本发明属于航空发动机热障涂层，涉及一种钆锆铕氧热障涂层材料及其制备方法。
背景技术：
1、目前，随着燃气轮机的推力和工作效率的不断提高，燃气进气温度也越来越高，涡轮叶片和其它热端部件使用的镍基高温合金的工作温度已逐渐接近其使用温度极限。热障涂层(thermal barrier coatings,tbcs)是利用陶瓷材料耐高温、耐冲刷、抗腐蚀和低热导性能，将其以涂层的形式与金属基体相复合的一种表面防护技术，以提高金属部件的工作温度，增强热端部件的抗高温能力，延长热端部件的使用寿命，提高发动机的工作效率。目前，广泛使用的ysz(6～8wt.％y2o3部分稳定化的zro2)热障涂层材料的长期最高使用温度不能超过1200℃，在冷却过程中由于相变产生单斜相而发生体积膨胀，从而导致涂层失效。然而，下一代高性能航空发动机热障涂层材料的长期使用温度必须超过1200℃。因此，研究新型热障涂层材料已成为研制下一代高性能航空发动机的课题。
技术实现思路
1、本发明的目的是：针对上述现有技术的不足而设计提供了一种钆锆铕氧热障涂层材料及其制备方法，其目的通过稀土镨掺杂改性，解决了单一二氧化锆热障涂层服役寿命不足和ysz服役温度不超过1200℃的问题，同时还降低了材料热导率，提升了材料热膨胀系数。
2、为解决此技术问题，本发明的技术方案是：
3、一方面，提供一种钆锆铕氧热障涂层材料，所述钆锆铕氧热障涂层材料的分子式为(gd1-xeux)2zr2o7，其中x＝0.05～0.15。优选地，x＝0.06～0.12。
4、另一方面，提供所述钆锆铕氧热障涂层的制备方法，包括以下步骤：
5、步骤一，将原材料gd2o3、eu2o3、zro2按照材料分子式比例混合，通过高温固相法合成钆锆铕氧靶材，合成温度1800-2000℃；
6、步骤二，采用真空电弧镀设备制备nifecralhf作为热障涂层的金属底层，电压为600-650v，电流为15-20a；
7、步骤三，将钆锆铕氧靶材装入电子束物理气相沉积设备，通过电子束蒸发钆锆铕氧靶材，在nifecralhf底层上制备钆锆铕氧热障涂层，电子束的束流强度1.5-1.8a，试样的温度1000-1050℃。
8、所述步骤一原材料gd2o3、eu2o3、zro2的纯度≥98％。
9、所述步骤一原材料混合应为机械球磨，时间≥24时。
10、所述步骤一高温固相法合成时间≥24小时。
11、所述步骤二中真空电弧镀设备的真空度<1×10-2pa。
12、所述步骤二中真空电弧镀设备的沉积时间≥100min。
13、所述步骤三中电子束物理气相沉积设备的真空度<5×10-4mbar。
14、所述步骤三中电子束物理气相沉积热障涂层蒸发时间50-80min。
15、所述步骤三中电子束物理气相沉积的热障涂层随炉冷却至150℃以下，所述的冷却为自然冷却。
16、本发明具有的优点和有益效果：
17、本发明作为一类新型热障涂层材料，钆锆铕氧热障涂层在1200℃长期热处理后没有相变发生，具有很高的相稳定性。它们的热膨胀系数与ysz比较接近，且具有较低的热导率和较好的断裂韧性。同时利用电子束物理气相沉积技术制备钆锆铕氧热障涂层，将会使钆锆铕氧热障涂层具有独特的柱状晶结构(如图4所示)，同时具有较好的热循环性能。
1.一种钆锆铕氧热障涂层材料，其特征在于：所述钆锆铕氧热障涂层材料的分子式为(gd1-xeux)2zr2o7，其中x＝0.05～0.15。
2.根据权利要求1所述的钆锆铕氧热障涂层的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述步骤一原材料gd2o3、eu2o3、zro2的纯度≥98％。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述步骤一原材料混合应为机械球磨，时间≥24时。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述步骤一高温固相法合成时间≥24小时。
6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述步骤二中真空电弧镀设备的真空度<1×10-2pa。
7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述步骤二中真空电弧镀设备的沉积时间≥100min。
8.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述步骤三中电子束物理气相沉积设备的真空度<5×10-4mbar。
9.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述步骤三中电子束物理气相沉积热障涂层蒸发时间50-80min。
10.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述步骤三中电子束物理气相沉积的热障涂层随炉冷却至150℃以下，所述的冷却为自然冷却。
