目前,隔热涂层的制备工艺是等离子喷涂技术,液体等离子体喷涂,电子束物理气相沉积,激光重熔或焊接,自蔓延高温合成(SHS)和电泳沉积的方法[12]。通常来说,等离子喷涂是比较常用的方法。等离子喷涂与涂层沉积这种方法相比,等离子更加速度快,生产效率相对较高,涂料要求相对其他方法较为轻松,而且操作方便,制备成本更加低。但是其缺点是陶瓷涂层表面粗糙;而且对喷涂材料的质量要求比较高,并且在涂层中存在了更多的缺陷[13]。
虽然,热障涂层也已经经历了几十年的发展,但中间仍然存在很多问题,其中热障涂层的故障非常普遍,原因如下:(1)由于涂层失效引起的失配和应力的热膨胀系数;(2)(3)由于中间层与外层之间的氧化层(TGO)之间的热膨胀在界面上的金属基体损坏引起的故障[14]。所以我们所要研究的是弥补目前的漏洞以及不足,增加热障涂层的使用寿命和效果。
2、热障涂层的未来发展
为了满足更高的工业要求和未来的需求,所以需要从新型的材料和新型的制备方法等方面来制作出更为性能更加好的热障涂层材料。我们制作热障涂层材料就是要发挥它的抑制高温对部件的影响,从这一点考虑就是要降低热导率,所以目标明确的是就是要在未来能够制作出具有更低热导率的涂层。在新型材料方面我们可以改变涂层的化学成分来降低材料的热导率,另外,也可以通过改善涂层的晶体结构来降低材料的热导率[28]。
陶瓷基复合材料(CMC)也成为研究的一大热点,这种涂层不同于普通的高温金属材料(如镍、钴等超合金),这一种CMC材料因为能够承受更高的温度,所以科学家们已经把这种材料纳入新型涂层的考虑范围内。但是CMC材料在高温下很不稳定,甚至会烧毁,所以这一性质限制了它在航空部件上的使用,这也是目前不能广泛使用的关键所在[29]。