间，径向扩张尺寸在200mm-400mm之间的等离子射流；

将陶瓷粉末送入到所述等离子射流中，并将所述等离子射流垂直于基体表面以预设扫描速度和喷涂间隔进行往复喷涂，根据不同的喷涂距离、所述总气流量、送粉率以及基体温度的控制，获得不同分布密度的准柱状结构陶瓷涂层；其中，所述准柱状结构陶瓷涂层包括柱内部的孔隙以及柱与柱之间的间隙；

在所述准柱状结构陶瓷涂层达到预设喷涂厚度后，调整所述低压舱内的真空度、等离子体的工作电流、所述总气流量以及所述喷涂距离，继续利用所述等离子射流对所述准柱状结构陶瓷涂层进行预烧结，以使所述准柱状结构陶瓷涂层处于柱与柱之间的间隙被部分熔合或完全熔合而柱内部的孔隙不被熔合的状态，获得复合垂直裂纹和准柱状梯度结构热障涂层。

在本发明一实施例中，所述等离子体的工作电流的调整范围为2000-2600A。

在本发明一实施例中，所述总气流量的调整范围为90L/min-120L/min。

在本发明一实施例中，所述工作气体为氩气和氦气的混合气体。

在本发明一实施例中，所述喷涂距离的控制范围为1200-1500mm。

在本发明一实施例中，所述等离子射流的出口温度大于12000K，喷射速度大于6000m/s。

在本发明一实施例中，所述陶瓷粉末的颗粒度为1～30μm或37～69μm。

在本发明一实施例中，所述预设喷涂厚度大于150μm。

在本发明一实施例中，所述低真空条件下等离子喷涂系统包括：基体夹持控制单元，位于所述基体正上方的等离子产生单元，以及与所述等离子产生单元分别连接的射流稳定控制单元和送粉控制单元；

其中，所述基体夹持控制单元用于夹持所述基体，并控制所述基体与所述等离子射流保持垂直，以及控制所述基体在喷涂过程中的温度和预烧结时的温度；

所述等离子产生单元用于向所述基体喷射所述等离子射流；

所述射流稳定控制单元用于控制所述等离子射流在所述基体表面以所述扫描速度和所述喷涂间隔做往复运动；

所述送粉控制单元用于在低压舱内将陶瓷粉末送入到所述等离子射流中。

为了解决上述问题，本发明实施例还公开了一种复合垂直裂纹和准柱状梯度结构热障涂层，所述复合垂直裂纹和准柱状梯度结构热障涂层利用如本发明实施例所述的方法制得。

本发明实施例包括以下优点：

本发明实施例公开了一种复合垂直裂纹和准柱状梯度结构热障涂层及其制备方法，该制备方法在低真空条件下等离子喷涂系统中的低压舱内开展，其步骤包括：调整低压舱内的真空度、等离子体的工作电流以及工作气体的总气流量，获得射流长度在1000mm-1800mm之间，径向扩张尺寸在200mm-400mm之间的等离子射流；将陶瓷粉末送入到等离子射流中，并将等离子射流垂直于基体表面以预设扫描速度和喷涂间隔进行往复喷涂，根据不同的喷涂距离、总气流量、送粉率以及基体温度的控制，获得不同分布密度的准柱状结构陶瓷涂层；其中，准柱状结构陶瓷涂层包括柱内部的孔隙以及柱与柱之间的间隙；在准柱状结构陶瓷涂层达到预设喷涂厚度后，调整低压舱内的真空度、等离子体的工作电流、总气流量以及喷涂距离，继续利用等离子射流对准柱状结构陶瓷涂层进行预烧结，以使准柱状结构陶瓷涂层处于柱与柱之间的间隙被部分熔合或完全熔合而柱内部的孔隙不被熔合的状态，获得复合垂直裂纹和准柱状梯度结构热障涂层。如此，本发明实施例实现了直接在高温合金等金属热端部件表面沉积了复合垂直裂纹和准柱状梯度结构热障涂层，该涂层的垂直裂纹间距可控，既减小了柱与柱之间的间隙的长度，从而改善了涂层间的结合强度，提高其抗热冲击性能，同时又保留了一部分孔隙，能维护涂层较好的隔热性能，工艺简单，操作容易，便于实施。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一种复合垂直裂纹和准柱状梯度结构热障涂层制备方法的步骤流程图；

图2是本发明实施例复合垂直裂纹和准柱状梯度结构热障涂层的垂直裂纹示意图；

图3a是本发明实施例复合垂直裂纹和准柱状梯度结构热障涂层的一微观形貌示意图；

图3b是本发明实施例复合垂直裂纹和准柱状梯度结构热障涂层的另一微观形貌示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

针对本申请的技术问题，本申请提出了一种复合垂直裂纹和准柱状梯度结构热障涂层制备方法，该方法在低真空条件下等离子喷涂系统中的低压舱内开展。在本申请中，低真空条件下等离子喷涂系统除包括低压舱外，还可以包括：基体夹持控制单元，位于基体正上方的等离子产生单元，以及与等离子产生单元分别连接的射流稳定控制单元和送粉控制单元，其中：

基体夹持控制单元用于夹持基体，并控制基体与等离子射流保持垂直，以及控制基体在喷涂过程中的温度和预烧结时的温度。在本申请中，基体为需要沉积陶瓷涂层、或金属陶瓷涂层的装载体，基体可以为奥氏体不锈钢，镍基高温合金或钴基沉淀硬化型定向凝固柱晶高温合金等材质，一般应用于航空发动机和大型燃气轮机热端部件中。基体夹持控制单元夹持基体后，可以控制基体的倾斜角度，以在涂层的制备过程中，控制基体表面与等离子射流保持垂直；上述倾斜角度的倾斜方向包括但不限于正向上倾斜、正向下倾斜、正向左倾斜和正向右倾斜。基体夹持控制单元还具有温度控制功能，可控制基体在喷涂过程中的温度和预烧结时的温度，如此使陶瓷涂层在周期运行的情况下产生的压应力与张应力之间有更好的平衡。

等离子产生单元用于向基体喷射等离子射流。在本申请中，等离子产生单元产生的等离子射流具有显著的超长，稳定和集中的特性，额定功率120kW，能对工作气体的总气流量、等离子体的工作电流等进行调整。

射流稳定控制单元用于控制等离子射流在基体表面以扫描速度和喷涂间隔做往复运动。在本申请中，射流稳定控制单元在控制等离子射流的扫描速度和喷涂间隔的过程中，可控制等离子射流的长度和空间分布，并有效防止外界气流对等离子射流的扰动，维持颗粒在等离子射流中的超长加热和加速历程。

送粉控制单元用于在低压舱内将陶瓷粉末送入到等离子射流中。送粉控制单元通过控制一定的送粉率，能集中的将陶瓷粉末送入等离子射流中，且不影响该等离子射流的正常工作，粉末利用率能达到90％以上。

基于上述低真空条件下等离子喷涂系统，参照图1，本申请所提出的一种复合垂直裂纹和准柱状梯度结构热障涂层制备方法，具体可以包括以下步骤：

步骤S101：调整所述低压舱内的真空度、等离子体的工作电流以及工作气体的总气流量，获得射流长度在1000mm-1800mm之间，径向扩张尺寸在200mm-400mm之间的等离子射流。

在本申请中，通过真空泵将低压舱抽取至一定真空度，即调整低压舱内的真空度，低压舱内的压力降低，可使得等离子射流进一步膨胀变宽，实现涂层的大面积快速沉积。可选的，低压舱内的真空度的调整范围可以为50～1000Pa。

在本申请中，等离子体的工作电流以及工作气体的总气流量是影响等离子射流形态和特性的因子，利用等离子产生单元控制等离子体的工作电流，能使得等离子射流输出功率增大；利用等离子产生单元控制工作气体的总气流量，工作气体在电极枪内被电弧加热离解成高能高压的等离子体，通过喷嘴进入低压舱后急剧膨胀形成超音速等离子射流。其中，工作气体可以为氩气和氦气的混合气体，使用氩气和氦气的混合气体放电可以产生等离子体。

但实际中，工作电流以及工作气体的总气流量并不是越高越高，工作电流过高会急剧提高涂层沉积成本，而总气流量过高会导致等离子体的电离度被稀释，使得等离子体射流的焓值下降。因此，优选的，本申请等离子体的工作电流的调整范围为2000-2600A。工作气体的总气流量的调整范围为90L/min-120L/min。在此调整范围内，结合低压舱内真空度的调整，本申请可以获得射流长度在1000mm-1800mm之间，径向扩张尺寸在200mm-400mm之间的等离子射流，此射流长度和径向扩张尺寸能显著提高喷涂过程中的同步沉积温度，在加热和加速粉末的同时，也加热基体，并对涂层进行预烧结。

本申请所产生的等离子射流的射流长度从1000-1800mm有很大的可控性，并根据设备真空度、气流量和输出功率呈现一定的变化。等离子射流的出口温度大于12000K，喷射速度大于6000m/s，并维持一段超长的高温区域，可以有效的加热粉末和基体。

步骤S102：将陶瓷粉末送入到所述等离子射流中，并将所述等离子射流垂直于基体表面以预设扫描速度和喷涂间隔进行往复喷涂，根据不同的喷涂距离、所述总气流量、送粉率以及基体温度的控制，获得不同分布密度的准柱状结构陶瓷涂层；其中，所述准柱状结构陶瓷涂层包括柱内部的孔隙以及柱与柱之间的间隙。

在本申请中，陶瓷粉末可以为ZrO₂-7％Y₂O₃(7YSZ)粉末，通过送粉控制单元可以将陶瓷粉末送入到等离子射流中。送粉率由送粉控制单元进行控制，可选的，送粉率为3～4g/min，陶瓷粉末的颗粒度为1～30μm或37～69μm。

等离子射流在基体上的扫描速度和喷涂间隔由射流稳定控制单元进行控制，扫描速度和喷涂间隔具体可以根据所需准柱状结构陶瓷涂层的裂纹密度而定，较为人性化。

喷涂距离为等离子产生单元喷射等离子射流的出口与基体之间的距离，优选的，本申请的喷涂距离的控制范围为1200-1500mm，等离子射流可以起到对基体的加热作用，陶瓷粉末送入等离子射流中，能在基体上沉积准柱状结构陶瓷涂层。本申请通过控制喷涂距离、所述总气流量、送粉率以及基体温度，能有效获得不同分布密度的准柱状结构陶瓷涂层；其中，所获得准柱状结构陶瓷涂层包括多根柱状结构，柱与柱之间会形成间隙，而柱内部会形成孔隙。

步骤S103：在所述准柱状结构陶瓷涂层达到预设喷涂厚度后，调整所述低压舱内的真空度、等离子体的工作电流、工作气体的总气流量以及所述喷涂距离，继续利用所述等离子射流对所述准柱状结构陶瓷涂层进行预烧结，以使所述准柱状结构陶瓷涂层处于柱与柱之间的间隙被部分熔合或完全熔合而柱内部的孔隙不被熔合的状态，获得复合垂直裂纹和准柱状梯度结构热障涂层。

预烧结是指在低于准柱状结构陶瓷涂层熔点的温度下，对准柱状结构陶瓷涂层进行不同温度和不同时间的预烧。本申请通过对准柱状结构陶瓷涂层进行预烧结，可以将涂层中细长化的柱状孔隙(即柱与柱之间的间隙)熔合，减小柱与柱之间的间隙的长度，从而改善涂层间的结合强度，提高其抗热冲击性能，同时保留了一部分孔隙，能维护涂层较好的隔热性能。

本申请实施例通过使用基体夹持控制单元，可以提高预烧结温度，随着预烧结温度的提高，准柱状结构陶瓷涂层结合强度增强，组织的均匀性得到显著改善。

准柱状结构陶瓷涂层喷涂厚度、低压舱内的真空度、等离子体的工作电流、工作气体的总气流量以及所述喷涂距离都对最终得到的复合垂直裂纹和准柱状梯度结构热障涂层有影响，其中，准柱状结构陶瓷涂层喷涂厚度优选大于150μm，而低压舱内的真空度、等离子体的工作电流、工作气体的总气流量以及喷涂距离可参照前述范围值进行调整，即低压舱内的真空度调整范围为50～1000Pa，等离子体的工作电流的调整范围为2000-2600A，工作气体的总气流量的调整范围为90L/min-120L/min，喷涂距离的调整范围为1200-1500mm。

基于同一发明构思，本发明实施例还公开了一种复合垂直裂纹和准柱状梯度结构热障涂层，所述复合垂直裂纹和准柱状梯度结构热障涂层利用如本发明实施例所述的方法制得。该复合垂直裂纹和准柱状梯度结构热障涂层的垂直裂纹示意图可参照图2，其微观形貌可参照图3a和图3b。

下面，采用几个具体示例对一种复合垂直裂纹和准柱状梯度结构热障涂层的制备方法和制备效果来进一步说明。

示例一：

基体采用奥氏体铬镍不锈钢(俗名为耐热不锈钢310S)。奥氏体铬镍不锈钢具有很好的抗氧化性、耐腐蚀性，较高百分比的铬和镍，拥有较好的蠕变强度，能在高温下能持续作业，具有良好的耐高温性。

制备方法如下：

1)准备长方形或圆形的基体材料，并通过固定夹持装置将基体与基体夹持控制单元固定；

2)对基体表面进行喷砂处理，然后使用超音速火焰喷涂粘结层NiCrAlY，喷涂厚度100-150μm；

3)开启等离子产生单元，调整工作气体为氩气和氦气的混合气体，工作电流2000A，开启射流稳定控制单元，向基体喷射长度为1500mm的等离子射流；

4)准备颗粒度为1～30μm的7YSZ粉末，送粉率在3～4g/min，在低压舱内，以该送粉率将7YSZ粉末送入所述等离子射流；

5)控制喷涂距离为1500mm，按该喷涂距离、预定的扫描速度和喷涂间隔，控制等离子射流在基体的表面做往复运动，控制机械手臂，获得厚度150μm以上的准柱状结构陶瓷涂层；

6)首先关闭送粉控制单元，调整等离子射流的总气流量，对已沉积的准柱状结构陶瓷涂层进行预烧结，并在柱间距形成垂直裂纹结构；

7)等待基体夹持控制单元将试样温度降到室温，取下样品，得到垂直裂纹间距2～3条/cm的复合垂直裂纹和准柱状梯度结构热障涂层。

示例二：

基体采用镍基高温合金K465。镍基高温合金K465具有较高的抗蠕变、疲劳的能力和较高的承温能力，通常作为推进器的静叶片。

制备方法如下：

1)准备基体，并通过固定夹持装置将基体与基体夹持控制单元固定；

2)对基体表面进行喷砂处理，然后使用超音速火焰喷涂粘结层NiCrAlY，喷涂厚度100-150μm；

3)开启等离子产生单元，调整工作气体为氩气和氦气的混合气体，工作电流2000A，开启射流稳定控制单元，向基体喷射长度为1500mm的等离子射流；

4)准备颗粒度为1～30μm的7YSZ粉末，送粉率在3～4g/min，在低压舱内，以该送粉率将7YSZ粉末送入等离子射流；

5)控制喷涂距离为1500mm，按该喷涂距离、预定的扫描速度和喷涂间隔，控制等离子射流在基体的表面做往复运动，控制机械手臂，获得厚度200μm以上的准柱状结构陶瓷涂层；

6)首先关闭送粉控制单元，调整等离子射流的总气流量，对已沉积的准柱状结构陶瓷涂层进行预烧结，并在柱间距形成垂直裂纹结构；

7)等待基体夹持控制单元将试样温度降到室温，取下样品，得到复合垂直裂纹和准柱状梯度结构热障涂层。

示例三：

基体采用钴基沉淀硬化型定向凝固柱晶高温合金DZ640M(DZ40M)。钴基沉淀硬化型定向凝固柱晶高温合金的使用温度在1040℃以下，组织稳定，具有优良的抗冷热疲劳、抗氧化及耐热腐蚀性能，同时合金的抗蠕变、持久和抗疲劳等综合性能良好，主要产品有涡轮导向叶片等定向凝固铸件。

制备方法如下：

1)准备基体，并通过固定夹持装置将基体与所述基体控制单元固定；

2)对基体表面进行喷砂处理，然后使用多弧离子镀设备制备粘结层NiCrAlY；

3)开启等离子产生单元，调整工作气体为氩气和氦气的混合气体，工作电流2000A，并开启射流稳定控制单元，向基体喷射长度为1500mm的等离子射流；

4)准备颗粒度为37～69μm的7YSZ粉末，送粉率在3～4g/min，在低压舱内，以该送粉率将7YSZ粉末送入等离子射流；

5)控制喷涂距离为1200mm，按该喷涂距离、预定的扫描速度和喷涂间隔，控制等离子射流在基体的表面做往复运动，控制机械手臂，获得厚度200μm以上的准柱状结构陶瓷涂层；

6)首先关闭送粉控制单元，调整等离子射流的总气流量，对已沉积的准柱状结构陶瓷涂层进行预烧结，并在柱间距形成垂直裂纹结构；

7)等待基体夹持控制单元将试样温度降到室温，取下样品，得到复合垂直裂纹和准柱状梯度结构热障涂层。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。“和/或”表示可以选择两者之中的任意一个，也可以两者都选择。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的一种复合垂直裂纹和准柱状梯度结构热障涂层及其制备方法，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种复合垂直裂纹和准柱状梯度结构热障涂层制备方法，其特征在于，所述方法在低真空条件下等离子喷涂系统中的低压舱内开展，所述方法包括：

调整所述低压舱内的真空度、等离子体的工作电流以及工作气体的总气流量，获得射流长度在1000mm-1800mm之间，径向扩张尺寸在200mm-400mm之间的等离子射流；

将陶瓷粉末送入到所述等离子射流中，并将所述等离子射流垂直于基体表面以预设扫描速度和喷涂间隔进行往复喷涂，根据不同的喷涂距离、所述总气流量、送粉率以及基体温度的控制，获得不同分布密度的准柱状结构陶瓷涂层；其中，所述准柱状结构陶瓷涂层包括柱内部的孔隙以及柱与柱之间的间隙；

在所述准柱状结构陶瓷涂层达到预设喷涂厚度后，调整所述低压舱内的真空度、等离子体的工作电流、所述总气流量以及所述喷涂距离，继续利用所述等离子射流对所述准柱状结构陶瓷涂层进行预烧结，以使所述准柱状结构陶瓷涂层处于柱与柱之间的间隙被部分熔合或完全熔合而柱内部的孔隙不被熔合的状态，获得复合垂直裂纹和准柱状梯度结构热障涂层。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述等离子体的工作电流的调整范围为2000-2600A。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述总气流量的调整范围为90L/min-120L/min。

4.根据权利要求1或3所述的制备方法，其特征在于，所述工作气体为氩气和氦气的混合气体。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述喷涂距离的控制范围为1200-1500mm。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述等离子射流的出口温度大于12000K，喷射速度大于6000m/s。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述陶瓷粉末的颗粒度为1～30μm或37～69μm。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述预设喷涂厚度大于150μm。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述低真空条件下等离子喷涂系统包括：基体夹持控制单元，位于所述基体正上方的等离子产生单元，以及与所述等离子产生单元分别连接的射流稳定控制单元和送粉控制单元；

其中，所述基体夹持控制单元用于夹持所述基体，并控制所述基体与所述等离子射流保持垂直，以及控制所述基体在喷涂过程中的温度和预烧结时的温度；

所述等离子产生单元用于向所述基体喷射所述等离子射流；

所述射流稳定控制单元用于控制所述等离子射流在所述基体表面以所述扫描速度和所述喷涂间隔做往复运动；

所述送粉控制单元用于在低压舱内将陶瓷粉末送入到所述等离子射流中。

10.一种复合垂直裂纹和准柱状梯度结构热障涂层，其特征在于，所述复合垂直裂纹和准柱状梯度结构热障涂层利用权利要求1～9所述的任意一项方法制得。

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