EP4225961A1 - Verfahren zur herstellung einer beschichtung sowie beschichtung - Google Patents

Verfahren zur herstellung einer beschichtung sowie beschichtung

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Publication number
EP4225961A1
EP4225961A1 EP21769446.2A EP21769446A EP4225961A1 EP 4225961 A1 EP4225961 A1 EP 4225961A1 EP 21769446 A EP21769446 A EP 21769446A EP 4225961 A1 EP4225961 A1 EP 4225961A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
coating
substrate
range
slpm
micrometers
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP21769446.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Emine BAKAN
Markus Wolf
Georg Mauer
Daniel Emil Mack
Robert Vassen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Forschungszentrum Juelich GmbH
Original Assignee
Forschungszentrum Juelich GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Forschungszentrum Juelich GmbH filed Critical Forschungszentrum Juelich GmbH
Publication of EP4225961A1 publication Critical patent/EP4225961A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/26—Plasma torches
    • H05H1/32—Plasma torches using an arc
    • H05H1/34—Details, e.g. electrodes, nozzles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/04—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the coating material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/04—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the coating material
    • C23C4/10—Oxides, borides, carbides, nitrides or silicides; Mixtures thereof
    • C23C4/11—Oxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/12—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the method of spraying
    • C23C4/134—Plasma spraying
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/16—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas incorporating means for heating or cooling the material to be sprayed
    • B05B7/22—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas incorporating means for heating or cooling the material to be sprayed electrically, magnetically or electromagnetically, e.g. by arc
    • B05B7/222—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas incorporating means for heating or cooling the material to be sprayed electrically, magnetically or electromagnetically, e.g. by arc using an arc
    • B05B7/226—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas incorporating means for heating or cooling the material to be sprayed electrically, magnetically or electromagnetically, e.g. by arc using an arc the material being originally a particulate material
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H2245/00—Applications of plasma devices
    • H05H2245/40—Surface treatments

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a coating, in which a substrate is provided, the substrate is provided with a coating, in particular by atmospheric plasma spraying, a plasma torch with a torch nozzle being used, with which a plasma jet is generated from a supplied process gas, and wherein a supplied spray material is applied to the substrate with the plasma jet to obtain the coating.
  • TBC Thermal Barrier Coatings
  • EBC Environmental Barrier Coatings
  • T/EBC Thermal/Environmental Barrier Coatings
  • EP 1 142 850 A1 discloses a T/EBC for such. It is described that the coatings can be deposited, in other words deposited, using various previously known methods, with atmospheric plasma spraying and vacuum um plasma spraying (English: Atmospheric Plasma Spraying, APS, as well as Vacuum Plasma Spraying, VPS), Chemical Vapor Deposition (English: Chemical Vapor Deposition, CVD), High Velocity Oxy Fuel (HVOF) and Physical Vapor Phase Deposition ( English: Physical Vapor Deposition, PVD).
  • atmospheric plasma spraying and vacuum um plasma spraying English: Atmospheric Plasma Spraying, APS, as well as Vacuum Plasma Spraying, VPS
  • Chemical Vapor Deposition English: Chemical Vapor Deposition, CVD
  • High Velocity Oxy Fuel HVOF
  • Physical Vapor Phase Deposition English: Physical Vapor Deposition, PVD.
  • WO 2006/029587 A discloses a method for producing thin, dense ceramic layers using APS.
  • the layers In order to be able to guarantee the necessary protective performance in the long term, the layers should be created with as little stress as possible, without cracks and, depending on the application, as tightly as possible. Due to their high melting points, high process temperatures are required in order to apply ceramic materials in the molten state to the respective workpieces. Atmospheric Plasma Spraying (APS), Vacuum Plasma Spraying (VPS) and High Velocity Oxygen Spraying (HVOF) are the most commonly used thermal coating processes.
  • APS Atmospheric Plasma Spraying
  • VPS Vacuum Plasma Spraying
  • HVOF High Velocity Oxygen Spraying
  • a spray material in the form of particles or suspensions is applied to the substrate surface to be coated using a plasma jet.
  • a plasma is a hot gas in which the neutral particles are dissociated and ionized.
  • a so-called plasma torch which comprises a cathode and at least one anode, which are spaced apart from one another to form a narrow gap, is used to generate the plasma.
  • An arc is generated between the electrodes by high-frequency ignition.
  • a plasma jet in particular several centimeters long, is formed, which is bundled and exits the nozzle of the plasma torch at high speed.
  • the spray material in powder form or as a suspension is injected into the plasma jet. Due to the high plasma temperatures, it is melted, entrained with the plasma jet and thrown onto the substrate to be coated.
  • the setting of the process parameters of the spraying process is of crucial importance with regard to the quality and the efficiency of the coating produced.
  • the burner nozzle is characterized by a nozzle diameter or a minimum nozzle diameter in the range from 4 mm to 8 mm, in particular 5 mm to 8 mm, preferably 5 mm to 7 mm, and that the process gas flow is at least 40 slpm.
  • Slpm stands here in a manner known per se for standard liters per minute.
  • the high kinetic energy of the particles means that the impacting particles create a compacted layer.
  • the torch nozzle forms that final area, in other words the end area of the plasma torch, from which the plasma jet emerges during operation and which accordingly faces or faces the substrate to be coated. It can be formed by the anode of the plasma torch or, in the case of several anodes, by the anodes of the plasma torch or a section thereof, in particular on the outlet side.
  • the nozzle can also be a separate component or element from the anode(s), which is then expediently arranged (immediately) following the anode(s).
  • the nozzle is preferably at least essentially ring-shaped and defines a flow channel or flow channel section.
  • the nozzle generally defines an outlet-side end section of a flow channel defined overall by the plasma torch.
  • the nozzle diameter means the inner diameter of the nozzle.
  • the diameter of the flow channel or flow channel section defined by the nozzle is the diameter of the flow channel or flow channel section defined by the nozzle.
  • the burner nozzle is characterized by a nozzle diameter that remains the same over its expansion in the direction of the gas or plasma flow (flow direction). It can be, for example, a cylindrical nozzle or a nozzle with a cylindrical flow channel (section). The nozzle diameter is then the same everywhere over the nozzle extension and the constant nozzle diameter, which is the same everywhere, lies according to the invention in the aforementioned ranges.
  • the nozzle diameter can also change.
  • the minimum nozzle diameter is to be taken into account, which according to the invention is then in the stated range.
  • the nozzle diameter can increase, for example, in the direction of the exit end of the nozzle.
  • the minimum nozzle diameter would then be present at the nozzle inlet and the maximum nozzle diameter at the nozzle outlet.
  • the diameter can also first decrease over the nozzle extension and then increase again, so that the minimum nozzle diameter would be given at a position between the nozzle inlet and the nozzle outlet.
  • a conical taper in the direction of the nozzle outlet would also be conceivable. Then the nozzle would have its maximum diameter at the entrance and its minimum diameter at the exit.
  • crystalline or partially crystalline or largely crystalline coatings When carrying out the method according to the invention, preference is given to producing crystalline or partially crystalline or largely crystalline coatings.
  • Largely crystalline is to be understood in particular as meaning that coatings are produced which are at least 50%, preferably at least 60%, particularly preferably at least 80% crystalline.
  • the percentage values relate in particular to the mass fraction.
  • particularly dense and/or partially crystalline silicon, silicate, aluminate, hafnate layers or perovskite layers or mixtures thereof can be produced as the coating or as part of the coating.
  • Layers obtained in the manner according to the invention have improved microstructures which ensure an improved protective effect and a longer service life of the layers compared to layers sprayed with conventional PS, in particular APS.
  • the implementation of the method according to the invention is very economical, in particular significantly more profitable than methods that use the HVOF process.
  • Particularly dense is to be understood in particular as meaning layers which are distinguished by a porosity of at most 15%, preferably at most 10%, particularly preferably at most 5%.
  • the method according to the invention has also proven to be particularly advantageous for obtaining coatings which, when produced by means of plasma spraying under conventional process parameters, tend to be deposited amorphously and which should or must be particularly dense for a given application, in particular a porosity of should or must have a maximum of 15%, preferably a maximum of 10%, particularly preferably a maximum of 5%. This is possible with the procedure according to the invention.
  • the process gas flow is expediently that through the burner nozzle.
  • a preferred embodiment of the method according to the invention is characterized in that the process gas stream is at least 50 slpm, in particular at least 60 slpm, preferably at least 70 slpm, particularly preferably at least 100 slpm, very particularly preferably at least 150 slpm.
  • a process gas flow of a level in the range mentioned is set.
  • An upper limit of the process gas stream can be 400 slpm or 500 slpm, for example. It has proven to be particularly economical if the process gas flow is a maximum of 200 slpm. Values from this range have proven to be particularly suitable in the context of the method according to the invention.
  • a particularly high gas velocity and a particularly short dwell time in the plasma torch are achieved. As a result, particularly dense coatings can be obtained which are characterized by a high degree of crystallinity.
  • the nozzle diameter and the process gas flow are preferably selected in such a way that a gas velocity of at least 1250 m/s, in particular in the range from 1250 m/s to 2500 m/s, is obtained in the burner nozzle. In this case, it applies in particular that such a speed is achieved at least in the area of the minimum nozzle diameter. In particular in the event that the nozzle diameter remains the same, this can of course also apply over the entire extent of the nozzle.
  • At least one compressed gas tank can be used in combination with a mass flow controller.
  • Argon, helium, hydrogen or nitrogen in particular have proven to be suitable process gases.
  • a mixture of two or more of these gases can also be used as the process gas.
  • the process gas flow is to be understood as meaning the total flow of process gas, even if several process gases are used in a mixture.
  • both single-layer and multi-layer coatings can be produced with the method according to the invention.
  • Several layers can be deposited one on top of the other, as is already well known from the conventional production methods.
  • the method according to the invention also makes it possible to produce particularly thick layers, in particular those of at least 100 micrometers, in just one coating pass. Comparatively thick layers can thus be obtained with only one pass over the area to be coated and thus a combination of particularly good protective effect with particularly little effort.
  • rare earth silicate for example Yb2Si2O7.
  • These materials have proven particularly useful for EBCs. They are characterized, for example, by an adapted thermal expansion coefficient and high chemical compatibility with SiC-based substrates. They are stable at high temperatures and offer increased corrosion resistance to water.
  • a spray material which comprises or is provided by at least one rare earth aluminate, preferably Y3Al5O12 and/or YAIO3 and/or LaMgAl11O19.
  • rare earth aluminate preferably Y3Al5O12 and/or YAIO3 and/or LaMgAl11O19.
  • Si with doping and/or
  • a spray material which comprises or is provided by at least one rare earth hexaaluminate, in particular LaMgAl11O19.
  • the spray material can include only one material or a mixture of materials. Purely by way of example, it should be mentioned that it comprises a mixture of two or more different rare earth silicates and/or two or more different rare earth hexaaluminates or is provided by such a mixture. For example, a mixture of one or more rare earth silicates and one or more rare earth hexaaluminates is also conceivable. Spray materials with or made of rare earth silicates have proven to be particularly suitable, for example, when coatings are to be produced on substrates made of fiber composite materials, as is often the case in the space sector, for example.
  • Spray materials with or made of rare earth aluminates have proven to be particularly suitable, for example, when coatings on substrates with or made of nickel, for example with or made of nickel-based superalloys, and/or with or made of (fully oxidic) ceramic fiber composite materials based on aluminum oxide/aluminum silicate/zirconium dioxide, as is often the case in the field of turbine technology. In particular, they have a suitably adapted thermal expansion coefficient for these materials.
  • a spray material with an average particle diameter of at most 80 micrometers, in particular at most 50 micrometers, preferably at most 40 micrometers, particularly preferably at most 30 or at most 25 micrometers, is used.
  • the spray material is characterized by an average particle diameter of at least 15 micrometers or at least 10 micrometers or at least 5 micrometers.
  • An average particle diameter can be determined, for example, in a manner known per se by laser diffractometry, in particular with Horiba LA-950 V2.
  • a spray material with an average particle diameter of less than 30 micrometers is used.
  • a preferred production method for a spray material, in particular in powder form is agglomerated and sintered.
  • the method according to the invention can correspondingly include that first of all the spray material, in particular in powder form, is produced, preferably by agglomeration and sintering taking place. Also melted or sintered and broken powder (English: fused and crushed) can be used.
  • the method according to the invention can correspondingly include that first of all the spray material, in particular in powder form, is produced by melting and/or sintering and breaking.
  • Layers obtained according to the invention can form a complete protective coating, such as EBC, or, for example, also only a part of such.
  • the substrate provided can be uncoated or already have a (partial) coating.
  • a cover layer for example a Yb2Si2O7 cover layer for an EBC system
  • the coating produced according to the invention then forms part of an EBC layer system.
  • the spraying distance between the burner nozzle and the substrate As far as the spraying distance between the burner nozzle and the substrate is concerned, it has proven to be particularly suitable if this is in the range from 60 mm to 200 mm, in particular 70 mm to 180 mm, preferably 80 mm to 140 mm. It can particularly preferably be 100 mm or 120 mm. Another example of a suitable spray distance is 80 mm.
  • the current can be, for example, in the range from 300 A to 550 A, in particular in the range from 300 A to 400 A or 400 A to 500 A, preferably 375 A or 450 A or 470 A.
  • the unit symbol A is there in a well-known manner for amperes.
  • the current is expediently the working current that is used to at least partially ionize the process gas between the cathode and anode(s) of the plasma torch and thus to generate a plasma.
  • the burner speed is a maximum of 2000 mm/s. It is in particular in the range from 100 mm/s to 1500 mm/s, preferably from 400 mm/s to 600 mm/s. It is particularly preferably 250 mm/s or 500 mm/s.
  • the torch speed is in particular the relative speed between the plasma torch and the substrate to be coated during the coating process. This is expediently in the lateral direction parallel to the surface of the substrate to be coated. The movement is usually realized by moving the plasma torch relative to the substrate, for example by means of a robot on which the plasma torch is mounted. The plasma torch is then moved at a speed in the aforementioned ranges during the coating process.
  • the delivery rate of the spray material in particular in powder form, if it is at least 5 g/min, in particular at least 10 g/min, in other words is selected or set accordingly.
  • it can be 10 g/min or 30 g/min or 90 g/min, which has proven to be very suitable. It may also be the case that the delivery rate of the spray material is a maximum of 150 g/min.
  • the substrate Before and/or during the application of the coating, the substrate is expediently heated. Provision can be made, for example, for the substrate to be preheated at least in sections to a temperature of at least 200° C. before the coating is applied.
  • the substrate can be heated at least in sections to a temperature of at least 250° C., preferably at least 300° C., during the application of the coating.
  • heating to a temperature in the range from 200° C. to 700° C., preferably 300° C. to 500° C. can take place.
  • the substrate has a temperature in the range from 200° C. to 700° C., preferably 300° C. to 500° C., at least in sections during the application of the coating.
  • the substrate can be heated to 270°C, 400°C or 500°C or even 600°C, for example.
  • the substrate has a temperature in the range from 200° C. to 700° C., preferably 300° C. to 500° C., at least in sections during the application of the coating.
  • the process according to the invention has proved to be particularly suitable for obtaining coatings on substrates which comprise or consist of silicon, such as silicon carbide and/or silicon nitride.
  • substrates which comprise or consist of silicon, such as silicon carbide and/or silicon nitride.
  • silicon such as silicon carbide and/or silicon nitride.
  • a substrate made of a fiber composite material is coated with a silicon bond coat.
  • substrates with or made of other materials can also be provided and coated in the manner according to the invention.
  • Substrates with or made of nickel, in particular with or made of a nickel-based superalloy, and/or substrates with or made of aluminum oxide-based composite materials are also suitable, for example.
  • the process gas flow is at least 100 slpm, preferably in the range from 100 slpm to 500 slpm, particularly preferably in the range from 100 slpm to 400 slpm
  • the burner nozzle is characterized by a nozzle diameter or a minimum nozzle diameter in the range from 5 mm to 8 mm, preferably 5 mm to 7 mm, particularly preferably 6 to 7 mm, and that a spray material with an average particle diameter of at most 40 micrometers is used, in particular a spray material with an average particle diameter in the range from 5 micrometers to 40 micrometers, preferably in the range from 10 micrometers to 40 micrometers, particularly preferably in the range from 15 micrometers to 40 micrometers, and that the substrate is heated at least in sections to a temperature of at least 300°C during the application of the coating, in particular to a temperature in the region of 300° C to 700°C, preferably in the range of 300°C to 500°C.
  • the temperature of at least 300°C during the application of
  • the spraying distance between the burner nozzle and the substrate is at least 100 mm, preferably in the range from 100 mm to 200 mm, and that the current is at least 400 A, preferably in the range from 400 A to 550 A located. It has proven to be particularly advantageous if these values for spray distance and current are combined with the values for process gas flow, nozzle diameter, particle size and substrate temperature(s) mentioned in the previous paragraph.
  • a spray material with an average particle diameter of less than 30 micrometers is particularly preferably used in combination with the above parameters, in particular a spray material with an average particle diameter in the range from 15 micrometers to 29 micrometers, preferably 10 micrometers to 29 micrometers, particularly preferably 15 micrometers to 29 microns.
  • Burner nozzle diameter 4 mm to 8 mm, in particular 5 mm to 8 mm, preferably 5 mm to 7 mm, particularly preferably 5 mm or 6.5 mm
  • Average particle diameter at most 50 microns, of the spray material preferably at most 30 microns or less than 30 microns
  • Spray distance 70 mm to 180 mm, preferably 80 mm to 120 mm, particularly preferably 100 mm
  • Process gas flow at least 40 slpm, preferably at least
  • Torch speed maximum 2000 mm/s, preferably 100 mm/s to 1500 mm/s, particularly preferably 500 mm/s
  • Spray material delivery rate at least 10 g/min, preferably 30 g/min
  • Substrate temperature at least 200°C during preheating, at least 250°C, preferably 270°C during coating
  • this combination of process parameters can be used, for example, to obtain protective layers, in particular with or made of at least one rare earth silicate, preferably Yb2Si2O7, and/or with or made of at least one rare earth hexaaluminate, in particular LaMgAl11O19, with a low crack density and increased crystallinity.
  • at least one rare earth silicate preferably Yb2Si2O7
  • at least one rare earth hexaaluminate in particular LaMgAl11O19
  • Burner nozzle diameter 4 mm to 8 mm, in particular 5 mm to 8 mm, preferably 5 mm to 7 mm, particularly preferably 5 mm or 6.5 mm
  • Mean particle diameter maximum 50 microns, of the spray material preferably a maximum of 40 microns or less than 40 microns 70 mm to 180 mm, preferably 100 mm to 150 mm, particularly preferably 120 mm
  • Process gas flow at least 80 slpm, preferably at least
  • Torch speed maximum 2000 mm/s, preferably 200 mm/s to 1000 mm/s, particularly preferably 500 mm/s
  • Spray material delivery rate at least 10 g/min, preferably 30 g/min
  • Substrate temperature at least 200°C during preheating, at least 300°C, preferably 400°C during coating
  • this combination of process parameters is very suitable, for example, for the production of protective layers, in particular with or from at least one rare earth silicate, preferably Yb2Si2O7, and/or with or from at least one rare earth hexaaluminate, in particular LaMgAl11O19, with high crystallinity and a particularly low proportion of foreign phases .
  • Yb2Si2O7 preferably Yb2Si2O7
  • rare earth hexaaluminate in particular LaMgAl11O19
  • Burner nozzle diameter 4 mm to 8 mm, in particular 5 mm to 8 mm, preferably 5 mm to 7 mm, particularly preferably 5 mm or 6.5 mm
  • Mean particle diameter at most 50 micrometers, of the spray material preferably at most 30 micrometers or below 30 micrometers
  • Spray distance 70 mm to 180 mm, preferably 100 mm to 150 mm, particularly preferably 120 mm
  • Process gas flow at least 80 slpm, preferably at least
  • Torch speed maximum 2000 mm/s, preferably 200 mm/s to 1000 mm/s, particularly preferably 500 mm/s
  • Spray material delivery rate at least 10 g/min, preferably 30 g/min
  • Substrate temperature at least 200°C during preheating at least 300°C, preferably 500°C
  • this combination is particularly suitable, for example, for the production of protective layers with low porosity, in particular from a mixture of rare earth silicates, and/or with or from at least one rare earth hexaaluminate, in particular LaMgAl11O19, for example RE disilicates and - Monosilicates, in particular Yb2Si2O7 and Yb2SiO5.
  • Burner nozzle diameter 4 mm to 8 mm, in particular 5 mm to 8 mm, preferably 5 mm to 7 mm, particularly preferably 5 mm or 6.5 mm
  • Average particle diameter at most 50 microns, of the spray material preferably at most 40 microns or less than 40 microns
  • Spray distance 80 mm to 140 mm, preferably 100 mm to 130 mm, particularly preferably 120 mm
  • Process gas stream at least 100 slpm, preferably at least 150 slpm, particularly preferably 170 to 180 slpm
  • Current 400 A to 500 A, preferably 420 A to 470 A, particularly preferably 450 A
  • Torch speed maximum 500 mm/s, preferably 150 mm/s to 350 mm/s, particularly preferably 250 mm/s
  • Spray material delivery rate at least 50 g/min, preferably 90 g/min
  • Substrate temperature at least 200°C during preheating, preferably 300°C, at least 300°C, preferably 420°C during coating
  • This combination has proven itself, for example, for the production of protective layers, in particular with or from at least one rare earth silicate, preferably Yb2Si2O7, and/or with or from at least one rare earth hexaaluminate, in particular LaMgAl11O19, and in particular with a thickness of at least 100 micrometers using just one individual coating process proved to be particularly suitable.
  • at least one rare earth silicate preferably Yb2Si2O7
  • at least one rare earth hexaaluminate in particular LaMgAl11O19
  • Burner nozzle diameter 4 mm to 8 mm, in particular 5 mm to 8 mm, preferably 5 mm to 7 mm, particularly preferably 5 mm or 6.5 mm
  • Mean particle diameter maximum 80 microns, of the spray material preferably a maximum of 30 microns or less than 30 microns
  • Spray distance 70 mm to 150 mm, preferably 80 mm
  • Process gas flow at least 40 slpm, preferably at least 50 slpm, particularly preferably 50 slpm AR and 6 slpm He
  • Torch speed maximum 2000 mm/s, preferably 150 mm/s to 350 mm/s, particularly preferably 250 mm/s
  • Spray material delivery rate at least 5 g/min, preferably 10 g/min
  • Substrate temperature at least 200°C for preheating, at least 300°C for coating, preferably 600°C for coating
  • This combination has proven to be particularly useful for the production of dense, crystalline Y3Al5O12 coatings or coatings with or made of at least one rare earth hexaaluminate, in particular LaMgAl11O19, on substrates with or made of nickel, in particular with or made of nickel-based superalloys proven suitable.
  • the combination of process parameters can be used, for example, to obtain a Y3Al5O12 top layer of a TBC system to protect a corresponding substrate.
  • a further object of the invention is a component comprising a substrate and a coating which was obtained by carrying out the method according to the invention.
  • FIG. 1 shows a purely schematic block diagram with the steps of five exemplary embodiments of the method according to the invention
  • FIG. 2 shows a purely schematic, highly simplified sectional view of a plasma torch with a torch nozzle, which is used within the scope of the exemplary embodiments with the steps according to FIG. 1;
  • FIG. 3 shows a micrograph of a coating obtained according to a first exemplary embodiment of the method according to the invention
  • FIG. 4 shows an X-ray diffractogram associated with the coating according to FIG. 3;
  • FIG. 5 shows a micrograph of a coating obtained with a nozzle diameter of 9 mm
  • FIG. 6 shows an X-ray diffractogram associated with the coating according to FIG. 5;
  • FIG. 7 shows a micrograph of a coating obtained according to a second exemplary embodiment of the method according to the invention.
  • FIG. 8 shows an X-ray diffractogram associated with the coating according to FIG. 7;
  • FIG. 9 shows a micrograph of a coating obtained according to a third exemplary embodiment of the method according to the invention.
  • FIG. 10 shows an X-ray diffractogram associated with the coating according to FIG. 9;
  • FIG. 11 shows a micrograph of a coating obtained according to a fourth exemplary embodiment of the method according to the invention.
  • FIG. 12 shows an X-ray diffractogram associated with the coating according to FIG. 11;
  • FIG. 13 shows a micrograph of a coating obtained according to a fourth exemplary embodiment of the method according to the invention.
  • FIG. 14 shows an X-ray diffractogram associated with the coating according to FIG.
  • a substrate 1 is provided in a first step S1 (cf. FIG. 1).
  • the first to fourth exemplary embodiments involve a substrate 1 with silicon, specifically a substrate 1 made of a fiber composite material with a silicon adhesion promoter layer (English: bond coat), on which the coating is produced in each case.
  • a substrate made of a nickel-based material is provided in step S1, in particular a substrate 1 made of a nickel-based superalloy.
  • the substrate 1 can only be seen in the purely schematic, highly simplified FIG.
  • a step S2 the substrate 1 is preheated in each case.
  • the substrate 1 is coated by atmospheric plasma spraying (APS).
  • APS atmospheric plasma spraying
  • a plasma torch 2 (see FIG. 2) with a torch nozzle 3 is used in a manner known per se for plasma generation, with which a plasma jet 4 is generated from a supplied process gas, into which a spray material 5, which is in powder form here, is injected.
  • the plasma torch 2 has a housing 6 in which a cathode 7 and at least one anode 8 are arranged, which are spaced apart from one another to form a narrow gap. In the examples described here, the plasma torch 2 has three anodes 8 . All five exemplary embodiments are the TriplexPro-210 model from Oerlikon Metco, which is to be understood purely as an example.
  • An arc is generated between the electrodes 7, 8 by high-frequency ignition.
  • a process gas 10 flows between the electrodes 7, 8, which is indicated in simplified form by arrows in FIG is, and there is a gas discharge 9.
  • the plasma jet 4 is formed, which emerges from the nozzle 3 of the plasma torch 2 in a bundled manner and at high speed.
  • the powdered spray material 5 is injected from the side into the plasma jet 4 via the spray material feeds 11 oriented orthogonally to the plasma jet 4. It should be noted that the orthogonal spray material feed is to be understood as an example.
  • the powder feed is also indicated in FIG. 2 by arrows.
  • the spray material 5 in powder form is melted due to the high plasma temperatures, is entrained with the plasma jet 4 and spun onto the substrate 1 to be coated. As a result, a coating 12 is obtained (step S3).
  • suitable means 13 are provided for the process gas supply, which are indicated by arrows in the purely schematic FIG. In the example described here, these include at least one compressed gas bottle and a mass flow controller.
  • the torch nozzle 3 forms that final area, in other words the end area of the plasma torch 2, from which the plasma jet 4 emerges during operation and which accordingly faces the substrate 12 to be coated or faces during operation.
  • the nozzle 3 can be formed by the anode 8 of the plasma torch 2 or, in the case of several anodes 8, by the anodes 8 of the plasma torch 2 or a section thereof, in particular on the outlet side.
  • the nozzle 3 can also be a separate element from the anode(s) 8, which is arranged (immediately) following the anodes. This is the case in the example shown in FIG.
  • the nozzle 3 is given here by an annular element which defines a flow channel 14 .
  • the flow channel 14 defined by the nozzle 3 forms the outlet-side end section 14 of the burner flow channel 15 defined overall by the plasma torch 2.
  • the burner nozzle 3 is characterized by a nozzle diameter D in the range from 4 mm to 8 mm, in particular 5 mm to 8 mm, preferably 5 mm to 7 mm.
  • the nozzle diameter D of the burner nozzle 3 is 6.5 mm in all four examples.
  • the nozzle diameter D is the diameter of the flow channel 14 defined by the nozzle 3.
  • the nozzle 3 in the present case defines a cylindrical flow channel 14 and thus has an inner diameter D that is constant over its entire extent in the gas/plasma flow direction .
  • the nozzle diameter D is 6.5 mm everywhere. This is not necessarily the case. Rather, as an alternative to this, nozzles with a variable nozzle diameter can also be used. Then it applies that the minimum nozzle diameter is in the specified ranges.
  • a process gas flow of at least 40 slpm is also set according to the invention.
  • a protective coating 12 with a low crack density and increased crystallinity is produced.
  • a rare earth silicate, in this case Yb2Si2O7, in powder form is used as spray material 5 .
  • a spray material 5 can also be used that contains at least one rare earth hexaaluminate, in particular which includes or is provided by LaMgAI11019.
  • a preferred manufacturing method used here for the powder 5 is agglomerated and sintered.
  • the powder 5 has an average particle diameter of less than 50 microns, less than 30 microns has proven to be particularly suitable. In the present case, this is 20 micrometers.
  • a spray distance Ds (cf. FIG. 2) in the range from 70 mm to 180 mm is selected, in this case 100 mm.
  • a total flow of at least 40 slpm, in particular at least 50 slpm, is set as the process gas flow. In the present case, this is chosen to be 50 slpm.
  • Argon is used as the process gas 10 in this example.
  • the current is in the range from 300 A to 400 A, in this case it is 375 A.
  • the burner speed is selected at a maximum of 2000 mm/s, here it is 500 mm/s.
  • the delivery rate of the spray material 5 is chosen to be at least 10 g/min, specifically 30 g/min here.
  • the substrate 1 is brought to a temperature of at least 200°C, in the present case to approximately 300°C.
  • the substrate 1 is heated to at least 250° C., to approximately 270° C. in the exemplary embodiment described here.
  • the figure 3 shows a micrograph of the resulting coating 12 made of Yb2Si2O7 on the by a fiber composite material with the Silicon bond coat given substrate 1.
  • the coating has a homogeneous microstructure with high density and very fine pores. Only short, unconnected cracks appear.
  • An X-ray diffractogram measurement (XRD measurement, cf. FIG. 4) shows an increased degree of crystallinity of 10% after a Rietveld refinement. The degree of crystallinity is abbreviated crys in the figures.
  • the 2Theta angle is plotted on the X-axis and the intensity, specifically the root of the counts, is plotted on the Y-axis.
  • FIG. 5 shows the microstructure of a coating with a coarse crack produced by means of APS and a nozzle diameter of 9 mm, also in a micrograph.
  • FIG. 6 shows an associated X-ray diffractogram with a predominantly amorphous component that can be seen.
  • the current was 450 A
  • the process gas flow was 50 slpm argon
  • the spray distance Ds was 80 mm
  • the torch speed was 500 mm/s.
  • a protective coating 12 with high crystallinity and a particularly low proportion of foreign phases is produced.
  • a rare earth silicate, in this case Yb2Si2O7, in powder form is used as spray material 5 .
  • a spray material 5 can also be used which comprises or is provided by at least one rare earth hexaaluminate, in particular LaMgAl11O19.
  • the manufacturing method used here for the powder 5 is agglomerated and sintered.
  • the powder 5 has an average particle diameter of less than 50 microns, less than 40 microns has proven to be particularly suitable. In the present case, this is 30 micrometers.
  • a spraying distance Ds in the range of 70 mm to 180 mm is selected, in this case 120 mm.
  • a total flow of at least 80 slpm, in particular at least 100 slpm, is set as the process gas flow. In the present case, this is chosen to be 110 slpm.
  • Argon is used as the process gas 10 .
  • the current is in the range of 400 A to 500 A, in this case it is 450 A.
  • the burner speed is selected at a maximum of 2000 mm/s, here it is 500 mm/s.
  • the delivery rate of the spray material 5 is chosen to be at least 10 g/min, specifically 30 g/min here.
  • the substrate 1 is brought to a temperature of at least 200°C, in the present case to approximately 300°C.
  • the substrate 1 is heated to at least 300° C., to approximately 400° C. in the exemplary embodiment described here.
  • this layer 12 can be produced with a particularly small proportion of the secondary phase Yb2Si2O7.
  • FIG. 7 shows the resulting coating made from Yb2Si2O7 on the substrate 1 provided by a fiber composite material with the silicon bond coat. The coating has a homogeneous microstructure with high density and very fine pores. Only short, unconnected cracks appear.
  • An XRD measurement (cf. FIG. 8) shows an increased degree of crystallinity of 92% after a Rietveld refinement. 98% Yb2Si2O7 and 2% Yb2SiO5 were determined as crystalline phases.
  • a low porosity protective coating 12 is made of a mixture of fine Yb silicate powders.
  • a mixture of rare earth silicates preferably of RE disilicates and monosilicates in powder form, is used as the spray material 5 .
  • a mixture of Yb2Si2O7 and Yb2SiO5 is used here.
  • a mixture of 75% Yb2Si2O7 and 25% Yb2SiO5 is used here, whereby this is to be understood as an example.
  • a spray material 5 can also be used which comprises or is provided by at least one rare earth hexaaluminate, in particular LaMgAl11O19.
  • the powder 5 has an average particle diameter of less than 50 microns, less than 30 microns has proven to be particularly suitable. In the present case, this is 20 micrometers.
  • a preferred manufacturing method used here for the powder 5 is agglomerated and sintered. Furthermore, a spraying distance Ds in the range of 70 mm to 180 mm is selected, in this case 120 mm.
  • a total flow of at least 80 slpm, in particular at least 100 slpm, is set as the process gas flow. In the present case, this is chosen to be 110 slpm.
  • Argon is used as the process gas 10 .
  • the current is in the range of 400 A to 500 A, in this case it is 450 A.
  • the burner speed is selected at a maximum of 2000 mm/s, here it is 500 mm/s.
  • the delivery rate of the spray material 5 is chosen to be at least 10 g/min, specifically 30 g/min here.
  • the substrate 1 is brought to a temperature of at least 200°C, in the present case to approximately 300°C.
  • the substrate 1 is heated to at least 300° C., to approximately 500° C. in the exemplary embodiment described here.
  • a special feature of this example is that a coating 12 with a particularly low porosity can be produced.
  • FIG. 9 shows the resulting coating 12 made from 75% Yb2Si2O7 and 25% Yb2SiO5 on the substrate 1 provided by a fiber composite material with the silicon bond coat.
  • the coating 12 has a homogeneous microstructure with high density and low porosity. Only short, unconnected cracks and isolated coarse pores appear.
  • An XRD measurement (cf. FIG. 10) gives a degree of crystallinity of 96% after Rietveld refinement. 75% Yb2Si2O7 and 25% Yb2SiO5 were determined as crystalline phases.
  • a comparatively thick protective coating 12 of at least 100 micrometers is produced by means of a single coating pass.
  • a rare earth silicate, in this case Yb2Si2O7, in powder form is used as spray material 5 .
  • a spray material 5 can also be used which comprises or is provided by at least one rare earth hexaaluminate, in particular LaMgAl11O19.
  • the powder 5 has an average particle diameter of less than 50 microns, less than 40 microns has proven to be particularly suitable. In the present case, this is 30 microns.
  • a preferred manufacturing method used here for the powder 5 is agglomerated and sintered.
  • a spraying distance Ds in the range of 80 mm to 140 mm is selected, in this case 120 mm.
  • a total flow of at least 100 slpm, in particular at least 150 slpm, is set as the process gas flow. In the present case, this is chosen to be 174 slpm.
  • a mixture of argon and helium is used as the process gas 10 . 170 slpm argon and 4 slpm helium are used.
  • the current is in the range of 400 A to 500 A, in this case it is 450 A.
  • the burner speed is selected at a maximum of 500 mm/s, here it is 250 mm/s.
  • the delivery rate of the spray material 5 is chosen to be at least 50 g/min, specifically 90 g/min here.
  • the substrate 1 is brought to a temperature of at least 200°C, in the present case to approximately 300°C.
  • the substrate 1 is heated to at least 300° C., to approximately 420° C. in the exemplary embodiment described here.
  • a special feature of this example is that a comparatively thick layer 12 of, for example, 150 microns can be produced with a transition.
  • FIG. 11 shows a micrograph of the resulting coating 12 made from Yb2Si2O7 on the substrate 1 provided by a fiber composite material with the silicon bond coat.
  • the coating 12 has a homogeneous microstructure with high density and very fine pores. No cracks appear.
  • An XRD measurement (cf. FIG. 12) gives a degree of crystallinity of 96% after a Rietveld refinement. 95% Yb2Si2O7 and 5% Yb2SiO5 were determined as crystalline phases.
  • a dense, crystalline Y3AI5O12 top layer for a TBC system for protecting a substrate 1 made of a nickel-based material, in particular a nickel-based su- pearl alloy, manufactured with a MCrAIY bond coat (M Ni, Co).
  • a different substrate 1 of a corresponding configuration is provided in step S1.
  • the spray material 5 used is not a rare earth silicate but a rare earth aluminate in powder form, specifically Y3AL5O12 in the example described here.
  • a spray material 5 can also be used which comprises or is provided by at least one rare earth hexaaluminate, in particular LaMgAl11O19.
  • the powder 5 has an average particle diameter of no more than 80 microns, and no more than 30 microns has proven to be particularly suitable. In the present case, this is 30 microns.
  • a preferred manufacturing method used here for the powder 5 is agglomerated and sintered.
  • a spraying distance Ds in the range of 70 mm to 150 mm is selected, in this case 80 mm.
  • a total flow of at least 40 slpm, in particular at least 50 slpm, is set as the process gas flow. In the present case, this is chosen to be 56 slpm.
  • a mixture of argon and helium is used as the process gas 10 . 50 slpm argon and 6 slpm helium are used.
  • the current is in the range from 350 A to 550 A, in this case it is 470 A.
  • the burner speed is selected at a maximum of 2000 mm/s, here it is 250 mm/s.
  • the delivery rate of the spray material 5 is chosen to be at least 5 g/min, specifically 10 g/min here.
  • the substrate 1 is brought to a temperature of at least 200°C, in the present case to approximately 300°C.
  • the substrate 1 is heated to at least 300° C., to approximately 600° C. in the exemplary embodiment described here.
  • the coating 12 has a homogeneous microstructure with a high density and very fine pores. Only short, unconnected cracks appear.
  • An XRD measurement (cf. FIG. 14) shows a degree of crystallinity of more than 60% after a Rietveld refinement.
  • coatings 12 obtained according to all five exemplary embodiments of the method according to the invention are examples of coatings 12 according to the invention.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Beschichtung (12), bei dem - ein Substrat (1) bereitgestellt wird, - das Substrat (1) durch insbesondere atmosphärisches Plasmaspritzen mit einer Beschichtung (12) versehen wird, wobei ein Plasmabrenner (2) mit einer Brennerdüse (3) zum Einsatz kommt, mit dem aus einem zugeführten Prozessgas (10) ein Plasmastrahl (4) erzeugt wird, und wobei mit dem Plasmastrahl (4) ein zugeführter Spritzwerkstoff (5) zum Erhalt der Beschichtung (12) auf das Substrat (1) aufgebracht wird, wobei sich die Brennerdüse (3) durch einen Düsendurchmesser (D) oder einen minimalen Düsendurchmesser (D) im Bereich von 4 mm bis 8 mm, insbesondere 5 mm bis 8 mm, bevorzugt 5 mm bis 7 mm auszeichnet, und dass der Prozessgasstrom mindestens 40 slpm beträgt. Die Erfindung betrifft darüber hinaus ein Bauteil umfassend ein Substrat (1) und eine Beschichtung (12).

Description

BESCHREIBUNG
Verfahren zur Herstellung einer Beschichtung sowie Beschichtung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Beschichtung, bei dem ein Substrat bereitgestellt wird, das Substrat durch insbesondere atmosphärisches Plasmaspritzen mit einer Beschichtung versehen wird, wobei ein Plasmabrenner mit einer Brennerdüse zum Einsatz kommt, mit dem aus einem zugeführten Prozessgas ein Plasmastrahl erzeugt wird, und wobei mit dem Plasmastrahl ein zugeführter Spritzwerkstoff zum Erhalt der Beschichtung auf das Substrat aufgebracht wird.
Aus dem Stand der Technik ist es prinzipiell vorbekannt, Materialien mit sogenannten Wärme- und/oder Umweltdämmschichten zu versehen. Für diese werden auch die englischen Bezeichnungen Thermal Barrier Coatings (TBC), Environmental Barrier Coatings (EBC) bzw. Thermal/Environmental Barrier Coatings (T/EBC) verwendet. Die Beschichtungen bestehen meist aus keramischen Materialien. Sie haben insbesondere die Aufgabe, das jeweilige Substratmaterial gegen Temperaturen, Korrosion und/oder Oxidation zu schützen.
Mit solchen Schichten werden beispielsweise Substrate aus siliziumhaltigen Materialien versehen. So offenbart die EP 1 142 850 A1 eine T/EBC für solche. Es ist beschrieben, dass die Beschichtungen mit verschieden vorbekannten Verfahren deponiert, mit anderen Worten abgelagert werden können, wobei das atmosphärische Plasmaspritzen und das Vaku- um-Plasmaspritzen (englisch: Atmospheric Plasma Spraying, APS, sowie Vacuum Plasma Spraying, VPS), die chemische Gasphasenabscheidung (englisch: Chemical Vapour Deposition, CVD), das Hochgeschwindigkeitsflammspritzen (englisch: High Velocity Oxy Fuel, HVOF) und die physikalische Gasphasenabscheidung (englisch: Physical Vapour Deposition, PVD) genannt sind.
Aus der WO 2006/029587 A geht eine Verfahren zur Herstellung dünner, dichter Keramikschichten mittels APS hervor.
Um die erforderliche Schutzleistung langfristig gewährleisten zu können, sollten die Schichten möglichst spannungsarm, rissfrei und je nach Anwendungsfall möglichst dicht erstellt werden. Aufgrund ihrer hohen Schmelzpunkte sind dabei hohe Prozesstemperaturen erforderlich, um keramische Werkstoffe im geschmolzenen Zustand auf die jeweiligen Werkstücke aufzubringen. Das atmosphärische Plasmaspritzen (APS), das Vakuum-Plasmaspritzen (VPS) und das Hochgeschwindigkeitsflammspritzen (HVOF) sind dabei die am verbreitetsten zum Einsatz kommenden thermischen Beschichtungsprozesse.
Beim Plasmaspritzen wird mit Hilfe eines Plasmastrahls ein Spritzwerkstoff in Form von Partikeln oder Suspensionen auf die zu beschichtende Oberfläche eines Substrats aufgebracht. Bei einem Plasma handelt es sich um ein heißes Gas, in welchem die neutralen Teilchen dissoziiert und ionisiert sind. Für die Plasmaerzeugung kommt ein sogenannter Plasmabrenner zum Einsatz, der eine Kathode und wenigstens eine Anode umfasst, die unter Bildung eines schmalen Spaltes voneinander beabstandet sind. Zwischen den Elektroden wird durch eine Hochfrequenzzündung ein Lichtbogen erzeugt. Zwischen den Elektroden strömt ein Prozessgas hindurch, bei dem es sich beispielsweise um Argon, Helium, Wasserstoff oder Stickstoff oder auch Gemi- sehe von zwei oder mehr dieser Gase handeln kann. Bei entsprechend gewählter Prozessgaszufuhr bildet sich ein insbesondere mehrere Zentimeter langer Plasmastrahl, der gebündelt und mit hoher Geschwindigkeit aus der Düse des Plasmabrenners austritt. In den Plasmastrahl wird der Spritzwerkstoff in Pulverform bzw. als Suspension injiziert. Er wird aufgrund der hohen Plasmatemperaturen aufgeschmolzen, mit dem Plasmastrahl mitgerissen und auf das zu beschichtende Substrat aufgeschleudert.
Der Einstellung der Prozessparameter des Spritzvorganges kommt entscheidende Bedeutung hinsichtlich der Qualität und dem Wirkungsgrad der erzeugten Beschichtung zu.
Bezüglich des Plasmaspritzen einschließlich des APS-Verfahrens gilt, dass dieses zwar dichte, meist aber auch von Rissen durchzogene Schichten erzeugt, die zu einem frühzeitigen Versagen oder einer verminderten Schutzwirkung führen können. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass die mit dem APS-Verfahren erstellten Schichten vielfach amorph vorliegen und während des Einsatzes rekristallisieren. Hierdurch kommt es aufgrund von Volumenänderungen zu Spannungen in den Schichten, die ebenfalls ein verfrühtes Versagen der Schichten herbeiführen können, oder es erfolgt eine grobe Rissbildung, die die Schutzwirkung insbesondere für einen Einsatz als EBC massiv reduziert. Weiterhin gilt, dass hohe Prozesstemperaturen zu einem partiellen Verdampfen des Schichtmaterials und damit häufig zur Bildung von schwer kontrollierbaren Fremdphasen in den applizierten Schichten führen.
Alternative thermische Beschichtungsprozesse, wie das Hochgeschwindigkeitsflammspritzen (HVOF) haben den Nachteil, dass sie erhöhte Beschichtungskosten aufgrund hoher Investitions-, Unterhalts- und Nutzungskosten verursachen. Ausgehend von dem Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung von insbesondere keramischen Schichten mit gegenüber dem Stand der Technik optimierten Eigenschaften anzugeben, welches sich mit vergleichsweise geringem Aufwand und insbesondere vergleichsweise kosteneffizient durchführen lässt.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangsgenannten Art dadurch gelöst, dass sich die Brennerdüse durch einen Düsendurchmesser oder einen minimalen Düsendurchmesser im Bereich von 4 mm bis 8 mm, insbesondere 5 mm bis 8 mm, bevorzugt 5 mm bis 7 mm auszeichnet, und dass der Prozessgasstrom mindestens 40 slpm beträgt. Slpm steht hier in an sich bekannter Weise für Standardliter pro Minute.
Es hat sich gezeigt, dass durch eine Verringerung des Düsendurchmessers des Plasmabrenners (kann auch als Plasmagenerator bezeichnet werden) - im Vergleich mit den Düsendurchmessern konventioneller Plasma- spritz-Beschichtungsanlagen - sowie einer Erhöhung des Prozessgasdurchflusses weitgehend dichte, kristalline und rissarme Schichten mittels Plasmaspritzens hergestellt werden können. Diese Eigenschaften der Schichten werden insbesondere dadurch ermöglicht, dass die verwendeten Partikel aufgrund der hohen Gasgeschwindigkeiten und relativ geringen Verweilzeit in der Plasmafackel nur teilweise geschmolzen werden und beim Auftreffen auf dem Substrat noch kristalline Anteile aufweisen. Aufgrund der im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens erzielten hohen Geschwindigkeiten kann man auch vom Hochgeschwindigkeits-Plasmaspritzen bzw. HV-APS sprechen. Der hohe Grad der Kristallinität der Schichten führt zu einer geringen Rekristallisation in der heißen Einsatzumgebung und damit zur reduzierten Spannungen und geringeren Rissbildungen. Des Weiteren führt die hohe kinetische Energie der Partikel dazu, dass die auftreffenden Partikel eine verdichtete Schicht erzeugen. Die Brennerdüse bildet insbesondere denjenigen abschließende Bereich, mit anderen Worten Endbereich des Plasmabrenners, aus dem im Betrieb der Plasmastrahl austritt und der entsprechend dem zu beschichteten Substrat zuzuwenden bzw. zugewandt ist. Sie kann durch die Anode des Plasmabrenners bzw. im Falle mehrerer Anoden durch die Anoden des Plasmabrenners bzw. einen insbesondere austrittseitigen Abschnitt dieser gebildet werden. Die Düse kann auch ein zu der bzw. den Anoden separate Komponente bzw. ein dazu separates Element sein, die bzw. das dann zweckmäßiger Weise der bzw. den Anoden (unmittelbar) nachfolgen angeordnet ist. Die Düse ist bevorzugt zumindest im Wesentlichen ringförmig und definiert einen Strömungskanal bzw. Strömungskanalabschnitt. Die Düse definiert in der Regel einen austrittseitigen Endabschnitt eines von dem Plasmabrenner insgesamt definierten Strömungskanals.
Unter dem Düsendurchmesser ist der Innendurchmesser der Düse zu verstehen. Insbesondere der Durchmesser des von der Düse definierten Strömungskanals bzw. Strömungskanalabschnitts.
Es ist möglich, dass sich die Brennerdüse durch einen über ihre Ausdehnung in Richtung des Gas- bzw. Plasmastromes (Strömungsrichtung) gleichbleibenden Düsendurchmesser auszeichnet. Es kann sich beispielsweise um eine zylindrische Düse bzw. eine Düse mit zylindrischem Strömungska- nal(abschnitt) handeln. Dann ist der Düsendurchmesser über die Düsenausdehnung überall gleich groß und der gleichbleibende, überall gleichgroße Düsendurchmesser liegt erfindungsgemäß in den vorgenannten Bereichen.
Alternativ dazu kann sich der Düsendurchmesser auch ändern. Bei einem veränderlichen Düsendurchmesser ist auf den minimalen Düsendurchmesser abzustellen, der dann erfindungsgemäß in dem genannten Bereich liegt. Der Düsendurchmesser kann beispielsweise in Richtung des austrittsseitigen Endes der Düse zunehmen. Dann würde am Düseneintritt der minimale und am Düsenaustritt der maximale Düsendurchmesser vorliegen. Selbstverständlich kann der Durchmesser über die Düsenausdehnung beispielsweise auch erst abnehmen und dann wieder zunehmen, so dass der minimale Düsendurchmesser an einer zwischen den Düseneintritt und dem Düsenaustritt liegenden Position gegeben wäre. Eine konische Verjüngung in Richtung des Düsenaustritts wäre auch denkbar. Dann hätte die Düse ihren maximalen Durchmesser am Eintritt und ihren minimalen Durchmesser am Austritt.
Bevorzugt werden unter Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kristalline bzw. teilkristalline bzw. weitgehend kristalline Beschichtungen erzeugt. Unter weitgehend kristallin ist insbesondere zu verstehen, dass Beschichtungen hergestellt werden, die mindestens 50%, bevorzugt mindestens 60%, besonders bevorzugt mindestens 80% kristallin sind. Die Prozentwerte beziehen sich dabei insbesondere auf den Massenanteil.
Durch die Nutzung des erfindungsgemäßen Verfahrens können beispielsweise besonders dichte und/oder teilkristalline Silizium-, Silikat-, Aluminat-, Hafnatschichten oder Perowskitschicht oder Mischungen daraus als die Beschichtung oder als Teil der Beschichtung hergestellt werden. Auf die erfindungsgemäße Weise erhaltenen Schichten weisen verbesserte Mikrostrukturen auf, die eine verbesserte Schutzwirkung sowie eine höhere Lebensdauer der Schichten im Vergleich zu mit konventionellem PS, insbesondere APS, gespritzten Schichten gewährleisten. Dabei ist die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sehr wirtschaftlich, insbesondere deutlich rentabler als Verfahren, die den HVOF-Prozess nutzen. Unter besonders dicht sind insbesondere Schichten zu verstehen, die sich durch eine Porosität von maximal 15%, bevorzugt maximale 10%, besonders bevorzugt maximal 5% auszeichnen. Es hat sich als besonders geeignet erwiesen, wenn im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens das atmosphärisches Plasmaspritzen (APS) genutzt wird. Dies auch, da mit dem atmosphärischen Plasmaspritzen im Vergleich besonders niedrige Kosten einhergehen. Es ist aber auch nicht ausgeschlossen, dass das Plasmaspritzen unter vermindertem Druck, also unter Vakuum erfolgt, also das VPS zum Einsatz kommen.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat sich ferner insbesondere für den Erhalt von Beschichtungen als vorteilhaft erwiesen, die bei Herstellung mittels Plasmaspritzen unter konventionellen Prozessparametern dazu neigen, amorph abgeschieden zu werden, und die für einen gegebenen Anwendungsfall besonders dicht sein sollten bzw. müssen, insbesondere eine Porosität von maximal 15%, bevorzugt maximal 10%, besonders bevorzugt maximal 5% aufweisen sollten bzw. müssen. Mit der erfindungsgemäßen Vorgehensweise wird dies möglich.
Bei dem Prozessgasstrom handelt es sich zweckmäßiger Weise um denjenigen durch die Brennerdüse.
Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass der Prozessgasstrom mindestens 50 slpm, insbesondere mindestens 60 slpm, bevorzugt mindestens 70 slpm, besonders bevorzugt mindestens 100 slpm, ganz besonders bevorzugt mindestes 150 slpm beträgt. Mit anderen Worten wird ein Prozessgasstrom einer Höhe im genannten Bereich eingestellt. Eine obere Grenze des Prozessgasstroms kann beispielsweise bei 400 slpm oder auch 500 slpm liegen. Als besonders wirtschaftlich hat sich erwiesen, wenn der Prozessgasstrom maximal 200 slpm beträgt. Werte aus diesem Bereich haben sich im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens als besonders geeignet erwiesen. Es wird eine besonders hohe Gasgeschwindigkeit und besonders geringe Verweilzeit in der Plasmafackel erzielt. Im Ergebnis können besonders dichte Beschichtungen erhalten werden, die sich durch einen hohen Grad an Kristallinität auszeichnen.
Der Düsendurchmesser und der Prozessgasstrom werden bevorzugt derart gewählt, dass in der Brennerdüse eine Gasgeschwindigkeit von mindestens 1250 m/s, insbesondere im Bereich von 1250 m/s bis 2500 m/s erhalten wird. Dabei gilt insbesondere, dass eine solche Geschwindigkeit zumindest im Bereich des minimalen Düsendurchmessers erreicht wird. Insbesondere für den Fall, dass der Düsendurchmesser gleichbleibend ist, kann dies natürlich auch über die gesamte Düsenausdehnung zutreffen.
Zum Erhalt von Prozessgasströmen in den genannten Bereichen können konventionelle, aus dem Stand der Technik prinzipiell vorbekannte Mittel zum Einsatz kommen. Beispielsweise kann wenigstens ein Druckgasbehälter in Kombination mit einem Massendurchflussregler Verwendung finden.
Als Prozessgas haben sich insbesondere Argon, Helium, Wasserstoff oder Stickstoff bewährt. Es kann natürlich auch eine Mischung aus zwei oder mehr dieser Gase als Prozessgas verwendet werden. Unter dem Prozessgasstrom ist dabei der Gesamtfluss von Prozessgas zu verstehen, auch, wenn mehrere Prozessgase in Mischung verwendet werden.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können selbstverständlich sowohl ein- als auch mehrschichtige Beschichtungen hergestellt werden. Mehrere Schichten können, wie von den konventionellen Herstellungsverfahren hinlänglich vorbekannt, übereinander abgeschieden werden. Auch kann vorgesehen sein, dass die Beschichtung in einem Übergang erzeugt wird, mit anderen Worten mit nur einem Überfahren des zu beschichtenden Bereiches. In diesem Falle ist bevorzugt vorgesehen, dass eine Förderrate des Spritzwerkstoffs von mindestens 50 g/min eingestellt wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht auch die Herstellung besonders dicker Schichten, insbesondere solcher von mindestens 100 Mikrometern, in nur einem Beschichtungsdurchgang. Es können also mit nur einem Überfahren des zu beschichtenden Bereiches vergleichsweise dicke Schichten erhalten werden und somit eine Kombination von besonders guter Schutzwirkung bei besonders geringem Aufwand.
Als Spritzwerkstoff kann insbesondere ein solcher verwendet werden, der wenigstens ein Seltenerdsilikat, beispielsweise Yb2Si2O7, umfasst oder dadurch gegeben ist. Diese Materialien haben sich insbesondere für EBCs bewährt. Sie zeichnen sich beispielsweise durch einen angepassten thermischen Ausdehnungskoeffizienten und hohe chemische Kompatibilität mit SiC-basierten Substraten aus. Sie sind hochtemperaturstabil und bieten eine erhöhte Korrosionsresistenz gegen Wasser.
Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass ein Spritzwerkstoff verwendet wird, der wenigstens ein Seltenerdaluminat, bevorzugt Y3AI5O12 und/oder YAIO3 und/oder LaMgAI11O19, umfasst oder dadurch gegeben ist. Auch diese Materialien haben sich insbesondere für EBCs bewährt. Sie zeichnen sich beispielsweise durch einen angepassten thermischen Ausdehnungskoeffizienten und hohe chemische Kompatibilität mit AI2O3-basierten Substraten sowie Substraten basierend auf Ni-Basis-Werkstoffen inklusiver solcher mit bereist aufgebrachter Haftvermittlerschichten beispielsweise aus MCrAlY (M=Ni, Co) und/oder Pt-Al und ggf. weiterer Zwischenlager) aus. Sie sind hochtemperaturstabil und bieten eine erhöhte Korrosionsresistenz gegen Wasser.
Als besonders geeignete Spritzwerkstoffe bzw. Bestandteile von Spritzwerkstoffen haben sich beispielsweise erwiesen: Si mit Dotierungen und/oder Beimischung von Hf, Seltenerdsilikate SE-SIO5, SE-SI2O7 mit SE=Yb, Y, La, Gd, Lu, Sc, und/oder Mischungen/Ko-Dotierungen daraus, Alumini- um-Silikate/Mullite SIO2-AI2O3 (Mischreihe), optional mit SE-Dotierungen, SE-Aluminate mit Perowskit-, Granat, oder monokliner Struktur: SE-AI-O3,SE3-AI5-O12, SE4-AI2-O9, mit SE s.o., Aluminate mit He- xa-Aluminat-Struktur wie z.B. LaMgAI11O19, LaLiAH 1018.5, (komplexe) Perowskite wie z.B. SrZrO3, BaZrO3, La(AI0.25Mg0.5.Ta0.25)03, Ba(MgO.33TaO.66)03 bzw. mit Bruchzahlen.
Als ganz besonders vorteilhaft hat sich erwiesen, wenn ein Spritzwerkstoff verwendet wird, der wenigstens ein Seltenerd-Hexaaluminat, insbesondere LaMgAI11O19, umfasst oder dadurch gegeben ist.
Der Spritzwerkstoff kann nur ein Material oder auch eine Materialmischung umfassen. Rein beispielhaft sei genannt, dass er eine Mischung aus zwei oder mehr verschiedenen Seltenerdsilikaten und/oder zwei oder mehr verschiedenen Seltenerd-Hexaaluminaten umfasst oder durch eine solche Mischung gegeben ist. Z.B. ist auch eine Mischung aus einem oder mehreren Seltenerdsilikaten und einem oder mehreren Seltenerd-Hexaaluminaten denkbar. Spritzwerkstoffe mit oder aus Seltenerdsilikaten haben sich beispielsweise als besonders geeignet erwiesen, wenn Beschichtungen auf Substraten aus Faserverbundwerkstoffen herzustellen sind, wie sie beispielsweise vielfach im Raumfahrtbereich vorliegen. Spritzwerkstoffe mit oder aus Seltenerdaluminaten haben sich beispielsweise als besonders geeignet erwiesen, wenn Beschichtungen auf Substraten mit oder aus Nickel, bei- spielsweise mit oder aus Nickel-basierten Superlegierungen, und/oder mit oder aus (voll-oxidischen) keramischen Faserverbundwerkstoffen auf Alumi- niumoxid/Aluminiumsilikat/Zirkondioxid-Basis herzustellen sind, wie sie beispielsweise im Bereich der Turbinentechnik vielfach vorliegen. Für diese Werkstoffe weisen sie insbesondere einen geeignet angepassten Wärmeausdehnungskoeffizienten auf.
Auch wenn sich das erfindungsgemäße Verfahren als besonders geeignet zum Erhalt keramischer Beschichtungen erwiesen hat, ist nicht ausgeschlossen ist, dass mit diesem nicht-keramische Beschichtungen mit optimalen Eigenschaften erhalten werden.
Weiterhin bewährt hat sich, wenn ein Spritzwerkstoff mit einem mittleren Partikeldurchmesser von maximal 80 Mikrometer, insbesondere maximal 50 Mikrometer, bevorzugt maximal 40 Mikrometer, besonders bevorzugt maximal 30 oder maximal 25 Mikrometer verwendet wird. Es kann beispielsweise auch vorgesehen sein, dass sich der Spritzwerkstoff durch einen mittleren Partikeldurchmesser von minimal 15 Mikrometern oder minimal 10 Mikrometern oder minimal 5 Mikrometern auszeichnet. Ein mittlerer Partikeldurchmesser kann z.B. in an sich bekannter Weise durch Laserdiffraktometrie, insbesondere mit Horiba LA-950 V2, ermittelt werden.
Als ganz besonders geeignet hat sich erwiesen, wenn ein Spritzwerkstoff mit einem mittleren Partikeldurchmesser von weniger als 30 Mikrometern verwendet wird. Es kann insbesondere ein Spritzwerkstoff mit einem mittleren Partikeldurchmesser im Bereich von 15 Mikrometer bis 29 Mikrometern, bevorzugt 10 Mikrometern bis 29 Mikrometern, besonders bevorzugt 15 Mikrometern bis 29 Mikrometern verwendet werden. Eine bevorzugte Herstellungsmethode für einen insbesondere pulverförmigen Spritzwerkstoff ist agglomeriert und gesintert. Das erfindungsgemäße Verfahren kann entsprechend umfassen, dass zunächst der insbesondere pulverförmige Spritzwerkstoff hergestellt wird, bevorzugt, indem ein Agglomerieren und Sintern erfolgt. Auch geschmolzene bzw. gesinterte und gebrochene Pulver(englisch: fused and crushed) können verwendet werden. Das erfindungsgemäße Verfahren kann entsprechend umfassen, dass zunächst der insbesondere pulverförmige Spritzwerkstoff durch schmelzen und/oder sintern und brechen hergestellt wird.
Erfindungsgemäße erhaltene Schichten können eine vollständige Schutzbeschichtung, etwa EBC, bilden, oder beispielsweise auch nur einen Teil einer solchen.
Das bereitgestellte Substrat kann unbeschichtet sein oder auch bereits eine (Teil-)Beschichtung aufweisen. So hat sich beispielsweise als geeignet erwiesen, wenn unter Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Deckschicht, beispielsweise eine Yb2Si2O7-Deckschicht für eine EBC-System, hergestellt wird. Dann bildet die erfindungsgemäß hergestellte Beschichtung einen Teil eines EBC-Schichtsystems.
Was die Spritzdistanz zwischen der Brennerdüse und dem Substrat angeht, hat sich als besonders geeignet erwiesen, wenn diese im Bereich von 60 mm bis 200 mm, insbesondere 70 mm bis 180 mm, bevorzugt 80 mm bis 140 mm liegt. Besondere bevorzugt kann sie 100 mm oder 120 mm betragen. Ein weiteres Beispiel für eine geeignete Spritzdistanz ist 80 mm.
Der Strom kann beispielsweise im Bereich von 300 A bis 550 A, insbesondere im Bereich von 300 A bis 400 A oder 400 A bis 500 A liegen, bevorzugt 375 A oder 450 A oder 470 A betragen. Das Einheitenzeichen A steht dabei in hinlänglich vorbekannter Weise für Ampere. Bei dem Strom handelt es sich zweckmäßiger Weise um den Arbeitsstrom, der genutzt wird, um zwischen Kathode und Anode(n) des Plasmabrenners das Prozessgas zumindest teilweise zu ionisieren und somit ein Plasma zu erzeugen.
Die Brennergeschwindigkeit beträgt in weiterer bevorzugter Ausgestaltung maximal 2000 mm/s. Sie liegt insbesondere im Bereich von 100 mm/s bis 1500 mm/s, bevorzugt von 400 mm/s bis 600 mm/s. Besonders bevorzugt beträgt sie 250 mm/s oder 500 mm/s. Bei der Brennergeschwindigkeit handelt es sich insbesondere um die relative Geschwindigkeit zwischen Plasmabrenner und zu beschichtendem Substrat während des Beschichtungsvorganges. Dies zweckmäßiger Weise in lateraler Richtung parallel zur Oberfläche des zu beschichtenden Substrats. Die Bewegung wird in der Regel durch Verfahren des Plasmabrenners relativ zu dem Substrat realisiert, beispielsweise mittels eines Roboters, an dem der Plasmabrenner montiert ist. Dann wird der Plasmabrenner während des Beschichtungsprozesses mit einer Geschwindigkeit in den vorgenannten Bereichen verfahren.
Für die Förderrate des insbesondere pulverförmigen Spritzwerkstoffs hat sich als besonders geeignet erwiesen, wenn sie mindestens 5 g/min, insbesondere mindestens 10 g/min beträgt, mit anderen Worten entsprechend gewählt bzw. eingestellt wird. Sie kann beispielsweise 10 g/min oder 30 g/min oder 90 g/min betragen, was sich als sehr geeignet erwiesen hat. Es kann ferner sein, dass die Förderrate des Spritzwerkstoffs maximal 150 g/min beträgt.
Für die Spritzwerkstoffförderung können konventionelle, aus dem Stand der Technik prinzipiell vorbekannte Mittel zum Einsatz kommen. Als geeignet hat sich beispielweise erwiesen, wenn der Spritzwerkstoff mittels eines Förder- gases im Bereich von 2 bar bis 5 bar und unter Verwendung eines Pulverförderers gefördert/zugeführt wird.
Vor und/oder während der Aufbringung der Beschichtung erfolgt zweckmäßiger Weise eine Erwärmung des Substrats. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das Substrat vor der Aufbringung der Beschichtung zumindest abschnittsweise auf eine Temperatur von mindestens 200°C vorgewärmt wird.
Alternativ oder zusätzlich kann das Substrat während der Aufbringung der Beschichtung zumindest abschnittsweise auf eine Temperatur von mindestens 250°C, bevorzugt mindestens 300°C erwärmt werden. Während des Beschichtens kann beispielsweise eine Erwärmung auf eine Temperatur im Bereich von 200°C bis 700°C, bevorzugt 300°C bis 500°C erfolgen. Mit anderen Worten gilt, dass das Substrat während der Aufbringung der Beschichtung zumindest abschnittsweise eine Temperatur im Bereich von 200° C bis 700°C, bevorzugt 300°C bis 500°C aufweist. Das Substrat kann beispielsweise auf 270°C, 400°C oder 500°C oder auch 600°C erwärmt werden. Mit anderen Worten gilt, dass das Substrat während der Aufbringung der Beschichtung zumindest abschnittsweise eine Temperatur im Bereich von 200°C bis 700°C, bevorzugt 300°C bis 500°C aufweist.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat sich ganz besonders für den Erhalt von Beschichtungen auf Substraten erwiesen, die Silizium, etwa Siliziumcar- bid und/oder Siliziumnitrid, umfassen oder daraus bestehen. Rein beispielhaft sein genannt, dass ein Substrat aus einem Faserverbundwerkstoff mit einem Silizium-Bondcoat beschichtet wird.
Natürlich können auch andere Substrate mit oder aus anderen Materialien bereitgestellt und auf die erfindungsgemäße Weise beschichtet werden. Substrate mit oder aus Nickel, insbesondere mit oder aus einer Ni- ckel-basierte Superlegierung, und/oder Substrate mit oder aus Alumini- umoxid-basierten Verbundwerkstoffen kommen beispielsweise ebenfalls in Frage. Solche Substrate können natürlich auch ein Bondcoat aufweisen, beispielsweise einen MCrAIY-Bondcoat (M=Ni, Co), auf dem dann auf erfindungsgemäße Weise eine Beschichtung hergestellt wird.
Eine weitere besonders vorteilhafte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass der Prozessgasstrom mindestens 100 slpm beträgt, bevorzugt im Bereich von 100 slpm bis 500 slpm, besonders bevorzugt im Bereich von 100 slpm bis 400 slpm liegt, und dass sich die Brennerdüse durch einen Düsendurchmesser oder einen minimalen Düsendurchmesser im Bereich von 5 mm bis 8 mm, bevorzugt 5 mm bis 7 mm, besonders bevorzugt 6 bis 7 mm auszeichnet, und dass ein Spritzwerkstoff mit einem mittleren Partikeldurchmesser von maximal 40 Mikrometer verwendet wird, insbesondere ein Spritzwerkstoff mit einem mittleren Partikeldurchmesser im Bereich von 5 Mikrometern bis 40 Mikrometern, bevorzugt im Bereich von 10 Mikrometern bis 40 Mikrometern, besonders bevorzugt im Bereich von 15 Mikrometern bis 40 Mikrometern, und dass das Substrat während der Aufbringung der Beschichtung zumindest abschnittsweise auf eine Temperatur von mindestens 300°C erwärmt wird, insbesondere auf eine Temperatur im Bereich von 300° C bis 700°C, bevorzugt im Bereich von 300°C bis 500°C. Bezüglich der Temperatur gilt mit anderen Worten, dass das Substrat während der Aufbringung der Beschichtung zumindest abschnittsweise eine Temperatur im Bereich von 200°C bis 700°C, bevorzugt 300°C bis 500°C aufweist.
Alternativ oder zusätzlich kann ferner vorgesehen sein, dass die Spritzdistanz zwischen der Brennerdüse und dem Substrat mindestens 100 mm beträgt, bevorzugt im Bereich von 100 mm bis 200 mm liegt, und dass der Strom mindestens 400 A beträgt, bevorzugt im Bereich von 400 A bis 550 A liegt. Als besonders vorteilhaft hat sich erwiesen, wenn diese Werte von Spritzdistanz und Strom in Kombination mit den im davorstehenden Absatz genannten Werten für Prozessgasstrom, Düsendurchmesser, Partikelgröße und Substrattemperatur(en) kombiniert sind.
Besonders bevorzugt wird in Kombination mit den vorstehenden Parametern ein Spritzwerkstoff mit einem mittleren Partikeldurchmesser von weniger als 30 Mikrometern verwendet, insbesondere ein Spritzwerkstoff mit einem mittleren Partikeldurchmesser im Bereich von 15 Mikrometer bis 29 Mikrometern, bevorzugt 10 Mikrometern bis 29 Mikrometern, besonders bevorzugt 15 Mikrometern bis 29 Mikrometern.
Als besonders geeignete Kombination von Prozessparametern für das erfindungsgemäße Verfahren hat sich beispielsweise erwiesen:
Brennerdüsendurchmesser: 4 mm bis 8 mm, insbesondere 5 mm bis 8 mmm, bevorzugt 5 mm bis 7 mm, besonders bevorzugt 5 mm oder 6,5 mm
Mittlerer Partikeldurchmesser maximal 50 Mikrometer, des Spritzwerkstoffes: bevorzugt maximal 30 Mikrometer oder unter 30 Mikrometer
Spritzdistanz: 70 mm bis 180 mm, bevorzugt 80 mm bis 120 mm, besonders bevorzugt 100 mm
Prozessgasstrom: mindestens 40 slpm, bevorzugt mindestens
50 slpm, besonders bevorzugt 50 slpm Strom: 300 A bis 400 A, bevorzugt 350 A bis 390 A besonders bevorzugt 375 A
Brennergeschwindigkeit: maximal 2000 mm/s, bevorzugt 100 mm/s bis 1500 mm/s, besonders bevorzugt 500 mm/s
Spritzwerkstoffförderrate: mindesten 10 g/min, bevorzugt 30 g/min
Substrattemperatur: mindestens 200°C beim Vorheizen mindestens 250°C, bevorzugt 270°C beim Beschichten
Es hat sich gezeigt, dass über diese Prozessparameterkombination beispielsweise Schutzschichten insbesondere mit oder aus wenigstens einem Seltenerdsilikat, bevorzugt Yb2Si2O7, und/oder mit oder aus wenigstens einem Seltenerd-Hexaaluminat, insbesondere LaMgAI11O19, mit geringer Rissdichte und erhöhter Kristallinität gut erhalten werden können.
Ein weiteres Beispiel einer besonders geeigneten Kombination von Prozessparametern für das erfindungsgemäße Verfahren ist gegeben durch:
Brennerdüsendurchmesser: 4 mm bis 8 mm, insbesondere 5 mm bis 8 mmm, bevorzugt 5 mm bis 7 mm, besonders bevorzugt 5 mm oder 6,5 mm
Mittlerer Partikeldurchmesser maximal 50 Mikrometer, des Spritzwerkstoffes: bevorzugt maximal 40 Mikrometer oder unter 40 Mikrometer 70 mm bis 180 mm, bevorzugt 100 mm bis 150 mm, besonders bevorzugt 120 mm
Prozessgasstrom: mindestens 80 slpm, bevorzugt mindestens
100 slpm, besonders bevorzugt 110 slpm
Strom: 400 A bis 500 A, bevorzugt 420 A bis 470 A besonders bevorzugt 450 A
Brennergeschwindigkeit: maximal 2000 mm/s, bevorzugt 200 mm/s bis 1000 mm/s, besonders bevorzugt 500 mm/s
Spritzwerkstoffförderrate: mindesten 10 g/min, bevorzugt 30 g/min
Substrattemperatur: mindestens 200°C beim Vorheizen mindestens 300°C, bevorzugt 400°C beim Beschichten
Es hat sich gezeigt, dass diese Prozessparameterkombination beispielsweise für die Herstellung von Schutzschichten insbesondere mit oder aus wenigstens einem Seltenerdsilikat, bevorzugt Yb2Si2O7, und/oder mit oder aus wenigstens einem Seltenerd-Hexaaluminat, insbesondere LaMgAI11O19, mit hoher Kristallinität und besonders geringem Fremdphasenanteil sehr geeignet ist. Eine weitere besonders geeignete Kombination von Prozessparametern ist gegeben durch:
Brennerdüsendurchmesser: 4 mm bis 8 mm, insbesondere 5 mm bis 8 mmm, bevorzugt 5 mm bis 7 mm, besonders bevorzugt 5 mm oder 6,5 mm
Mittlerer Partikeldurchmesser maximal 50 Mikrometer, des Spritzwerkstoffes: bevorzugt maximal 30 Mikrometer oder un- ter 30 Mikrometer
Spritzdistanz: 70 mm bis 180 mm, bevorzugt 100 mm bis 150 mm, besonders bevorzugt 120 mm
Prozessgasstrom: mindestens 80 slpm, bevorzugt mindestens
100 slpm, besonders bevorzugt 110 slpm
Strom: 400 A bis 500 A, bevorzugt 420 A bis 470 A besonders bevorzugt 450 A
Brennergeschwindigkeit: maximal 2000 mm/s, bevorzugt 200 mm/s bis 1000 mm/s, besonders bevorzugt 500 mm/s
Spritzwerkstoffförderrate: mindesten 10 g/min, bevorzugt 30 g/min
Substrattemperatur: mindestens 200°C beim Vorheizen mindestens 300°C, bevorzugt 500°C beim
Beschichten
Wie sich gezeigt hat, eignet sich diese Kombination zum Bespiel ganz besonders für die Herstellung von Schutzschichten mit geringer Porosität, insbesondere aus einer Mischung aus Seltenerdsilikaten, und/oder mit oder aus wenigstens einem Seltenerd-Hexaaluminat, insbesondere LaMgAI11O19, beispielsweise SE-Disilikaten und -Monosilikaten, insbesondere Yb2Si2O7 und Yb2SiO5.
Noch eine weitere besonders geeignete Prozessparameterkombination ist gegeben durch:
Brennerdüsendurchmesser: 4 mm bis 8 mm, insbesondere 5 mm bis 8 mmm, bevorzugt 5 mm bis 7 mm, besonders bevorzugt 5 mm oder 6,5 mm
Mittlerer Partikeldurchmesser maximal 50 Mikrometer, des Spritzwerkstoffes: bevorzugt maximal 40 Mikrometer oder unter 40 Mikrometer
Spritzdistanz: 80 mm bis 140 mm, bevorzugt 100 mm bis 130 mm, besonders bevorzugt 120 mm
Prozessgasstrom: mindestens 100 slpm, bevorzugt mindestens 150 slpm, besonders bevorzugt 170 bis 180 slpm Strom: 400 A bis 500 A, bevorzugt 420 A bis 470 A besonders bevorzugt 450 A
Brennergeschwindigkeit: maximal 500 mm/s, bevorzugt 150 mm/s bis 350 mm/s, besonders bevorzugt 250 mm/s
Spritzwerkstoffförderrate: mindesten 50 g/min, bevorzugt 90 g/min
Substrattemperatur: mindestens 200°C beim Vorheizen, bevorzugt 300°C, mindestens 300°C, bevorzugt 420°C beim Beschichten
Diese Kombination hat sich beispielsweise für die Herstellung von Schutzschichten insbesondere mit oder aus wenigstens einem Seltenerdsilikat, bevorzugt Yb2Si2O7, und/oder mit oder aus wenigstens einem Selten- erd-Hexaaluminat, insbesondere LaMgAI11O19, und insbesondere mit einer Dicke von mindestens 100 Mikrometern mittels nur eines einzelnen Beschichtungsvorganges als besonders geeignet erwiesen.
Noch eine weitere besonders geeignete Prozessparameterkombination ist gegeben durch:
Brennerdüsendurchmesser: 4 mm bis 8 mm, insbesondere 5 mm bis 8 mmm, bevorzugt 5 mm bis 7 mm, besonders bevorzugt 5 mm oder 6,5 mm
Mittlerer Partikeldurchmesser maximal 80 Mikrometer, des Spritzwerkstoffes: bevorzugt maximal 30 Mikrometer oder un- ter 30 Mikrometer
Spritzdistanz: 70 mm bis 150 mm, bevorzugt 80 mm
Prozessgasstrom: mindestens 40 slpm, bevorzugt mindestens 50 slpm, besonders bevorzugt 50 slpm AR und 6 slpm He
Strom: 350 A bis 550 A, bevorzugt 470 A
Brennergeschwindigkeit: maximal 2000 mm/s, bevorzugt 150 mm/s bis 350 mm/s, besonders bevorzugt 250 mm/s
Spritzwerkstoffförderrate: mindesten 5 g/min, bevorzugt 10 g/min
Substarttemperatur: mindestens 200°C beim Vorheizen mindestens 300°C beim Beschichten, bevorzugt 600°C beim Beschichten
Diese Kombination hat sich beispielsweise für die Herstellung von dichten, kristallinen Y3AI5O12-Beschichtungen bzw. Beschichtungen mit oder aus wenigstens einem Seltenerd-Hexaaluminat, insbesondere LaMgAI11O19, auf Substraten mit oder aus Nickel, insbesondere mit oder aus Ni- ckel-basierten Superlegierungen, als besonders geeignet erwiesen. Die Prozessparameterkombination kann beispielsweise für den Erhalt einer Y3AI5O12-Deckschicht eines TBC-Systems zum Schutz eines entsprechenden Substrates genutzt werden. Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Bauteil umfassend ein Substrat und eine Beschichtung, die unter Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erhalten wurde.
Hinsichtlich der Ausgestaltungen der Erfindung wird auch auf die Unteransprüche sowie auf die nachfolgende Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung verwiesen. In der Zeichnung zeigt:
Figur 1 ein rein schematisches Blockdiagramm mit den Schritten von fünf Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Verfahrens;
Figur 2 eine rein schematische, stark vereinfachte Schnittdarstellung eines Plasmabrenners mit Brennerdüse, der im Rahmen der Ausführungsbeispiele mit den Schritten gemäß Figur 1 Verwendung findet;
Figur 3 ein Schliffbild einer gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens erhaltenen Beschichtung;
Figur 4 ein zu der Beschichtung gemäß Figur 3 gehöriges Rönt- gen-Diffraktogramm;
Figur 5 ein Schliffbild einer mit einem Düsendurchmesser von 9 mm erhaltenen Beschichtung; Figur 6 ein zu der Beschichtung gemäß Figur 5 gehöriges Rönt- gen-Diffraktogramm ;
Figur 7 ein Schliffbild einer gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens erhaltenen Beschichtung;
Figur 8 ein zu der Beschichtung gemäß Figur 7 gehöriges Rönt- gen-Diffraktogramm ;
Figur 9 ein Schliffbild einer gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens erhaltenen Beschichtung;
Figur 10 ein zu der Beschichtung gemäß Figur 9 gehöriges Rönt- gen-Diffraktogramm ;
Figur 11 ein Schliffbild einer gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens erhaltenen Beschichtung;
Figur 12 ein zu der Beschichtung gemäß Figur 11 gehöriges Rönt- gen-Diffraktogramm ;
Figur 13 ein Schliffbild einer gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens erhaltenen Beschichtung; und
Figur 14 ein zu der Beschichtung gemäß Figur 13 gehöriges Rönt- gen-Diffraktogramm.
Im Folgenden werden fünf Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Beschichtung beschrieben. Bei allen Beispielen wird in einem ersten Schritt S1 (vgl. Figur 1) ein Substrat 1 bereitgestellt. Bei dem ersten bis vierten Ausführungsbeispiel handelt es sich um ein Substrat 1 mit Silizium, konkret ein Substrat 1 aus einem Faserverbundwerkstoff mit einer Silizium-Haftvermittlerschicht (englisch: bond- coat), auf dem die Beschichtung jeweils hergestellt wird. Bei dem fünften Ausführungsbeispiel hingegen wird in Schritt S1 ein Substrat aus einem Ni- ckel-basierten Werkstoff bereitgestellt, insbesondere ein Substrat 1 aus einer Nickel-basierten Superlegierung. Das Substrat 1 ist nur in der rein schematischen, stark vereinfachten Figur 2 erkennbar.
In einem Schritt S2 wird das Substrat 1 jeweils vorgewärmt.
In einem Schritt S3 wird das Substrat 1 jeweils durch atmosphärisches Plasmaspritzen (APS) beschichtet. Hierbei kommt in an sich bekannter Weise für die Plasmaerzeugung ein Plasmabrenner 2 (vgl. Figur 2) mit einer Brennerdüse 3 zum Einsatz, mit dem aus einem zugeführten Prozessgas ein Plasmastrahl 4 erzeugt wird, in den ein hier pulverförmiger Spritzwerkstoff 5 injiziert wird.
Der Plasmabrenner 2 weist dabei ein Gehäuse 6 auf, in dem eine Kathode 7 und wenigstens eine Anode 8 angeordnet sind, die unter Bildung eines schmalen Spaltes voneinander beabstandet sind. Bei den hier beschriebenen Beispielen weist der Plasmabrenner 2 drei Anoden 8 auf. Es handelt sich bei allen fünf Ausführungsbeispielen um das Modell TriplexPro-210 von O- erlikon Metco, wobei dies rein beispielhaft zu verstehen ist.
Zwischen den Elektroden 7, 8 wird durch eine Hochfrequenzzündung ein Lichtbogen erzeugt. Es strömt im Betrieb ein Prozessgas 10 zwischen den Elektroden 7, 8 hindurch, das in Figur 2 vereinfacht durch Pfeile angedeutet ist, und es erfolgt eine Gasentladung 9. Bei entsprechend gewählter Prozessgaszufuhr bildet sich der Plasmastrahl 4 aus, der gebündelt und mit hoher Geschwindigkeit aus der Düse 3 des Plasmabrenners 2 austritt. In den Plasmastrahl 4 wird von der Seite her der pulverförmiger Spritzwerkstoff 5 injiziert, dies über die orthogonal zum Plasmastrahl 4 orientierte Spritzwerkstoffzuführungen 11. Es sein angemerkt, dass die orthogonale Spritzwerkstoffzuführung beispielhaft zu verstehen ist. Die Pulverzufuhr ist in der Figur 2 zusätzlich durch Pfeile angedeutet. Der pulverförmiger Spritzwerkstoff 5 wird aufgrund der hohen Plasmatemperaturen aufgeschmolzen, mit dem Plasmastrahl 4 mitgerissen und auf das zu beschichtende Substrat 1 aufgeschleudert. Im Ergebnis wird eine Beschichtung 12 erhalten (Schritt S3).
Es sei angemerkt, dass für die Prozessgaszufuhr geeignete Mittel 13 vorgesehen sind, die in der rein schematischen Figur 2 durch Pfeile angedeutet sind. Diese umfassen bei dem hier beschriebenen Beispiel wenigstens eine Druckgasflasche und einen Massendurchflussregler.
Wie man erkennt, bildet die Brennerdüse 3 denjenigen abschließende Bereich, mit anderen Worten Endbereich des Plasmabrenners 2, aus dem im Betrieb der Plasmastrahl 4 austritt und der entsprechend dem zu beschichteten Substrat 12 zuzuwenden bzw. im Betrieb zugewandt ist. Die Düse 3 kann durch die Anode 8 des Plasmabrenners 2 bzw. im Falle mehrerer Anoden 8 durch die Anoden 8 des Plasmabrenners 2 bzw. einen insbesondere austrittseitigen Abschnitt dieser gebildet werden. Die Düse 3 kann auch ein zu der bzw. den Anoden 8 separates Element sein, das den Anoden (unmittelbar) nachfolgen angeordnet ist. Dies ist bei dem in Figur 2 dargestellten Beispiel der Fall. Die Düse 3 ist hier durch ein ringförmiges Element gegeben, das einen Strömungskanal 14 definiert. Der von der Düse 3 definierte Strömungskanal 14 bildet dabei den austrittseitigen Endabschnitt 14 des von dem Plasmabrenner 2 insgesamt definierten Brennerströmungskanals 15. Die Brennerdüse 3 zeichnet sich dabei in erfindungsgemäßer Weise durch einen Düsendurchmesser D im Bereich von 4 mm bis 8 mm, insbesondere 5 mm bis 8 mm, bevorzugt 5 mm bis 7 mm aus. Vorliegend beträgt der Düsendurchmesser D der Brennerdüse 3 bei allen vier Beispielen 6,5 mm. Der Düsendurchmesser D ist, wie man erkennt, der Durchmesser des von der Düse 3 definierten Strömungskanals 14. Es sei angemerkt, dass die Düse 3 vorliegend einen zylindrischen Strömungskanal 14 definiert und somit einen über ihre gesamte Ausdehnung in Gas-/Plasmaströmungsrichtung gleichbleibenden Innendurchmesser D aufweist. Der Düsendurchmesser D liegt hier also überall bei 6,5 mm. Dies ist nicht zwingend der Fall. Vielmehr können alternativ dazu auch Düsen mit einem veränderlichen Düsendurchmesser zum Einsatz kommen. Dann gilt, dass der minimale Düsendurchmesser in den genannten Bereichen liegt.
Bei allen Ausführungsbeispielen wird ferner erfindungsgemäß ein Prozessgasstrom von mindestens 40 slpm eingestellt.
Auf die im Rahmen der fünf Ausführungsbeispiele jeweils gewählten Prozessparameter und die hergestellten Schichten 12 wird im Folgenden näher eingegangen.
Beispiel 1 :
Gemäß Ausführungsbeispiel 1 wird eine Schutzbeschichtung 12 mit geringer Rissdichte und erhöhter Kristallinität hergestellt.
Als Spritzwerkstoff 5 kommt ein Seltenerdsilikat, vorliegend Yb2Si2O7, in Pulverform zum Einsatz. Es kann beispielsweise auch ein Spritzwerkstoff 5 verwendet werden, der wenigstens ein Seltenerd-Hexaaluminat, insbeson- dere LaMgAI11019, umfasst oder dadurch gegeben ist. Eine bevorzugte, vorliegend zum Einsatz gekommene Herstellungsmethode des Pulvers 5 ist agglomeriert und gesintert. Das Pulver 5 hat einen mittleren Partikeldurchmesser von unter 50 Mikrometern, unter 30 Mikrometer hat sich als besonders geeignet erwiesen. Vorliegend beträgt dieser 20 Mikrometer.
Es wird ferner eine Spritzdistanz Ds (vgl. Figur 2) im Bereich von 70 mm bis 180 mm gewählt, vorliegend 100 mm.
Als Prozessgasstrom wird ein Gesamtstrom von mindestens 40 slpm, insbesondere mindestens 50 slpm eingestellt. Vorliegend wird dieser zu 50 slpm gewählt. Als Prozessgas 10 wird bei diesem Beispiel Argon verwendet.
Der Strom liegt im Bereich von 300 A bis 400 A, beträgt vorliegend 375 A.
Die Brennergeschwindigkeit wird zu maximal 2000 mm/s gewählt, beträgt hier 500 mm/s.
Die Förderrate des Spritzwerkstoffes 5 wird zu mindestens 10 g/min gewählt, beträgt hier konkret 30 g/min.
Beim Vorwärmen in Schritt S2 wird das Substrat 1 auf eine Temperatur von mindestens 200°C gebracht, vorliegend auf ca. 300°C.
Währen des eigentlichen Beschichtungsvorganges in Schritt S3 wird das Substrat 1 auf mindestens 250°C erwärmt, bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel auf ca. 270°C.
Die Figur 3 zeigt ein Schliffbild der resultierenden Beschichtung 12 aus Yb2Si2O7 hergestellt auf dem durch einen Faserverbundwerkstoff mit dem Silizium-Bondcoat gegebenen Substrat 1. Die Beschichtung weist eine homogene Mikrostruktur mit hoher Dichte und sehr feinen Poren auf. Es treten nur kurze, unverbundenen Risse auf. Eine Rönt- gen-Diffraktogramm-Messung (XRD-Messung, vgl. Figur 4) ergibt nach einem Rietveld-Refinement einen erhöhten Kristallinitätsgrad von 10%. Der Kristallinitätsgrad ist in den Figuren mit crys abgekürzt. In diesem und allen weiteren Röntgen-Diffraktogrammen ist auf der X-Achse der 2Theta-Winkel aufgetragen und auf der Y-Achse die Intensität, konkret die Wurzel aus den Counts. Bei dem 2Theta-Winkel handelt es sich in an sich bekannter Weis e um denjenigen Winkel, unter dem die Intensität der gebeugten Röntgenstrahlung in Bezug auf den Einfallswinkel gemessen wird (in Bragg-Anordnung Einfallswinkel=Ausfallswinkel).
Die Figur 5 zeigt zum Vergleich die Mikrostruktur einer auf mittels APS und einem Düsendurchmesser von 9 mm gefertigten Beschichtung mit grobem Riss, ebenfalls in einem Schliffbild. Die Figur 6 zeigt ein zugehöriges Rönt- gen-Diffraktogramm mit erkennbar überwiegend amorphem Anteil. Hier betrug der Strom 450 A, der Prozessgasstrom 50 slpm Argon, der Spritzabstand Ds 80 mm und die Brennergeschwindigkeit 500 mm/s.
Beispiel 2:
Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel wird eine Schutzbeschichtung 12 mit hoher Kristallinität und besonders geringem Fremdphasenanteil hergestellt.
Als Spritzwerkstoff 5 kommt ein Seltenerdsilikat, vorliegend Yb2Si2O7, in Pulverform zum Einsatz. Es kann beispielsweise auch ein Spritzwerkstoff 5 verwendet werden, der wenigstens ein Seltenerd-Hexaaluminat, insbesondere LaMgAI11O19, umfasst oder dadurch gegeben ist. Eine bevorzugte, vorliegend zum Einsatz gekommene Herstellungsmethode des Pulvers 5 ist agglomeriert und gesintert. Das Pulver 5 hat einen mittleren Partikeldurchmesser von unter 50 Mikrometern, unter 40 Mikrometer hat sich als besonders geeignet erwiesen. Vorliegend beträgt dieser 30 Mikrometer.
Es wird ferner eine Spritzdistanz Ds im Bereich von 70 mm bis 180 mm gewählt, vorliegend 120 mm.
Als Prozessgasstrom wird ein Gesamtstrom von mindestens 80 slpm, insbesondere mindestens 100 slpm eingestellt. Vorliegend wird dieser zu 110 slpm gewählt. Als Prozessgas 10 wird Argon verwendet.
Der Strom liegt im Bereich von 400 A bis 500 A, beträgt vorliegend 450 A.
Die Brennergeschwindigkeit wird zu maximal 2000 mm/s gewählt, beträgt hier 500 mm/s.
Die Förderrate des Spritzwerkstoffes 5 wird zu mindestens 10 g/min gewählt, beträgt hier konkret 30 g/min.
Beim Vorwärmen in Schritt S2 wird das Substrat 1 auf eine Temperatur von mindestens 200°C gebracht, vorliegend auf ca. 300°C.
Währen des eigentlichen Beschichtungsvorganges in Schritt S3 wird das Substrat 1 auf mindestens 300°C erwärmt, bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel auf ca. 400°C.
Eine Besonderheit dieses Beispiels ist, dass diese Schicht 12 mit einem besonders geringen Anteil an Sekundärphase Yb2Si2O7 hergestellt werden kann. Die Figur 7 zeigt die resultierende Beschichtung aus Yb2Si2O7 hergestellt auf dem durch einen Faserverbundwerkstoff mit dem Silizium-Bondcoat gegebenen Substrat 1. Die Beschichtung weist eine homogene Mikrostruktur mit hoher Dichte und sehr feinen Poren auf. Es treten nur kurze, unverbundenen Risse auf. Eine XRD-Messung (vgl. Figur 8) ergibt nach einem Rietveld-Refinement einen erhöhten Kristallinitätsgrad von 92%. Als kristalline Phasen wurden 98% Yb2Si2O7 und 2% Yb2SiO5 ermittelt.
Beispiel 3:
Gemäß dem dritten Ausführungsbeispielwird eine Schutzbeschichtung 12 mit geringer Porosität aus einer Mischung von feinen Yb-Silikatpulvern hergestellt.
Als Spritzwerkstoff 5 kommt eine Mischung aus Seltenerdsilikaten, bevorzugt aus SE-Disilikaten und - Monosilikaten in Pulverform zum Einsatz. Vorliegend wird eine Mischung aus Yb2Si2O7 und Yb2SiO5 verwendet. Hier kommt eine Mischung aus 75% Yb2Si2O7 und 25% Yb2SiO5 zum Einsatz, wobei dies beispielhaft zu verstehen ist. Es kann beispielsweise auch ein Spritzwerkstoff 5 verwendet werden, der wenigstens ein Selten- erd-Hexaaluminat, insbesondere LaMgAI11O19, umfasst oder dadurch gegeben ist.
Das Pulver 5 hat einen mittleren Partikeldurchmesser von unter 50 Mikrometern, unter 30 Mikrometer hat sich als besonders geeignet erwiesen. Vorliegend beträgt dieser 20 Mikrometer. Eine bevorzugte, vorliegend zum Einsatz gekommene Herstellungsmethode des Pulvers 5 ist agglomeriert und gesintert. Es wird ferner eine Spritzdistanz Ds im Bereich von 70 mm bis 180 mm gewählt, vorliegend 120 mm.
Als Prozessgasstrom wird ein Gesamtstrom von mindestens 80 slpm, insbesondere mindestens 100 slpm eingestellt. Vorliegend wird dieser zu 110 slpm gewählt. Als Prozessgas 10 wird Argon verwendet.
Der Strom liegt im Bereich von 400 A bis 500 A, beträgt vorliegend 450 A.
Die Brennergeschwindigkeit wird zu maximal 2000 mm/s gewählt, beträgt hier 500 mm/s.
Die Förderrate des Spritzwerkstoffes 5 wird zu mindestens 10 g/min gewählt, beträgt hier konkret 30 g/min.
Beim Vorwärmen in Schritt S2 wird das Substrat 1 auf eine Temperatur von mindestens 200°C gebracht, vorliegend auf ca. 300°C.
Währen des eigentlichen Beschichtungsvorganges in Schritt S3 wird das Substrat 1 auf mindestens 300°C erwärmt, bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel auf ca. 500°C.
Eine Besonderheit dieses Beispiels ist, dass eine Beschichtung 12 mit einer besonders geringen Porosität hergestellt werden kann.
Die Figur 9 zeigt die resultierende Beschichtung 12 aus 75% Yb2Si2O7 und 25% Yb2SiO5 hergestellt auf dem durch einen Faserverbundwerkstoff mit dem Silizium-Bondcoat gegebenen Substrat 1. Die Beschichtung 12 weist eine homogene Mikrostruktur mit hoher Dichte und geringer Porosität auf. Es treten nur kurze, unverbundenen Risse sowie vereinzelte grobe Poren auf. Eine XRD-Messung (vgl. Figur 10) ergibt nach einem Rietveld-Refinement einen Kristallinitätsgrad von 96%. Als kristalline Phasen wurden 75% Yb2Si2O7 und 25% Yb2SiO5 ermittelt.
Beispiel 4:
Gemäß Beispiel 4 wird eine vergleichsweise dicke Schutzbeschichtung 12 von mindestens 100 Mikrometern mittels eines einzigen Beschichtungsdurchganges hergestellt.
Als Spritzwerkstoff 5 kommt ein Seltenerdsilikat, vorliegend Yb2Si2O7, in Pulverform zum Einsatz. Es kann beispielsweise auch ein Spritzwerkstoff 5 verwendet werden, der wenigstens ein Seltenerd-Hexaaluminat, insbesondere LaMgAI11O19, umfasst oder dadurch gegeben ist. Das Pulver 5 hat einen mittleren Partikeldurchmesser von unter 50 Mikrometern, unter 40 Mikrometer hat sich als besonders geeignet erwiesen. Vorliegend beträgt dieser 30 Mikrometer. Eine bevorzugte, vorliegend zum Einsatz gekommene Herstellungsmethode des Pulvers 5 ist agglomeriert und gesintert.
Es wird ferner eine Spritzdistanz Ds im Bereich von 80 mm bis 140 mm gewählt, vorliegend 120 mm.
Als Prozessgasstrom wird ein Gesamtstrom von mindestens 100 slpm, insbesondere mindestens 150 slpm eingestellt. Vorliegend wird dieser zu 174 slpm gewählt. Als Prozessgas 10 wird eine Mischung aus Argon und Helium verwendet. Dabei werden 170 slpm Argon und 4 slpm Helium verwendet.
Der Strom liegt im Bereich von 400 A bis 500 A, beträgt vorliegend 450 A. Die Brennergeschwindigkeit wird zu maximal 500 mm/s gewählt, beträgt hier 250 mm/s.
Die Förderrate des Spritzwerkstoffes 5 wird zu mindestens 50 g/min gewählt, beträgt hier konkret 90 g/min.
Beim Vorwärmen in Schritt S2 wird das Substrat 1 auf eine Temperatur von mindestens 200°C gebracht, vorliegend auf ca. 300°C.
Währen des eigentlichen Beschichtungsvorganges in Schritt S3 wird das Substrat 1 auf mindestens 300°C erwärmt, bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel auf ca. 420°C.
Eine Besonderheit dieses Beispiels ist, dass eine vergleichsweise dicke Schicht 12 von beispielsweise 150 Mikrometern mit einem Übergang hergestellt werden kann.
Die Figur 11 zeigt ein Schliffbild der resultierenden Beschichtung 12 aus Yb2Si2O7 hergestellt auf dem durch einen Faserverbundwerkstoff mit dem Silizium-Bondcoat gegebenen Substrat 1. Die Beschichtung 12 weist eine homogene Mikrostruktur mit hoher Dichte und sehr feinen Poren auf. Es treten keine Risse auf. Eine XRD-Messung (vgl. Figur 12) ergibt nach einem Rietveld-Refinement einen Kristallinitätsgrad von 96%. Als kristalline Phasen wurden 95% Yb2Si2O7 und 5% Yb2SiO5 ermittelt.
Beispiel 5:
Gemäß Ausführungsbeispiel 5 wird eine dichte, kristalline Y3AI5O12-Deckschicht für ein TBC-System zum Schutz eines Substrats 1 aus einem Nickel-Basis-Werkstoff, insbesondere einer Nickel-basierten Su- perlegierung, mit einem mit einem MCrAIY-Bondcoat (M=Ni, Co) hergestellt. Entsprechend wird, wie vorstehend angemerkt, im Rahmen des fünften Ausführungsbeispiels in Schritt S1 ein abweichendes Substrat 1 entsprechender Ausgestaltung bereitgestellt.
Ein weiterer Unterschied ist dadurch gegeben, dass als Spritzwerkstoff 5 kein Seltenerdsilikat sondern ein Seltenerdaluminat in Pulverform zum Einsatz kommt, bei dem hier beschriebenen Beispiel konkret Y3AL5O12. Es kann beispielsweise auch ein Spritzwerkstoff 5 verwendet werden, der wenigstens ein Seltenerd-Hexaaluminat, insbesondere LaMgAI11O19, umfasst oder dadurch gegeben ist. Das Pulver 5 hat einen mittleren Partikeldurchmesser von maximal 80 Mikrometern, maximal 30 Mikrometer hat sich als besonders geeignet erwiesen. Vorliegend beträgt dieser 30 Mikrometer. Eine bevorzugte, vorliegend zum Einsatz gekommene Herstellungsmethode des Pulvers 5 ist agglomeriert und gesintert.
Es wird ferner eine Spritzdistanz Ds im Bereich von 70 mm bis 150 mm gewählt, vorliegend 80 mm.
Als Prozessgasstrom wird ein Gesamtstrom von mindestens 40 slpm, insbesondere mindestens 50 slpm eingestellt. Vorliegend wird dieser zu 56 slpm gewählt. Als Prozessgas 10 wird eine Mischung aus Argon und Helium verwendet. Dabei werden 50 slpm Argon und 6 slpm Helium verwendet.
Der Strom liegt im Bereich von 350 A bis 550 A, beträgt vorliegend 470 A.
Die Brennergeschwindigkeit wird zu maximal 2000 mm/s gewählt, beträgt hier 250 mm/s. Die Förderrate des Spritzwerkstoffes 5 wird zu mindestens 5 g/min gewählt, beträgt hier konkret 10 g/min.
Beim Vorwärmen in Schritt S2 wird das Substrat 1 auf eine Temperatur von mindestens 200°C gebracht, vorliegend auf ca. 300°C.
Währen des eigentlichen Beschichtungsvorganges in Schritt S3 wird das Substrat 1 auf mindestens 300°C erwärmt, bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel auf ca. 600°C.
Die Figur 13 zeigt ein Schliffbild der resultierenden Beschichtung 12 aus Y3AI5O12 hergestellt auf dem Substrat 1 aus einem Nickel-basierten Werkstoff mit einem MCrAIY-Bondcoat (M=Ni,Co). Die Beschichtung 12 weist eine homogene Mikrostruktur mit hoher Dichte und sehr feinen Poren auf. Es treten nur kurze, unverbundene Risse auf. Eine XRD-Messung (vgl. Figur 14) ergibt nach einem Rietveld-Refinement einen Kristallinitätsgrad von über 60%.
Es sei angemerkt, dass die gemäß allen fünf Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Verfahrens erhaltenen Beschichtungen 12 Beispiele erfindungsgemäßer Beschichtungen 12 sind.

Claims

37 ANSPRÜCHE
1. Verfahren zur Herstellung einer Beschichtung (12), bei dem ein Substrat (1) bereitgestellt wird, das Substrat (1) durch insbesondere atmosphärisches Plasmaspritzen mit einer Beschichtung (12) versehen wird, wobei ein Plasmabrenner (2) mit einer Brennerdüse (3) zum Einsatz kommt, mit dem aus einem zugeführten Prozessgas (10) ein Plasmastrahl (4) erzeugt wird, und wobei mit dem Plasmastrahl (4) ein zugeführter Spritzwerkstoff (5) zum Erhalt der Beschichtung (12) auf das Substrat (1) aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Brennerdüse (3) durch einen Düsendurchmesser (D) oder einen minimalen Düsendurchmesser (D) im Bereich von 4 mm bis 8 mm, insbesondere 5 mm bis 8 mm, bevorzugt 5 mm bis 7 mm auszeichnet, und dass der Prozessgasstrom mindestens 40 slpm beträgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Prozessgasstrom mindestens 50 slpm, insbesondere mindestens 60 slpm, bevorzugt mindestens 70 slpm, besonders bevorzugt mindestens 100 slpm, ganz besonders bevorzugt mindestens 150 slpm beträgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine ein- oder mehrschichtige Beschichtung (12) hergestellt wird, und/oder dass eine insbesondere teilkristalline Silizium- oder Silikat- oder Aluminat-, Hafnatschicht oder Perowskitschicht oder Mischungen daraus als die Beschichtung (12) oder als Teil der Beschichtung (12) hergestellt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Spritzwerkstoff (5) verwendet wird, der wenigstens ein Seltenerdsilikat, bevorzugt Yb2Si2O7, umfasst oder dadurch gegeben ist, und/oder dass ein Spritzwerkstoff (5) verwendet wird, der wenigstens ein Seltenerdaluminat, bevorzugt Y3AI5O12 und/oder YAIO3 und/oder LaM- gAI11019, umfasst oder dadurch gegeben ist.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Spritzwerkstoff (5) verwendet wird, der wenigstens ein Seltenerd-Hexaaluminat, insbesondere LaMgAH 1019, umfasst oder dadurch gegeben ist.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Spritzwerkstoff (5) mit einem mittleren Partikeldurchmesser von maximal 80 Mikrometer, insbesondere maximal 50 Mikrometer, bevorzugt maximal 40 Mikrometer, besonders bevorzugt maximal 30 Mikrometer verwendet wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Spritzwerkstoff (5) mit einem mittleren Partikeldurchmesser von weniger als 30 Mikrometern verwendet wird, insbesondere ein Spritzwerkstoff (5) mit einem mittleren Partikeldurchmesser im Bereich von 15 Mikrometer bis 29 Mikrometern, bevorzugt 10 Mikrometern bis 29 Mikrometern, besonders bevorzugt 15 Mikrometern bis 29 Mikrometern.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spritzdistanz (Ds) zwischen der Brennerdüse (3) und dem Substrat (1) im Bereich von 60 mm bis 200 mm, insbesondere 70 mm bis 180 mm, bevorzugt 80 mm bis 140 mm liegt, besonders bevorzugt 100 mm oder 120 mm beträgt.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Strom im Bereich von 300 A bis 550 A, insbesondere im Bereich von 300 A bis 400 A oder 400 A bis 500 A liegt, bevorzugt 375 A oder 450 A oder 470 A beträgt.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennergeschwindigkeit maximal 2000 mm/s beträgt, insbesondere im Bereich von 100 mm/s bis 1500 mm/s, bevorzugt von 200 mm/s bis 600 mm/s liegt, besonders bevorzugt 500 mm/s beträgt.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderrate des Spritzwerkstoffs (5) mindestens 5 g/min, insbesondere mindestens 10 g/min liegt, bevorzugt 10 g/min oder 30 g/min oder 90 g/min beträgt.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (1) vor der Aufbringung der Beschichtung (12) zumindest abschnittsweise auf eine Temperatur von mindestens 200°C vorgewärmt wird, und/oder dass das Substrat (1) während der Aufbringung der Beschichtung (12) zumindest abschnittsweise auf eine Temperatur von mindestens 250°C, bevorzugt mindestens 300°C erwärmt wird.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (1) Silizium, insbesondere Siliziumcarbid und/oder Siliziumnitrid umfasst, und/oder dass das Substrat (1) Nickel, insbesondere eine Nickel-basierte Superlegierung, umfasst, und/oder das Substrat (1) Aluminiumoxid-basierte Verbundwerkstoffe umfasst.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (12) in einem Übergang erzeugt wird, bevorzugt, wobei eine Förderrate des Spritzwerkstoffs (5) von mindestens 50 g/min eingestellt wird.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Prozessgasstrom mindestens 100 slpm beträgt, bevorzugt im Bereich von 100 slpm bis 500 slpm, besonders bevorzugt im Bereich von 100 slpm bis 400 slpm liegt, dass sich die Brennerdüse (3) durch einen Düsendurchmesser (D) oder einen minimalen Düsendurchmesser (D) im Bereich von 5 mm bis 8 mm, bevorzugt 5 mm bis 7 mm, besonders bevorzugt 6 bis 7 mm auszeichnet, und dass ein Spritzwerkstoff (5) mit einem mittleren Partikeldurchmesser von maximal 40 Mikrometer verwendet wird, insbesondere ein Spritzwerkstoff mit einem mittleren Partikeldurchmesser im Bereich von 5 Mikrometern bis 40 Mikrometern, bevorzugt im Bereich von 10 Mikrometern bis 40 Mikrometern, besonders bevorzugt im Bereich von 15 Mikrometern bis 40 Mikrometern, und dass das Substrat (1) während der Aufbringung der Beschichtung (12) zumindest abschnittsweise auf eine Temperatur von mindestens 300°C erwärmt wird, insbesondere auf eine Temperatur im Bereich von 300°C bis 700 °C, bevorzugt im Bereich von 300°C bis 500°C.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Spritzdistanz (Ds) zwischen der Brennerdüse (3) und dem Substrat (1) mindestens 100 mm beträgt, bevorzugt im Bereich von 100 mm bis 200 mm liegt, und dass der Strom mindestens 400 A beträgt, bevorzugt im Bereich von 400 A bis 550 A liegt.
17. Bauteil umfassend ein Substrat (1) und eine Beschichtung (12), die unter Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche erhalten wurde.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023212814A1 (en) * 2022-05-03 2023-11-09 Valorbec, Société en commandite Coating comprising a rare earth monosilicate and a rare earth disilicate and method of manufacture thereof

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3958097A (en) 1974-05-30 1976-05-18 Metco, Inc. Plasma flame-spraying process employing supersonic gaseous streams
US6444335B1 (en) 2000-04-06 2002-09-03 General Electric Company Thermal/environmental barrier coating for silicon-containing materials
DE102004044597B3 (de) 2004-09-13 2006-02-02 Forschungszentrum Jülich GmbH Verfahren zur Herstellung dünner, dichter Keramikschichten
US10196728B2 (en) 2014-05-16 2019-02-05 Applied Materials, Inc. Plasma spray coating design using phase and stress control
WO2016176777A1 (en) * 2015-05-07 2016-11-10 The Governing Council Of The University Of Toronto Solution precursor plasma sprayed ("spps") ceramic superhydrophobic coatings, processes for applying the coatings and articles coated with same
US20180030586A1 (en) 2016-07-29 2018-02-01 United Technologies Corporation Outer Airseal Abradable Rub Strip Manufacture Methods and Apparatus
CN109252126A (zh) 2017-07-14 2019-01-22 佛山市顺德区美的电热电器制造有限公司 不粘涂层及其制备方法以及锅具和煮食设备
CN109023203B (zh) * 2018-08-16 2020-11-13 暨南大学 稳定结晶态六铝酸盐热障涂层的制备方法
CN109161837A (zh) * 2018-11-12 2019-01-08 舟山腾宇航天新材料有限公司 一种高寿命ysz热障涂层的制备方法

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