CN116770215B - 一种高隔热dvc结构稀土锆酸盐超高温热障涂层及其制备方法 - Google Patents
一种高隔热dvc结构稀土锆酸盐超高温热障涂层及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及高温防护涂层技术领域，具体涉及一种高隔热DVC结构稀土锆酸盐超高温热障涂层及其制备方法，结合了等离子喷涂和纳米技术的优势设计了镍基合金基体+粘结层+8YSZ微纳结构层+稀土锆酸盐微纳结构层+稀土锆酸盐DVC涂层的超高温热障涂层结构体系，该超高温热障涂层结构体系既含有纳米组织的微纳结构涂层，又兼具DVC结构的超高温稀土锆酸盐涂层，具有高的结合强度和优异的热循环性能，本发明采用传统大气等离子喷涂技术制备DVC结构稀土锆酸盐涂层时无需对基体进行提前预热，有效地避免了预热对合金基体造成的影响；同时DVC结构稀土锆酸盐超高温热障涂层具有低的热导率、高温相稳定性和低的烧结速率等。
Description
技术领域
本发明涉及高温防护涂层技术领域，具体涉及一种高隔热DVC结构稀土锆酸盐超高温热障涂层及其制备方法。
背景技术
先进燃气轮机具有能量转换效率高、启动速度快、污染排放极低等优点，已广泛应用于航空航天、能源电力、舰船等重要领域，被誉为制造业王冠上的“明珠”，是关乎国防安全、能源安全和保持工业竞争力的战略产业，是一个国家科技和工业整体实力的重要标志之一。目前我国重型燃气轮机整体落后于国际先进水平，最亟待解决的难题之一是热端部件(涡轮叶片、燃烧室等)制造及其维修技术等。热障涂层技术、高温结构材料与高效冷却技术已被各国公认为是燃气涡轮发动机热端部件的三大核心关键技术。特别是，随着航空发动机和燃气轮机向高热效率、低排放、高推重比、大功率等方向发展，涡轮前的燃气入口温度不断攀升，最高温度已超过1700℃，远远超过镍基高温合金的最高承温极限。同时，目前应用最广泛且最成功的8YSZ热障涂层体系因长期在高于1200℃的环境下会发生烧结、相变和易腐蚀等失效而不能满足日益增加的涡轮前进口温度的需要。因此，迫切需要研制新型的耐高温高隔热的超高温热障涂层。稀土锆酸盐具有高熔点、低热导率、良好的高温相稳定性和优异的耐腐蚀性能，是替代8YSZ的超高温热障涂层的理想候选材料之一。
热端部件的表面温度主要由冷却技术和热障涂层决定的。加大空气流量可更好地降低热端部件的表面温度，但是，这样会大大降低燃气涡轮发动机的热效率。而热障涂层的隔热效果与表面陶瓷层的厚度成正比。据文献报道：涂层厚度每增加25.4μm，热端部件的表面温度可降低49℃。因此，迫切地需要研制高性能的厚热障涂层以大大降低热端部件的表面温度。厚热障涂层具有优异的热阻性能，可有效提高热机效率，但陶瓷层厚度的增加会导致结合强度降低、涂层的残余应力增加、易烧结、抗热冲击性能差等等。为了解决热障涂层厚度增加带来的问题，国内外研究人员通过采用高功率等离子喷涂技术、加大基体的预热温度和优化微观组织等方式实现了DVC(dense vertically cracked)结构厚热障涂层的服役寿命的提高。但是，目前厚热障涂层的研究及应用仅停留在8YSZ陶瓷隔热层上；与此同时，高的基体预热温度对高功率的制备技术不仅成本高昂、操作的可靠性低，对合金也会造成不利的影响。
众所周知，采用等离子喷涂技术制备热障涂层体系时在层状结构涂层中引入垂直裂纹会增加应变容限，进而大幅度提高热障涂层在冷热交变循环下的服役寿命。但是垂直裂纹的引入也会为高温热量、腐蚀介质(熔盐、海水蒸汽等)提高了便利的通道。特别是涂层中的垂直裂纹直接与基体或粘结层直接结合时，不仅抗热腐蚀能力下降，隔热效果也会大幅下降。比如电子束物理气相沉积技术制备的热障涂层是垂直于基体和粘结层的柱状晶陶瓷涂层，其隔热能力和抵抗腐蚀的能力远不如等离子喷涂的层状结构涂层。
鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。
发明内容
本发明的目的在于解决目前厚热障涂层的研究及应用仅停留在8YSZ陶瓷隔热层上，高的基体预热温度对高功率的制备技术不仅成本高昂、操作的可靠性低，对合金也会造成不利的问题，提供了一种高隔热DVC结构稀土锆酸盐超高温热障涂层及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明公开了一种高隔热DVC结构稀土锆酸盐超高温热障涂层，包括镍基合金基体、粘结层、8YSZ微纳结构层、稀土锆酸盐微纳结构层、稀土锆酸盐DVC结构层；
所述粘结层为NiAlDyHf，包括以下质量百分比的组分：77～84％Ni，15～17％Al，1～3.5％Dy，1～3.5％Hf；
所述8YSZ微纳结构层所用的8YSZ是质量分数为8wt.％的氧化钇部分稳定氧化锆，原始粉末为20～40nm的8YSZ纳米粉，所述8YSZ纳米粉由四方相t-ZrO2和单斜m--ZrO2组成，所述四方相t-ZrO2的质量分数高于97％，所述单斜m--ZrO2的质量分数低于3％；
所述稀土锆酸盐微纳结构层和稀土锆酸盐DVC结构层所用的稀土锆酸盐成分是改性稀土锆酸钐，化学式为Sm2(Zr1-xBx)2O7，0＜x≤0.2，B为Y，Yb，Sc三种元素中的一种。
所述稀土锆酸盐微纳结构层所用的改性稀土锆酸钐由粒径在40-60μm范围内的实心纳米团聚烧结喷涂粉末组成；
所述稀土锆酸盐DVC结构层所用的改性稀土锆酸钐由粒径在10-40μm范围内的空心纳米团聚烧结喷涂粉末组成。
所述实心纳米团聚烧结喷涂粉末由粒径在20～60nm范围内的改性锆酸钐纳米粉经喷雾造粒制得；
所述空心纳米团聚烧结喷涂粉末由粒径在20～60nm范围内的改性锆酸钐纳米粉经喷雾造粒制得。
因为实心的粉末材料在高温下熔化是由外至内逐渐熔化的，稀土锆酸盐具有小的热导率，然而，喷涂粉末粒子在等离子焰流中的运行速度很快。因此，实心粉粉末颗粒熔化需要更大的热量和更长的时间。空心结构的纳米团聚喷涂粉末材料本身原始粒子在纳米尺寸，具有大的比表面积，熔点进一步降低，空心结构比实心的粉末材料更容易完全熔融。
本发明还公开了上述高隔热DVC结构改性稀土锆酸盐超高温热障涂层的制备方法，包括以下步骤：
S1，将镍基合金基体进行清洗，随后采用喷砂粗化预处理，超声清洗喷砂粗化后的金属基体合金；
S2，在粗化后的镍基合金基体表面采用等离子喷涂技术制备粘结层；
S3，在粘结层的表面采用等离子喷涂技术制备8YSZ微纳结构层和改性稀土锆酸盐微纳结构层；
S4，在改性锆酸盐微纳结构层表面采用等离子喷涂技术制备改性稀土锆酸盐DVC结构层。
所述步骤S2中粘结层的厚度为100～150μm。
所述步骤S2中等离子喷涂技术的工艺参数为：喷涂电流为400～500A，喷涂功率为26～32kW，送粉率为30～45g/min，喷涂距离为100～120mm，主气流量Ar气为40～50L/min，H2气流量为4～8L/min，喷枪移动速率为650～800mm/s，步距3mm。
所述步骤S3中8YSZ微纳结构层和改性稀土锆酸盐微纳结构层的厚度均为80～120μm。
所述步骤S3中等离子喷涂技术的工艺参数为：喷涂电流为500～650A，喷涂功率为30～35kW，送粉率为40～50g/min，喷涂距离为85～100mm，主气流量Ar气为40～50L/min，喷枪移动速率为600～700mm/s，步距3mm。
所述步骤S4中改性稀土锆酸盐DVC结构层的厚度为500μm以上。
所述步骤S4中等离子喷涂技术的工艺参数为：喷涂电流为500～650A，喷涂功率为38～42kW，送粉率为25～35g/min，喷涂距离为70～85mm，主气流量Ar气为35～45L/min，喷枪移动速率为250～350mm/s，步距3mm；优选喷涂电流为600A，喷涂功率为42kW，送粉率为30g/min，喷涂距离为75mm，主气流量Ar气为40L/min，喷枪移动速率为300mm/s，步距3mm。
与现有技术比较本发明的有益效果在于：
1、本发明采用传统大气等离子喷涂技术制备了既含有纳米组织的微纳结构涂层，又兼具DVC结构的超高温稀土锆酸盐涂层。涂层中的纳米组织可大大地降低涂层的热导率，进而增强涂层的隔热能力；DVC结构涂层增大了涂层的应力损伤容限，降低了热循环过程中热应力的积累，便于热应力的释放，同时DVC结构的稀土锆酸盐涂层具有良好的高温相稳定性和抗烧结性能，有利于延长热端部件在更加复杂苛刻环境下的服役寿命。此外，本发明设计了镍基合金基体+粘结层+8YSZ微纳结构层+稀土锆酸盐微纳结构层+稀土锆酸盐DVC涂层的超高温热障涂层结构体系具有高的结合强度，顶层的稀土锆酸盐微纳结构层+稀土锆酸盐DVC涂层又具有良好的抗熔融铝硅酸盐(CMAS)和熔盐热腐蚀的能力；
2、本发明制备DVC结构涂层时无需对基体进行提前预热，有效地避免了预热对合金基体造成的影响，而国外技术大多需要对合金基体预热700℃以上；第二，本发明的DVC结构涂层材料是改性稀土锆酸盐，本身具有低的热导率、高温相稳定性和低的烧结速率等，而目前国外DVC结构热障涂层仍停留在8YSZ材料体系。8YSZ材料长期在高于1200℃的环境下会发生相变、烧结、易腐蚀等；
3、发明涂层不仅具有高结合强度、优异的隔热性能和热循环性能，而且涂层中含有一定数量的纳米组织，可大幅度增强声子的散射作用，降低涂层的热导率，进而提高发动机的燃油效率和使用寿命，满足未来燃气涡轮发动机向高效率、大功率、低排放发展的趋势；
4、本发明再结合了等离子喷涂层状结构良好的隔热和抗热腐蚀能力，有兼具垂直裂纹结构涂层优异抗高温燃气热冲击的性能。此外，垂直裂纹结构的改性稀土锆酸盐与微纳结构的改性稀土锆酸盐紧密结合，既具有非常高的结合强度，又具有相容性；
5、在目前国内外制备含有垂直裂纹结构涂层时大都将基体进行预热400℃以上，对基体进行预热对高温合金基体本身的微观组织产生非常不利的影响(易产生硬质相和脆性相的析出)，给基体带来毁灭性的破坏。本发明在制备垂直裂纹结构的改性稀土锆酸盐涂层时没有采用对基体加热的方式，而是将纳米团聚喷涂粉末制作成空心结构，便于粉末粒子在高温等离子焰流中完全熔化，进而得到高应变容限的垂直裂纹结构的稀土锆酸盐涂层；
附图说明
图1为高隔热长寿命的厚稀土锆酸盐DVC超高温热障涂层的结构示意图；
图2为本发明改性锆酸钐DVC结构涂层的截面形貌示意图；
图3为厚Sm2(Zr0.9Yb0.2)2O6.9/8YSZ/NiAlDyHf超高温热障涂层在1100℃下热循环1200次热循环后的宏观图；
图4为Sm2(Zr0.9Y0.1)2O6.9 DVC结构涂层制备态和1500℃烧结100h后的XRD图谱。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。
实施例1
热障涂层为：镍基合金基体/NiAlDyHf/8YSZ微纳结构层/Sm2(Zr0.9Y0.1)2O6.9微纳结构层/Sm2(Zr0.9Y0.1)2O6.9 DVC涂层；
NiAlDyHf粘结层的成分为：81Ni-16Al1.5Dy1.5Hf(wt.％)；
8YSZ纳米粉的平均粒径约为30nm，四方相占98％，単斜相仅为2％。
Sm2(Zr0.9Y0.1)2O6.9微纳结构层所用的Sm2(Zr0.9Y0.1)2O6.9纳米粉的平均粒径约为50nm，具有单一的烧绿石相，喷涂粉末为粒径在10-40μm的实心结构纳米团聚烧结喷涂粉末材料。
Sm2(Zr0.9Y0.1)2O6.9 DVC涂层所用的Sm2(Zr0.9Y0.1)2O6.9纳米粉的平均粒径约为50nm，具有单一的烧绿石相，喷涂粉末为粒径在10-40μm的空心结构纳米团聚烧结喷涂粉末材料。
本实施例高隔热DVC结构Sm2(Zr0.9Y0.1)2O6.9超高温热障涂层的制备步骤具体如下：
a.将镍基合金基体进行酒精和丙酮清洗，清除金属合金基体表面的油污等，随后采用喷砂粗化预处理，提高基体合金表面的粗糙度，以便提高涂层体系的结合强度；以无水乙醇为介质，采用超声震荡清洗喷砂粗化后的金属基体合金，去除残留在金属基体合金上的砂粒；
b,采用传统大气等离子喷涂技术(APS)在上述粗化的镍基合金基体表面制备100μm厚的NiAlDyHf粘结层，APS制备NiAlDyHf粘结层的工艺参数为：喷涂电流为500A，喷涂功率为30kW，送粉率为35g/min，喷涂距离为120mm，主气流量Ar气为45L/min，H2气流量为4L/min，喷枪移动速率为800mm/s，步距3mm；
c.采用传统大气等离子喷涂技术(APS)在含有NiAlDyHf粘结层的表面依次制备一定厚度的100μm厚的8YSZ微纳结构隔热层和120μm厚Sm2(Zr0.9Y0.1)2O6.9微纳结构层，APS制备8YSZ微纳结构隔热层和Sm2(Zr0.9Y0.1)2O6.9微纳结构层的工艺参数为：喷涂电流为650A，喷涂功率为34kW，送粉率为40g/min，喷涂距离为90mm，主气流量Ar气为45L/min，喷枪移动速率为600mm/s，步距3mm；
d.采用传统大气等离子喷涂技术(APS)在上述Sm2(Zr0.9Y0.1)2O6.9微纳结构层表面制备1600μm厚度的Sm2(Zr0.9Y0.1)2O6.9 DVC层，APS制备Sm2(Zr0.9Y0.1)2O6.9 DVC层的工艺参数为：喷涂电流为600A，喷涂功率为40kW，送粉率为25g/min，喷涂距离为70mm，主气流量Ar气为40L/min，喷枪移动速率为250mm/s，步距3mm；最终采用传统大气等离子喷涂技术制得高隔热长寿命厚Sm2(Zr0.9Y0.1)2O6.9DVC结构超高温热障涂层。
图2是本发明Sm2(Zr0.9Y0.1)2O6.9DVC结构超高温热障涂层的截面形貌示意图。从图中可以看出DVC结构的Sm2(Zr0.9Y0.1)2O6.9涂层厚度约为1600μm，从图中可以得出DVC结构的Sm2(Zr0.9Y0.1)2O6.9涂层中的垂直裂纹密度为2条/mm。
实施例2
热障涂层为：镍基合金基体/NiAlDyHf/8YSZ微纳结构层/Sm2(Zr0.9Yb0.1)2O6.9微纳结构层/Sm2(Zr0.9Yb0.1)2O6.9 DVC涂层
本实施例与实施例1基本一致，只是稀土锆酸盐不同，其余均相同。实施例2采用的稀土锆酸盐为Sm2(Zr0.9Yb0.1)2O6.9，平均粒径约为40nm，具有单一的烧绿石相。
Sm2(Zr0.9Yb0.1)2O6.9微纳结构层所用的Sm2(Zr0.9Yb0.1)2O6.9纳米粉的平均粒径约为50nm，具有单一的烧绿石相，喷涂粉末为粒径在10-40μm的实心结构纳米团聚烧结喷涂粉末材料。
Sm2(Zr0.9Yb0.1)2O6.9 DVC涂层所用的Sm2(Zr0.9Yb0.1)2O6.9纳米粉的平均粒径约为50nm，具有单一的烧绿石相，喷涂粉末为粒径在10-40μm的空心结构纳米团聚烧结喷涂粉末材料。
粘结层和8YSZ层成分及其制备方法与实施例1均一致。传统等离子喷涂技术制备Sm2(Zr0.9Yb0.2)2O6.9微纳结构涂层及DVC结构涂层的制备工艺参数与实施例1中APS Sm2(Zr0.9Y0.1)2O6.9涂层一致。
图3是本发明Sm2(Zr0.9Yb0.1)2O6.9/8YSZ/NiAlDyHf超高温热障涂层在1100℃下热循环1200次后的宏观图。每个热循环是样品在1100℃的高温炉中加热50min，然后自动拉出并进行风扇冷却10min，记为1个热循环，随后继续重复上述实验，直至热障涂层有面积超过5％的即为失效，停止实验。从图中可以看出，Sm2(Zr0.9Yb0.1)2O6.9 DVC热障涂层经过1200次热循环后依然完好无损。
实施例3
热障涂层为：镍基合金基体/NiAlDyHf/8YSZ微纳结构层/Sm2(Zr0.9Yb0.1)2O6.9微纳结构层/Sm2(Zr0.9Yb0.1)2O6.9 DVC涂层
NiAlDyHf粘结层的成分为：76Ni-17Al-3.5Dy-3.5Hf(wt.％)；
8YSZ纳米粉的平均粒径约为30nm，四方相占98％，単斜相仅为2％。
Sm2(Zr0.9Yb0.1)2O6.9微纳结构层所用的Sm2(Zr0.9Yb0.1)2O6.9纳米粉的平均粒径约为50nm，具有单一的烧绿石相，喷涂粉末为粒径在10-40μm的实心结构纳米团聚烧结喷涂粉末材料。
Sm2(Zr0.9Yb0.1)2O6.9 DVC涂层所用的Sm2(Zr0.9Yb0.1)2O6.9纳米粉的平均粒径约为50nm，具有单一的烧绿石相，喷涂粉末为粒径在10-40μm的空心结构纳米团聚烧结喷涂粉末材料。
本实施例与实施例2在NiAlDyHf粘结层制备技术及工艺参数，8YSZ微纳结构层的成分、厚度和制备技术以及稀土锆酸盐微纳结构层的制备技术及工艺参数上均一致。
本实施例与实施例2的不同之处在于：粘结层的成分不一致；稀土锆酸盐的成分不一致；DVC结构稀土锆酸盐的制备工艺和厚度不一致。
本实施例中传统等离子喷涂技术制备Sm2(Zr0.9Yb0.1)2O6.9 DVC层，APS制备Sm2(Zr0.9Yb0.1)2O6.9 DVC层的工艺参数为：喷涂电流为500A，喷涂功率为42kW，送粉率为30g/min，喷涂距离为80mm，主气流量Ar气为45L/min，喷枪移动速率为300mm/s，步距3mm；最终采用传统大气等离子喷涂技术制得高隔热长寿命800μm厚的Sm2(Zr0.9Y0.1)2O6.9DVC结构超高温热障涂层。
图4是Sm2(Zr0.9Y0.1)2O6.9 DVC结构涂层制备态和1500℃烧结100h后的XRD图谱。经XRD物相分析可知，Sm2(Zr0.9Y0.1)2O6.9 DVC结构涂层是由单一的烧绿石相组成的，相比于Sm2Zr2O7烧绿石相的标准卡片的衍射峰向小角度方向偏移。该热障涂层按照《GB/T 8642-2002热喷涂抗拉结合强度的测定》标准经拉伸试验测试其平均结合强度50MPa，高于传统等离子喷涂技术制备陶瓷层的结合强度(一般低于30MPa)。单独的Sm2(Zr0.9Y0.1)2O6.9 DVC结构陶瓷涂层在1500℃下烧结100h后，烧结前后的衍射峰没有发生任何变化，说明该涂层在1500℃下具有良好的高温相稳定性。
对比例1
热障涂层为：镍基合金基体/NiAlDyHf/8YSZ微纳结构层/Sm2(Zr0.9Yb0.1)2O6.9微纳结构层/Sm2(Zr0.9Yb0.1)2O6.9涂层
NiAlDyHf粘结层的成分为：76Ni-17Al-3.5Dy-3.5Hf(wt.％)；
8YSZ纳米粉的平均粒径约为30nm，四方相占98％，単斜相仅为2％。
Sm2(Zr0.9Yb0.1)2O6.9纳米粉的平均粒径约为50nm，具有单一的烧绿石相。
对比例1与实施例3在NiAlDyHf粘结层制备技术及工艺参数，8YSZ微纳结构层的成分、厚度和制备技术以及稀土锆酸盐微纳结构层的制备技术及工艺参数上均一致。
对比例1与实施例3的不同之处在于：制备稀土锆酸盐顶层时采用的喷涂粉末的微观组织不一致；实施例3中采用了空心结构的粒径在10-40μm的纳米团聚喷涂粉末材料；对比例1采用了实心结构的粒径在10-40μm的纳米团聚喷涂粉末材料。
对比例1与实施例3的制备工艺参数均一致。最终实心结构稀土锆酸盐纳米团聚喷涂粉末材料得到了800μm厚的层状结构涂层；而空心结构稀土锆酸盐纳米团聚喷涂粉末材料得到了800μm厚的垂直裂纹结构的涂层。
上述工艺制备的具有垂直裂纹结构的稀土锆酸盐热障涂层在表面温度为1300-1350℃条件下保温5min，然后使用压缩空气在90s内冷却到室温的条件下进行高温燃气热冲击实验，经过5000次热冲击后依然完好无损，而常规层状结构的稀土锆酸盐热障涂层的热冲击寿命仅为273次。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，对本发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在本发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种高隔热DVC结构稀土锆酸盐热障涂层，其特征在于，包括镍基合金基体、粘结层、8YSZ微纳结构层、稀土锆酸盐微纳结构层、稀土锆酸盐DVC结构层；
所述粘结层为NiAlDyHf，包括以下质量百分比的组分：77~84%Ni，15~17%Al，1~3.5%Dy，1~3.5%Hf；
所述8YSZ微纳结构层所用的8YSZ是质量分数为8wt.%的氧化钇部分稳定氧化锆，原始粉末为20~40nm的8YSZ纳米粉，所述8YSZ纳米粉由四方相t-ZrO2和单斜m--ZrO2组成，所述四方相t-ZrO2的质量分数高于97%，所述单斜m--ZrO2的质量分数低于3%；
所述稀土锆酸盐微纳结构层和稀土锆酸盐DVC结构层所用的稀土锆酸盐成分是改性稀土锆酸钐，化学式为Sm2(Zr1-x B x )2O7，0＜x≤0.2，B为Y，Yb，Sc三种元素中的一种；
所述稀土锆酸盐微纳结构层所用的改性稀土锆酸钐由粒径在20-60μm范围内的实心纳米团聚烧结喷涂粉末组成；
所述稀土锆酸盐DVC结构层所用的改性稀土锆酸钐由粒径在20-60μm范围内的空心纳米团聚烧结喷涂粉末组成。
2.一种如权利要求1所述的高隔热DVC结构稀土锆酸盐热障涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，将镍基合金基体进行清洗，随后采用喷砂粗化预处理，超声清洗喷砂粗化后的金属基体合金；
S2，在粗化后的镍基合金基体表面采用等离子喷涂技术制备粘结层；
S3，在粘结层的表面采用等离子喷涂技术制备8YSZ微纳结构层和稀土锆酸盐微纳结构层；
S4，在改性锆酸盐微纳结构层表面采用等离子喷涂技术制备稀土锆酸盐DVC结构层。
3.如权利要求2所述的一种高隔热DVC结构稀土锆酸盐热障涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中粘结层的厚度为100~150μm。
4.如权利要求2所述的一种高隔热DVC结构稀土锆酸盐热障涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中等离子喷涂技术的工艺参数为：喷涂电流为400~500A，喷涂功率为26~32kW，送粉率为30~45g/min，喷涂距离为100~120mm，主气流量Ar气为40~50L/min，H2气流量为4～8L/min，喷枪移动速率为650～800 mm/s，步距3 mm。
5.如权利要求2所述的一种高隔热DVC结构稀土锆酸盐热障涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中8YSZ微纳结构层和稀土锆酸盐微纳结构层的厚度均为80~120μm。
6.如权利要求2所述的一种高隔热DVC结构稀土锆酸盐热障涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中等离子喷涂技术的工艺参数为：喷涂电流为500～650A，喷涂功率为30～35 kW，送粉率为40～50 g/min，喷涂距离为85～100 mm，主气流量Ar气为40～50L/min，喷枪移动速率为600～700 mm/s，步距3mm。
7.如权利要求2所述的一种高隔热DVC结构稀土锆酸盐热障涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中稀土锆酸盐DVC结构层的厚度为500μm以上。
8.如权利要求2所述的一种高隔热DVC结构稀土锆酸盐热障涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中等离子喷涂技术的工艺参数为：喷涂电流为500～650A，喷涂功率为38～42 kW，送粉率为25～35 g/min，喷涂距离为70～85 mm，主气流量Ar气为35～45L/min，喷枪移动速率为250～350 mm/s，步距3 mm。
9.如权利要求8所述的一种高隔热DVC结构稀土锆酸盐热障涂层的制备方法，其特征在于，所述喷涂电流为600A，喷涂功率为42kW，送粉率为30 g/min，喷涂距离为75 mm，主气流量Ar气为40 L/min，喷枪移动速率为300 mm/s，步距3 mm。
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