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    航空发动机部件的制备。同时,随着航空航天技术的发展,航空发动机工作性能
    越来越高,对航空材料的性能要求也越来越高。
    1.1.2 热障涂层的现存问题与解决方案
    (1)现存问题:
    目前, 主要有两种提高航空发动机性能的方法。 第一种是提高燃烧室的温度,
    第二种是减轻发动机自重。 而提高涡轮进口温度是提高发动机推重比和推动力的
    主要措施。因而叶片材料必须具有更高的高温抗氧化腐蚀的能力,来满足上述要
    求。但是,镍基合金受到自身熔点的限制不能满足该需要,所以为了降低镍基合
    金表面的温度,目前有两种方法。方法一是用压缩空气,冷却叶片表面温度。 方
    法二是在叶片表面制备一层陶瓷类的热障涂层。方法一冷却效果欠佳,同时损失
    热量,降低燃油利用率和发动机效率[1-4]
    。方法二利用陶瓷的差热导性和抗高温
    氧化腐蚀性保护镍基合金。目前,制备热障涂层已成为解决该问题的主要途径。
    然而,热障涂层与镍基合金差异较大的热膨胀系数等热物性,使得在热循环
    过程中,常常出现涂层开裂、脱落的现象,从而影响发动机性能。
    (2)解决方案:
    热障涂层是由合金基体、金属粘结层、陶瓷面层组成的涂层系统。为解决热
    障涂层易开裂脱落的问题,国内外学者在该方面投入进行了大量的研究工作[5-7]

    在提高表面粗糙度方面, 喷砂和高压水射流处理虽然可以提高基体表面粗糙
    度,进而提高涂层与基体的机械结合强度,却降低了基体的疲劳寿命和抗腐蚀性能。在制备热障涂层方面,EB-PVD技术制备的热障涂层具有与基体冶金结合的
    优点,显著提高了涂层的结合强度,但是受限于工件的形状,且制备成本太高,
    原材料利用率太低。梯度结构涂层虽然消除了陶瓷涂层与粘结层的急变界面, 缓
    解了应力集中,提高了涂层与基体的结合强度,但是在高温服役条件下,却存在
    梯度层内弥散分布的合金组元迅速氧化的问题[8-12]

    1.1.3 网状衬垫的研究现状
    为了更好地解决热障涂层易开裂脱落的问题,以充分发挥热障涂层的作用,
    新的涂层制备技术的开发与应用成为热障涂层的研发高地。研究表明,具有较高
    孔隙率的网状或多孔结构材料,可通过孔棱变形来降低应力,提高应变容限[13]

    因此,网状或多孔结构的过渡层成为提高涂层与基体集合强度、降低涂层开裂脱
    落倾向的有效方法。
    目前,主要有三种制备网状/多孔过渡层的方法。
    第一种方法是在高温合金基体上钎焊一定厚度的由 FeCrAl 金属纤文烧结而
    成的金属毡,然后在其上等离子喷涂氧化钇部分稳定的氧化锆陶瓷涂层[14]
    。第二
    种是调整 NiCrAlY 中聚苯酯的含量,,在高温合金基体上共沉积制备粘结层,然
    后在高温下烧掉聚苯酯,即可得到不同空隙率的多孔结构[15]
    。第三种是基于蜂窝
    结构设计,在基体材料上焊接金属蜂窝,如图1.1,然后喷涂陶瓷粉末[16]

    方法一利用金属毡内较大的孔隙度, 使冷热循环过程中内部有足够的变形空
    间,降低涂层与基体间的热应力,提高结合强度。方法二既可明显缓解热障涂层
    的热应力, 又提高了涂层与基体的结合强度。 方法三由于金属蜂窝分隔陶瓷涂层,
    增加涂层与基体的结合面积和变形能力,而且蜂窝结构还起到加强筋的作用, 显
    著提高涂层与基体的结合强度。近年来基于激光直接沉积的3D打印技术得到了迅速的发展[17-20]
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