金属陶瓷型耐高温热障复合粉末,是将高温合金粉末(或耐热金属粉末)用包覆或团聚制粒方式,制成包覆型或团聚型复合粉末。用这类粉末喷涂的涂层,其性能如膨胀系数、热导率、粘结强度和孔隙率等,均介于底层金属涂层和面层陶瓷材料之间,常用作它们之间的中间过渡层。
这种材料主要有:镍包氧化锆(Ni/ZrO2)复合粉末、自粘结型耐高温热障混合粉末和镍铬铝加稳定氧化锆复合粉末。一般采用等离子喷涂工艺制备涂层。
1)镍包氧化锆Ni/ZrO2复合粉末
这种复合粉末喷涂的涂层具有良好的耐热性,抗热震性和化学稳定性。多用于1000℃以下的耐高温抗氧化涂层和耐高温热障陶瓷面层涂层的中间过渡层。氧化锆的相对蒸气压很低,故也很适合用作真空炉的耐热涂层。如应用于航空发动机部件用热障陶瓷涂层的中间过渡层等。
2)自粘结型耐高温热障混合粉末
这是用Ni/AI自粘结复合粉或NiCr耐热合金粉末,与ZrO2粉、MgO·ZrO2粉、CaO·ZrO2粉、CaO·ZrO2粉等ZrO2基陶瓷粉末,按一定比例经机械混合而制成的混合粉末。这类粉末兼有自粘结性合金涂层的良好韧性及结合强度好的特性和ZrO陶瓷耐高温、绝热、抗热震的综合性能。主要用作ZrO2基耐高温热障陶瓷面层涂层的中间过渡层,有助于耐高温热障梯度涂层系统的热膨胀系数和热应力均匀过渡。
3)镍铬铝加稳定氧化锆复合粉末
这是用高温自粘结镍铬铝(NiCrAI粉和稳定化氧化锆(包括CaO-ZrO2,MgO-ZrO2和Y2O3-ZrO2)粉末复合而成的金属陶瓷型复合粉末。涂层与镍基高温合金基体的结合强度较高,能直接承受982℃的高温氧化。常用作耐高温的稳定化氧化锆热障陶瓷面层涂层的中间过渡层,也可直接用作1000℃左右使用的耐高温燃气氧化、硫化腐蚀和冲蚀的自粘结型工作涂层。如应用于航空发动机压气机高温端叶片的热障涂层等。