一种基于目标涂层相结构和短流程等离子物理气相沉积热障涂层喷涂粉末制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109534394A(43)申请公布日2019.03.29(21)申请号201811575949.9(22)申请日2018.12.22(71)申请人北京金轮坤天特种机械有限公司地址101113北京市通州区张家湾镇金轮公司(72)发明人何箐由晓明邹晗(74)专利代理机构北京思海天达知识产权代理有限公司11203代理人刘萍(51)Int.Cl.C01G25/00(2006.01)C23C26/00(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图2页(54)发明名称一种基于目标涂层相结构和短流程等离子物理气相沉积热障涂层喷涂粉末制备方法(57)摘要本发明公开了一种基于目标涂层相结构和短流程等离子物理气相沉积热障涂层喷涂粉末制备方法，该方法以和涂层相结构相同的固相合成或化学合成粉体处理后粉末为原料，通过料浆制备、喷雾干燥、烘干短流程进行细团聚球形粉体制备，喷雾干燥采用二流体雾化或四流体雾化的压力雾化方式，粉末压溃强度介于1～6MPa之间，且粉末内部具有较高的微孔分布，粉末为典型的松散团聚结构；该方法的优点是具有极短的流程，可以直接通过料浆制备、喷雾干燥、烘干三步获得稳定输送和工艺过程中高气化率的粉末；更进一步的是，通过浆料浓度、粘度控制，及雾化过程中雾化器关键尺寸、温度、压力等关键参数控制，可以实现该微结构和特性粉末的可控制备。CN109534394ACN109534394A权利要求书1/1页1.一种基于目标涂层相结构和短流程等离子物理气相沉积热障涂层喷涂粉末制备方法，通过浆料制备、喷雾干燥、烘干三步进行，其特征在于具体如下：(1)浆料制备：①根据单次制备要求，称量原材料，原材料物相和目标涂层一致，且平均团聚粒径大于3μm；②将粉末原料，分为两等重部分，使用搅拌球磨机进行球磨，加入纯净水配备浆料固含量为20％～60％，加入粉末质量的1～3％酚醛树脂为粘结剂，粘结剂按照质量百分比浓度为1～3％溶于纯水中；③两等重部分粉末配置相同固含量，其中一部分球磨至浆料内粉末粒径D50≤0.2μm、D75≤0.3μm；另一部分球磨至浆料内粉末颗粒D50为3～6μm，D90≤10μm；④将上述相同固含量浆料进行混合，并搅拌均匀，搅拌均匀浆料后粘度控制1～50mPa·s，控制搅拌均匀后浆料中粉末颗粒的粒度分布为双峰分布，粒度分布累积分布特征为D10＜0.2μm，D50＜0.8μm，D90＜3μm；上述特性的浆料待用；(2)喷雾干燥：①采用主结构为喷雾干燥塔和布袋除尘器的压力式雾化设备制备喷涂粉末，其中雾化器采用二流体或四流体雾化器，喷雾干燥塔和布袋除尘器下方均配置料筒用于粉末收集；②设定喷雾干燥设备进口温度为230～250℃，出口温度为130～150℃，送料蠕动泵转速为20～40rpm；③雾化器压缩空气压力为0.2～0.6MPa；④输送纯水稳定喷雾干燥塔进出口温度达到设定值后，输送浆料开始喷雾干燥。(3)烘干：①收集布袋除尘器底部料筒获得主控粒度范围在1～20μm粉末，收集喷雾干燥塔底部料筒获得主控粒度范围在1～30μm粉末，两种粉末均可单独使用，或混合使用；②粉末烘干温度为80℃±5℃；烘干时间为2h，去除残留水分。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：原材料为常规等离子喷涂制备过程中产生的筛分废料、电子束物理气相沉积过程中冷等静压-烧结后废靶材破碎而得、纳米团聚烧结粉体，熔炼破碎粉末或者烧结破碎粉末。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：粘结剂按照质量百分比浓度为1～3％溶于纯水中得到的溶液粘度为1～5mPa·s。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：其中主控粒度范围在1～20μm粉末，D50在43～6μm，D90≤18μm；松装密度为1.1～1.4g/cm；其中主控粒度范围在1～30μm粉末，D50在13～17μm。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：通过烘干后两种粉末的配比混合，实现PS-PVD喷涂粉末的D50、松装密度和振实密度的可控调控；其中D50在6～15μm宽幅范围内调整。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：烘干后粉末压溃强度介于1～6MPa之间。2CN109534394A说明书1/7页一种基于目标涂层相结构和短流程等离子物理气相沉积热障涂层喷涂粉末制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种等离子物理气相沉积用热障涂层用粉末制备方法，更特别的是，利用与目标涂层物相结构相同的粉末，通过控制料浆中粉末粒度范围、雾化形式及雾化设备结构、雾化过程中关键参数等，实现快速制备多孔、粗细颗粒复合、沉积效率高的喷涂粉末，实现该工艺应用喷涂粉末的极短流程制备。背景技术[0002]热障涂层(ThermalBarrierCoating，TBC)是燃气涡轮发动机高