热障涂层是现代航空发动机的关键技术之一，它是指由金属粘结底层和隔热性能优良的陶瓷涂层组成的复合涂层体系，仅200~400μm的热障涂层，就能使零件表面温度降低200~300℃。粘结层材料多为MCrAlY，陶瓷层材料为氧化钇稳定氧化锆YSZ。目前，制备热障涂层粘结层的工艺为大气等离子或低压等离子喷涂，陶瓷层多采用大气等离子或电子束物理气相沉积（EB-PVD）。相对于大气等离子体喷涂，EB-PVD制造出的柱状结构使涂层具有更高的应变容限，热循环寿命提高数倍，涂层致密、表面粗糙度低。而其缺点也较为明显，设备系统复杂，造价高，耗能大，涂层热导率较大气等离子偏高，沉积效率较低。
MCrAlY粘结层
采用超低压等离子喷涂技术制备MCrAlY粘结层，涂层组织结构致密、基本不含氧化物，涂层结合强度高（＞75MPa）。图4为通过低压和超低压等离子喷涂技术制备的MCrAlY涂层。
YSZ陶瓷层
图5为通过三种工艺制备的YSZ涂层，可以看出大气等离子喷涂YSZ涂层为典型的层状结构，EB-PVD涂层为柱状晶结构，超低压等离子喷涂YSZ同样呈现出柱状晶结构。
研究结果表明：超低压等离子喷涂YSZ涂层热导率为0.8W/m•K，低于大气等离子喷涂涂层（约1.2W/m•K），抗热震性能及抗冲蚀性能均优于EB-PVD涂层。从导热率和耐热震性，以及涂层的制备速度，超低压等离子喷涂制备柱状晶结构的热障涂层有着潜在应用性。
采用超低压等离子喷涂技术制备热障涂层主要有以下优势：涂层沉积效率高于EB-PVD；涂层厚度均一；不存在“遮蔽效应”，可实现复杂型面涂层制备。从图6可以看出，叶片迎风面和背风面涂层厚度均匀。
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