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专利摘要

本发明公开了一种热障涂层织构化减粘表面及其制备方法，表面分布有由飞秒激光扫描后形成的任意形状的凹坑、凹槽和凸包中一种或多种织构阵列，该表面具有亲熔融CMAS的特性（接触角＜50°）。本发明通过热障涂层表面织构的优化设计制备，主动调控熔融CMAS的流动状态，引导熔融CMAS在热障涂层表面快速流动，以减少CMAS的粘附，减轻CMAS对热障涂层的侵蚀，从而提升航空发动机的服役寿命。 ......

基本信息

专利类型:
发明专利
申请/专利号:
CN202110936828.8
申请日期:
2021-08-16
专利申请人:
西南交通大学
分类号:
C23C24/10
发明/设计人:
郑靖，杨彪，王胡军，屈国堔，杨丹，周仲荣，蔡振兵
权利要求: 1.一种热障涂层织构化减粘表面，其特征在于，热障涂层表面分布有任意形状的凹坑、凹槽和凸包中一种或多种织构阵列；所述热障涂层主要成分为二氧化锆；所述表面具有亲熔融钙镁铝硅酸盐（CaO-Al2O3-MgO-SiO2，CMAS）的性质，接触角＜50°；所述织构占整个表面面积的5%-95%，织构高度或深度为1μm-60μm；所述减粘表面能够减少CMAS的粘附；所述热障涂层表面上均布有由飞秒激光扫描后形成的圆锥形织构阵列或方柱型织构阵列：圆锥形织构阵列中每个圆锥底部直径为15μm，高度为10μm，间距为20μm；方柱型织构阵列中每个方柱的顶部长为15μm，高度为10μm，间距为30μm。2.一种热障涂层织构化减粘表面的制备方法，包括以下步骤：1）选择三氧化二钇稳定的二氧化锆模拟热障涂层，对其进行砂纸打磨和机械抛光处理；2）设计圆锥形织构阵列，圆锥底部直径为15μm，高度为10μm，间距为20μm，利用CAD软件构建圆锥形织构的几何模型，导入飞秒激光加工设备的计算机控制系统；3）采用如下激光加工参数在二氧化锆表面制造圆锥形织构：脉冲宽度35fs，波长800nm，重复频率1kHz，功率20mW，扫描速度3mm/s，扫描间距20μm，扫描次数3次；与普通二氧化锆平面相比，CMAS在圆锥形织构表面粘附体积减少50%。