本發(fā)明涉及熱障涂層高溫cmas腐蝕，具體涉及一種用于熱障涂層腐蝕實驗的cmas涂料及涂覆方法。

背景技術(shù)：

1、熱障涂層(tbc)是一種在高溫環(huán)境下保護基材的涂層，主要由陶瓷材料如氧化鋯和氧化鋁組成。這些材料具有高熔點、高熱導率和優(yōu)異的抗氧化、抗腐蝕和抗磨損性能，能夠有效地隔絕高溫對基材的影響，延長其使用壽命。熱障涂層在航空發(fā)動機中的應用尤為重要，能夠降低燃燒室和渦輪葉片等部件表面的溫度，延長其使用壽命，提高發(fā)動機的性能和可靠性。在航天領(lǐng)域，熱障涂層能夠降低航天器表面的溫度，延長其使用壽命，提高航天器的性能和可靠性。

2、cmas(cao-mgo-al2o3-sio2)作為一種來自于自然界的環(huán)境沉積物，主要由氧化鈣、氧化鎂、氧化鋁和二氧化硅等組成。在高溫環(huán)境下，cmas容易與熱障涂層發(fā)生反應，導致涂層性能下降，甚至失效。cmas與熱障涂層反應后，會形成具有較高熱導率和較低密度的物質(zhì)，如鈣長石、鎂橄欖石等，導致涂層的熱導率增加、孔隙率增加和厚度增加，隔熱性能下降。同時，cmas與熱障涂層反應后，會改變涂層的微觀結(jié)構(gòu)，如晶粒尺寸、晶界形態(tài)等，影響涂層的力學性能和熱性能，導致涂層性能下降。

3、研究cmas對熱障涂層腐蝕至關(guān)重要。通過實驗可以深入了解cmas對熱障涂層的腐蝕機理，從而優(yōu)化涂層的制備工藝，提高其耐腐蝕性能。這不僅有助于延長熱障涂層的使用壽命，還能擴大其應用范圍。

4、然而，現(xiàn)有技術(shù)的cmas涂覆方式為，將cmas直接分散在無水乙醇。無水乙醇的低粘度導致cmas在無水乙醇中的沉降速率過高，進而導致cmas涂覆不均勻以及cmas涂覆量調(diào)整難度大。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、鑒于上述問題，本發(fā)明提供了一種用于熱障涂層腐蝕實驗的cmas涂料及涂覆方法，以適應低、中、高濃度的cmas腐蝕條件。

2、根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式提供了一種用于熱障涂層腐蝕實驗的cmas涂覆方法，包括以下步驟：

3、步驟s1，溶劑配置：在無水乙醇中添加乙基纖維素，攪拌12小時至15小時，使乙基纖維素充分溶解在無水乙醇中，得到具有2.5wt％～6.0wt％的乙基纖維素的無水乙醇溶液，記錄溶液中乙基纖維素的添加量m0；

4、步驟s2，cmas懸浮液的配置：將研磨的cmas粉末過篩，并該過篩后的cmas粉末，添加至上述具有2.5wt％～6.0wt％的乙基纖維素的無水乙醇溶液，攪拌6小時至12小時，使cmas粉末在溶液中分散均勻，得到cmas懸浮液，記錄cmas粉末添加量m1；

5、步驟s3，熱障涂層材料準備：將待實驗的上下面平整的熱障涂層材料置于分析天平中，記錄質(zhì)量m2；

6、步驟s4，cmas涂覆：取cmas懸浮液，均勻滴加在熱障涂層材料的待腐蝕面，將熱障涂層材料置于旋涂儀上進行旋涂，使cmas懸浮液在熱障涂層材料的表面均勻鋪展；

7、步驟s5，cmas溶液處理：將涂有cmas懸浮液的熱障涂層材料置于熱臺上，使多余的乙醇緩慢蒸干，得到涂覆后的熱障涂層材料，記錄該涂覆后的熱障涂層材料的質(zhì)量為m3；

8、步驟s6，計算涂覆后的熱障涂層材料的cmas的涂覆量：

9、

10、步驟s7，判斷得到的mc,as的值是否滿足設定的實驗需求，若不滿足，返回步驟s4，調(diào)整cmas的涂覆量，否則結(jié)束并得到符合試驗要求的涂覆cmas的熱障涂層材料。

11、可選地，步驟s2中將研磨的cmas粉末過篩為，過200目以上篩網(wǎng)進行篩分。

12、可選地，步驟s1中，在10ml無水乙醇中添加0.2g～0.5g乙基纖維素，得到具有2.5wt％～6.0wt％的乙基纖維素的無水乙醇溶液；步驟s2中，將0.1g～2g過篩后的cmas粉末，添加至具有2.5wt％～6.0wt％的乙基纖維素的無水乙醇溶液。

13、可選地，步驟s4中將熱障涂層材料置于旋涂儀上進行旋涂，為將熱障涂層材料置于旋涂儀上，在200rpm～400rpm下進行旋涂。

14、可選地，步驟s5中熱臺的溫度設置為40℃～50℃。

15、根據(jù)本發(fā)明的另一個實施方式提供的一種用于熱障涂層腐蝕實驗的cmas涂料，包括無水乙醇中溶解乙基纖維素，以及混合cmas粉末得到的cmas懸浮液。

16、可選地，所述cmas懸浮液中溶解的乙基纖維素的比例為2.5wt％～6.0wt％。

17、與現(xiàn)有技術(shù)相比，根據(jù)本發(fā)明的實施方式提供的一種用于熱障涂層腐蝕實驗的cmas涂料及涂覆方法至少具有如下有益效果：

18、1)得到的cmas涂料的懸濁液不會出現(xiàn)分層。

19、2)所涂覆得到cmas涂層的中間區(qū)域和邊緣區(qū)域的cmas的濃度差異更小。

20、3)便于調(diào)整cmas涂料的涂覆量，能夠大幅度提高涂覆的均勻程度。

技術(shù)特征：

1.一種用于熱障涂層腐蝕實驗的cmas涂覆方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于熱障涂層腐蝕實驗的cmas涂覆方法，其特征在于，步驟s2中將研磨的cmas粉末過篩為，使用200目以上篩網(wǎng)進行篩分。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于熱障涂層腐蝕實驗的cmas涂覆方法，其特征在于，

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于熱障涂層腐蝕實驗的cmas涂覆方法，其特征在于，步驟s4中將熱障涂層材料置于旋涂儀上進行旋涂，為將熱障涂層材料置于旋涂儀上，在200rpm～400rpm下進行旋涂。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于熱障涂層腐蝕實驗的cmas涂覆方法，其特征在于，步驟s5中熱臺的溫度設置為40℃～50℃。

6.一種用于熱障涂層腐蝕實驗的cmas涂料，其特征在于，包括在無水乙醇中溶解乙基纖維素，以及混合cmas粉末得到的cmas懸浮液。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于熱障涂層腐蝕實驗的cmas涂料，其特征在于，所述cmas懸浮液中溶解的乙基纖維素的比例為2.5wt％～6.0wt％。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種用于熱障涂層腐蝕實驗的CMAS涂料及涂覆方法，屬于熱障涂層高溫CMAS腐蝕技術(shù)領(lǐng)域，解決了現(xiàn)有技術(shù)中CMAS涂覆不均勻的問題，包括：步驟S1，在無水乙醇中添加乙基纖維素，得到具有2.5wt％～6.0wt％的乙基纖維素的無水乙醇溶液，記錄質(zhì)量m<subgt;0</subgt;；步驟S2，將過篩后的CMAS粉末，添加至上述溶液，得到CMAS懸浮液，記錄CMAS粉末添加量m<subgt;1</subgt;；步驟S3，準備待實驗的熱障涂層材料，記錄質(zhì)量m<subgt;2</subgt;；步驟S4，取CMAS懸浮液均勻施加在熱障涂層材料的待腐蝕面；步驟S5，蒸干乙醇，得到涂覆后的熱障涂層材料，記錄質(zhì)量m<subgt;3</subgt;；步驟S6，計算CMAS的涂覆量：步驟S7，判斷得到的m<subgt;CMAS</subgt;的值是否滿足實驗需求，若不滿足，返回步驟S4，否則結(jié)束并得到最終的涂覆CMAS的熱障涂層材料。

技術(shù)研發(fā)人員：宋文佳,王偉,王哲,付長利,程富豪
受保護的技術(shù)使用者：杭州市北京航空航天大學國際創(chuàng)新研究院（北京航空航天大學國際創(chuàng)新學院）
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15