具体技术细节
[0004] 针对现有技术中多组元稀土硅酸盐环境障涂层成分不均匀，且在高温CMAS腐蚀环境中涂层结构易被破坏的问题，本发明的目的是提供了一种宽速域等离子喷涂双组元稀土硅酸盐环境障涂层及制备方法，该方法制备的涂层成分分布均匀，并且结合强度高，高温CMAS腐蚀环境下耐腐蚀。
[0005] 为实现上述目的，本发明采取如下技术方案：
[0006] 一种宽速域等离子喷涂双组元稀土硅酸盐环境障涂层，所述多组元稀土硅酸盐环境障涂层依次从下到上包括SiC基体、Si粘结层、(Yb0.8Y0.2)2Si2O7面层或Yb2Si2O7面层。
[0007] 进一步的，Si粘结层的厚度为80～100μm。
[0008] 进一步的，(Yb0.8Y0.2)2Si2O7面层或Yb2Si2O7面层的厚度为200～250μm。
[0009] 一种宽速域等离子喷涂双组元稀土硅酸盐环境障涂层的制备方法，包括以下步骤：
[0010] 将Si粉末采用宽速域等离子喷涂工艺在SiC基体表面制备一层Si粘结层；
[0011] 将稀土硅酸盐粉末(Yb0.8Y0.2)2Si2O7或Yb2Si2O7采用宽速域等离子喷涂工艺喷涂在Si粘结层表面，制备(Yb0.8Y0.2)2Si2O7面层或Yb2Si2O7面层，形成双组元稀土硅酸盐环境障涂层。
[0012] 进一步的，Si粉末尺寸为10～30μm。
[0013] 进一步的，SiC基体表面粗糙度为3±1μm，SiC基体为α‑SiC基体。
[0014] 进一步的，将Si粉末采用宽速域等离子喷涂工艺在SiC基体表面制备一层Si粘结层时，宽速域等离子喷涂工艺的参数如下：喷涂角度为90°±5°，喷涂距离为170mm，氩气流量为70±1L/min，氢气流量为10±1L/min，电压为80±1V，电流为500±5A，送粉量为20±2g/min。
[0015] 进一步的，稀土硅酸盐(Yb0.8Y0.2)2Si2O7或Yb2Si2O7粉末尺寸为10～50μm。
[0016] 进一步的，将稀土硅酸盐粉末(Yb0.8Y0.2)2Si2O7或Yb2Si2O7采用宽速域等离子喷涂工艺喷涂在Si粘结层表面时，宽速域等离子喷涂工艺的参数如下：喷涂角度为90°±5°，喷涂距离为120mm，氩气流量为70±1L/min，氢气流量为8±1L/min，电压为78±1V，电流为500±5A，送粉量为20±2g/min。
[0017] 进一步的，Si粘结层的厚度为80～100μm；(Yb0.8Y0.2)2Si2O7面层或Yb2Si2O7面层的厚度为200～250μm。
[0018] 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
[0019] 本发明在Yb2Si2O7材料中引入钇元素以合成(Yb0.8Y0.2)2Si2O7材料，利用双组元稀土硅酸盐的材料的协同效应，快速实现了涂层表面与CMAS反应形成致密稳定的磷灰石阻挡层，进一步增强(Yb0.8Y0.2)2Si2O7涂层的抗高温CMAS腐蚀性能，具体表现为在1400℃保温4h下涂层结构不被破坏。
[0020] 本发明采用宽速域等离子喷涂技术制备了SiC/Si/(Yb0.8Y0.2)2Si2O7或Yb2Si2O7多层体系涂层，有效缓解涂层的热应力，具有高沉积速率，工艺简单且成本低等优势。本发明利用超高速等离子体射流的激波效应，细化了高能等离子体射流中的陶瓷颗粒尺度，提高颗粒撞击基体后的动量，进而提高飞行颗粒的扁平率，最终实现涂层结构的薄片化。进一步通过细小颗粒的高碰撞压力促使涂层与基体界面处气膜快速迁移至边缘处，提高了涂层与基体、涂层内聚的结合强度，导致涂层的孔隙率降低至5％以下。相比传统普通等离子喷涂的层片多孔结构涂层，孔隙率约降低了50％。因此，宽速域高能等离子喷涂技术制备的涂层具有高结合强度和低孔隙率等特点，低孔隙率的致密结构涂层能够限制CMAS熔体沿涂层缺陷的渗透，从而进一步提高环境障涂层的抗CMAS腐蚀性能，在环境障涂层的制备领域具有良好的应用前景。
[0021] 进一步的，宽速域高能等离子喷涂技术通过对喷枪结构的设计实现了高电压工作模式和射流的高能量密度，解决了超音速等离子喷涂中传统拉伐尔喷嘴在内送粉长时工作状况下的粘嘴难题，可以在小气体流量条件下实现亚音速、跨音速与超音速等离子喷涂。其中采用电压78V、电流为500A的关键工艺参数，能够更大程度减小涂层组织单元摊片的厚度。
法律保护范围
涉及权利要求数量10：其中独权2项，从权-2项
1.一种宽速域等离子喷涂双组元稀土硅酸盐环境障涂层，其特征在于，所述多组元稀土硅酸盐环境障涂层依次从下到上包括SiC基体、Si粘结层、(Yb0.8Y0.2)2Si2O7面层或Yb2Si2O7面层。
2.根据权利要求1所述的宽速域等离子喷涂双组元稀土硅酸盐环境障涂层，其特征在于，Si粘结层的厚度为80～100μm。
3.根据权利要求1所述的宽速域等离子喷涂双组元稀土硅酸盐环境障涂层，其特征在于，(Yb0.8Y0.2)2Si2O7面层或Yb2Si2O7面层的厚度为200～250μm。
4.一种宽速域等离子喷涂双组元稀土硅酸盐环境障涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将Si粉末采用宽速域等离子喷涂工艺在SiC基体表面制备一层Si粘结层；
将稀土硅酸盐粉末(Yb0.8Y0.2)2Si2O7或Yb2Si2O7采用宽速域等离子喷涂工艺喷涂在Si粘结层表面，制备(Yb0.8Y0.2)2Si2O7面层或Yb2Si2O7面层，形成双组元稀土硅酸盐环境障涂层。
5.根据权利要求4所述的宽速域等离子喷涂双组元稀土硅酸盐环境障涂层的制备方法，其特征在于，Si粉末尺寸为10～30μm。
6.根据权利要求4所述的宽速域等离子喷涂双组元稀土硅酸盐环境障涂层的制备方法，其特征在于，SiC基体表面粗糙度为3±1μm，SiC基体为α‑SiC基体。
7.根据权利要求4所述的宽速域等离子喷涂双组元稀土硅酸盐环境障涂层的制备方法，其特征在于，将Si粉末采用宽速域等离子喷涂工艺在SiC基体表面制备一层Si粘结层时，宽速域等离子喷涂工艺的参数如下：喷涂角度为90°±5°，喷涂距离为170mm，氩气流量为70±1L/min，氢气流量为10±1L/min，电压为80±1V，电流为500±5A，送粉量为20±2g/min。
8.根据权利要求4所述的宽速域等离子喷涂双组元稀土硅酸盐环境障涂层的制备方法，其特征在于，稀土硅酸盐(Yb0.8Y0.2)2Si2O7或Yb2Si2O7粉末尺寸为10～50μm。
9.根据权利要求4所述的宽速域等离子喷涂双组元稀土硅酸盐环境障涂层的制备方法，其特征在于，将稀土硅酸盐粉末(Yb0.8Y0.2)2Si2O7或Yb2Si2O7采用宽速域等离子喷涂工艺喷涂在Si粘结层表面时，宽速域等离子喷涂工艺的参数如下：喷涂角度为90°±5°，喷涂距离为120mm，氩气流量为70±1L/min，氢气流量为8±1L/min，电压为78±1V，电流为500±
5A，送粉量为20±2g/min。
10.根据权利要求4所述的宽速域等离子喷涂双组元稀土硅酸盐环境障涂层的制备方法，其特征在于，Si粘结层的厚度为80～100μm；(Yb0.8Y0.2)2Si2O7面层或Yb2Si2O7面层的厚度为200～250μm。
