KR102633691B1 - 초합금 스퍼터링 타겟 - Google Patents
초합금 스퍼터링 타겟 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102633691B1 KR102633691B1 KR1020197034466A KR20197034466A KR102633691B1 KR 102633691 B1 KR102633691 B1 KR 102633691B1 KR 1020197034466 A KR1020197034466 A KR 1020197034466A KR 20197034466 A KR20197034466 A KR 20197034466A KR 102633691 B1 KR102633691 B1 KR 102633691B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- superalloy
- target
- powder
- coating
- layer
- Prior art date
Links
- 229910000601 superalloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 135
- 238000005477 sputtering target Methods 0.000 title description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 31
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 23
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 17
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 238000002490 spark plasma sintering Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 68
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 67
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 49
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 47
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 30
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- 239000012071 phase Substances 0.000 claims description 22
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 11
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 10
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 9
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 8
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 7
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims description 7
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims description 4
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 3
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000000407 epitaxy Methods 0.000 claims description 3
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 3
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims description 3
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052702 rhenium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 2
- 229910000967 As alloy Inorganic materials 0.000 claims 2
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 claims 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 55
- 230000008569 process Effects 0.000 description 52
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 45
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 33
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 29
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 25
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 25
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 25
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 25
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 22
- 229910000951 Aluminide Inorganic materials 0.000 description 20
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 16
- 239000000463 material Substances 0.000 description 15
- 238000002149 energy-dispersive X-ray emission spectroscopy Methods 0.000 description 13
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 12
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 12
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 12
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 12
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 12
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 10
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 10
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 10
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 10
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 10
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 10
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 9
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 9
- 238000013461 design Methods 0.000 description 8
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 7
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 7
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 7
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 7
- 238000001887 electron backscatter diffraction Methods 0.000 description 6
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 6
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 6
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 5
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 5
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000005328 electron beam physical vapour deposition Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 238000010286 high velocity air fuel Methods 0.000 description 4
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 4
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 4
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 4
- 239000012720 thermal barrier coating Substances 0.000 description 4
- 238000004627 transmission electron microscopy Methods 0.000 description 4
- RHBRWKIPYGZNMP-UHFFFAOYSA-N [O--].[O--].[O--].[Al+3].[Cr+3] Chemical compound [O--].[O--].[O--].[Al+3].[Cr+3] RHBRWKIPYGZNMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 3
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 3
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010431 corundum Substances 0.000 description 3
- 238000007749 high velocity oxygen fuel spraying Methods 0.000 description 3
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000943 NiAl Inorganic materials 0.000 description 2
- NPXOKRUENSOPAO-UHFFFAOYSA-N Raney nickel Chemical compound [Al].[Ni] NPXOKRUENSOPAO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003917 TEM image Methods 0.000 description 2
- 229910010038 TiAl Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 2
- 239000002585 base Substances 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000010288 cold spraying Methods 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- VQCBHWLJZDBHOS-UHFFFAOYSA-N erbium(iii) oxide Chemical compound O=[Er]O[Er]=O VQCBHWLJZDBHOS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 229910052747 lanthanoid Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002602 lanthanoids Chemical class 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 2
- 239000004482 other powder Substances 0.000 description 2
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoyttriooxy)yttrium Chemical compound O=[Y]O[Y]=O SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 2
- 238000007750 plasma spraying Methods 0.000 description 2
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 description 2
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 2
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000013077 target material Substances 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052691 Erbium Inorganic materials 0.000 description 1
- LLQPHQFNMLZJMP-UHFFFAOYSA-N Fentrazamide Chemical compound N1=NN(C=2C(=CC=CC=2)Cl)C(=O)N1C(=O)N(CC)C1CCCCC1 LLQPHQFNMLZJMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007868 Raney catalyst Substances 0.000 description 1
- 229910000564 Raney nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000519995 Stachys sylvatica Species 0.000 description 1
- 229910004490 TaAl Inorganic materials 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052769 Ytterbium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 229910052768 actinide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001255 actinides Chemical class 0.000 description 1
- 239000008186 active pharmaceutical agent Substances 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 1
- GSWGDDYIUCWADU-UHFFFAOYSA-N aluminum magnesium oxygen(2-) Chemical compound [O--].[Mg++].[Al+3] GSWGDDYIUCWADU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- -1 aluminum- Silicon oxide Chemical compound 0.000 description 1
- JNDMLEXHDPKVFC-UHFFFAOYSA-N aluminum;oxygen(2-);yttrium(3+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Y+3] JNDMLEXHDPKVFC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002547 anomalous effect Effects 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 238000005524 ceramic coating Methods 0.000 description 1
- 230000005465 channeling Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000009770 conventional sintering Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000000280 densification Methods 0.000 description 1
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 1
- 238000010283 detonation spraying Methods 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- 238000002050 diffraction method Methods 0.000 description 1
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- ZXGIFJXRQHZCGJ-UHFFFAOYSA-N erbium(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Er+3].[Er+3] ZXGIFJXRQHZCGJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 238000000445 field-emission scanning electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 238000010285 flame spraying Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 229910000856 hastalloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 238000002173 high-resolution transmission electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 238000001513 hot isostatic pressing Methods 0.000 description 1
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 229910001293 incoloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001026 inconel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000836 magnesium aluminium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);tantalum(5+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ta+5].[Ta+5] BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000004881 precipitation hardening Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000004445 quantitative analysis Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000000851 scanning transmission electron micrograph Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000010301 surface-oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910001936 tantalum oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007751 thermal spraying Methods 0.000 description 1
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000010290 vacuum plasma spraying Methods 0.000 description 1
- 238000010287 warm spraying Methods 0.000 description 1
- 229910001247 waspaloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010284 wire arc spraying Methods 0.000 description 1
- 229910006281 γ-TiAl Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C1/00—Making non-ferrous alloys
- C22C1/04—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
- C22C1/0433—Nickel- or cobalt-based alloys
-
- 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
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/34—Sputtering
- C23C14/3407—Cathode assembly for sputtering apparatus, e.g. Target
- C23C14/3414—Metallurgical or chemical aspects of target preparation, e.g. casting, powder metallurgy
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/02—Compacting only
- B22F3/087—Compacting only using high energy impulses, e.g. magnetic field impulses
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/10—Sintering only
- B22F3/105—Sintering only by using electric current other than for infrared radiant energy, laser radiation or plasma ; by ultrasonic bonding
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F5/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product
- B22F5/04—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product of turbine blades
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
- B22F9/02—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
- B22F9/04—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from solid material, e.g. by crushing, grinding or milling
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
- B32B15/01—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C1/00—Making non-ferrous alloys
- C22C1/04—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
- C22C1/0408—Light metal alloys
- C22C1/0416—Aluminium-based alloys
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C1/00—Making non-ferrous alloys
- C22C1/04—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
- C22C1/045—Alloys based on refractory metals
- C22C1/0458—Alloys based on titanium, zirconium or hafnium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C1/00—Making non-ferrous alloys
- C22C1/04—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
- C22C1/047—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy comprising intermetallic compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C19/00—Alloys based on nickel or cobalt
- C22C19/03—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C19/00—Alloys based on nickel or cobalt
- C22C19/07—Alloys based on nickel or cobalt based on cobalt
-
- 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
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/0021—Reactive sputtering or evaporation
-
- 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
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/0021—Reactive sputtering or evaporation
- C23C14/0036—Reactive sputtering
-
- 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
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/02—Pretreatment of the material to be coated
- C23C14/024—Deposition of sublayers, e.g. to promote adhesion of the coating
- C23C14/025—Metallic sublayers
-
- 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
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/02—Pretreatment of the material to be coated
- C23C14/027—Graded interfaces
-
- 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
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
- C23C14/08—Oxides
-
- 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
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
- C23C14/08—Oxides
- C23C14/081—Oxides of aluminium, magnesium or beryllium
-
- 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
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
- C23C14/08—Oxides
- C23C14/083—Oxides of refractory metals or yttrium
-
- 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
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
- C23C14/08—Oxides
- C23C14/085—Oxides of iron group metals
-
- 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
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
- C23C14/14—Metallic material, boron or silicon
-
- 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
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
- C23C14/14—Metallic material, boron or silicon
- C23C14/16—Metallic material, boron or silicon on metallic substrates or on substrates of boron or silicon
-
- 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
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/24—Vacuum evaporation
- C23C14/32—Vacuum evaporation by explosion; by evaporation and subsequent ionisation of the vapours, e.g. ion-plating
- C23C14/325—Electric arc evaporation
-
- 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
- C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
- C23C28/02—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings only including layers of metallic 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
- C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
- C23C28/02—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings only including layers of metallic material
- C23C28/021—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings only including layers of metallic material including at least one metal alloy layer
- C23C28/022—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings only including layers of metallic material including at least one metal alloy layer with at least one MCrAlX layer
-
- 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
- C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
- C23C28/02—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings only including layers of metallic material
- C23C28/028—Including graded layers in composition or in physical properties, e.g. density, porosity, grain size
-
- 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
- C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
- C23C28/04—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings of inorganic non-metallic material
- C23C28/048—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings of inorganic non-metallic material with layers graded in composition or physical properties
-
- 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
- C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
- C23C28/30—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer
-
- 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
- C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
- C23C28/30—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer
- C23C28/32—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one pure metallic layer
- C23C28/321—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one pure metallic layer with at least one metal alloy layer
-
- 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
- C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
- C23C28/30—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer
- C23C28/32—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one pure metallic layer
- C23C28/325—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one pure metallic layer with layers graded in composition or in physical properties
-
- 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
- C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
- C23C28/30—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer
- C23C28/34—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one inorganic non-metallic material layer, e.g. metal carbide, nitride, boride, silicide layer and their mixtures, enamels, phosphates and sulphates
- C23C28/345—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one inorganic non-metallic material layer, e.g. metal carbide, nitride, boride, silicide layer and their mixtures, enamels, phosphates and sulphates with at least one oxide layer
-
- 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
- C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
- C23C28/30—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer
- C23C28/36—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including layers graded in composition or physical properties
-
- 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
- C23C30/00—Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process
-
- 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
- C23C30/00—Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process
- C23C30/005—Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process on hard metal substrates
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
- F01D25/005—Selecting particular materials
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/12—Blades
- F01D5/28—Selecting particular materials; Particular measures relating thereto; Measures against erosion or corrosion
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/12—Blades
- F01D5/28—Selecting particular materials; Particular measures relating thereto; Measures against erosion or corrosion
- F01D5/284—Selection of ceramic materials
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/12—Blades
- F01D5/28—Selecting particular materials; Particular measures relating thereto; Measures against erosion or corrosion
- F01D5/288—Protective coatings for blades
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/10—Sintering only
- B22F3/105—Sintering only by using electric current other than for infrared radiant energy, laser radiation or plasma ; by ultrasonic bonding
- B22F2003/1051—Sintering only by using electric current other than for infrared radiant energy, laser radiation or plasma ; by ultrasonic bonding by electric discharge
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C2200/00—Crystalline structure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2220/00—Application
- F05D2220/30—Application in turbines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2220/00—Application
- F05D2220/30—Application in turbines
- F05D2220/32—Application in turbines in gas turbines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2230/00—Manufacture
- F05D2230/30—Manufacture with deposition of material
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2230/00—Manufacture
- F05D2230/90—Coating; Surface treatment
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2300/00—Materials; Properties thereof
- F05D2300/10—Metals, alloys or intermetallic compounds
- F05D2300/17—Alloys
- F05D2300/175—Superalloys
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2300/00—Materials; Properties thereof
- F05D2300/20—Oxide or non-oxide ceramics
- F05D2300/21—Oxide ceramics
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2300/00—Materials; Properties thereof
- F05D2300/60—Properties or characteristics given to material by treatment or manufacturing
- F05D2300/611—Coating
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
- Y10T428/12458—All metal or with adjacent metals having composition, density, or hardness gradient
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
- Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
- Y10T428/12535—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.] with additional, spatially distinct nonmetal component
- Y10T428/12583—Component contains compound of adjacent metal
- Y10T428/1259—Oxide
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
- Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
- Y10T428/12535—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.] with additional, spatially distinct nonmetal component
- Y10T428/12597—Noncrystalline silica or noncrystalline plural-oxide component [e.g., glass, etc.]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
- Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
- Y10T428/12535—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.] with additional, spatially distinct nonmetal component
- Y10T428/12597—Noncrystalline silica or noncrystalline plural-oxide component [e.g., glass, etc.]
- Y10T428/12604—Film [e.g., glaze, etc.]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
- Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
- Y10T428/12535—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.] with additional, spatially distinct nonmetal component
- Y10T428/12611—Oxide-containing component
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
- Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
- Y10T428/12639—Adjacent, identical composition, components
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
- Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
- Y10T428/1266—O, S, or organic compound in metal component
- Y10T428/12667—Oxide of transition metal or Al
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
- Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
- Y10T428/12771—Transition metal-base component
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Materials For Medical Uses (AREA)
- Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Abstract
본 발명은 초합금 타겟에 관한 것으로, 초합금 타겟은 랜덤 입자 배향의 다결정 구조를 갖고, 구조에서 평균 입자 크기는 20㎛보다 작고, 구조에서의 공극률은 10%보다 작다. 또한, 본 발명은 분말 야금 생산에 의해 초합금 타겟을 제조하는 방법에 관한 것으로, 분말 야금 생산은 초합금의 합금 분말(들)로부터 시작하고 합금 분말(들)의 스파크 플라즈마 소결(SPS) 단계를 포함한다.
Description
본 발명의 분야는 초합금(SA) 재료 분야, 특히 청구항 1항에 따른 초합금 스퍼터링 타겟 및 청구항 11항에 따른 분말 야금 생산에 의해 초합금 타겟을 제조하는 방법에 관련된다.
초합금은 몇 가지 주요 특성들을 나타낸다: 우수한 기계적 강도, 열 크리프 변형(thermal creep deformation)에 대한 내성, 우수한 표면 안정성 및 부식 또는 산화에 대한 내성. 결정 구조는 전형적으로 면 중심 입방 오스테나이트계
(face-centered cubic austenitic)이다. 이러한 합금의 예는 Hastelloy, Inconel, Waspaloy, Rene 합금, Haynes 합금, Incoloy, MP98T, TMS 합금 및 CMSX 단결정 합금이다. 초합금은 고체 용해 강화를 통해 고온 강도를 발생시킨다. 중요한 강화 메커니즘은 감마 프라임(gamma prime) 및 탄화물과 같은 2차 상 석출물을 형성하는 석출 강화(precipitation strengthening)이다. 산화 또는 내식성은 알루미늄 및 크롬과 같은 원소들에 의해 제공된다. 기본적으로 두 가지 유형의 초합금이 있는데, 하나는 코발트를 주 금속 성분으로 하는 Co-계 초합금으로, 예를 들어, 합금 원소로서 C, Cr, W, Ni, Ti, Al, Ir 및 Ta 이고, 다른 하나는 오늘날까지 가장 중요한 클래스는 니켈을 주 금속 성분으로 하는 Ni계 초합금이며, 이 초합금 그룹과 함께 사용되는 합금 첨가물의 단지 일부 예들로, Cr, Fe, Co, Mo, W, Ta, Al, Ti, Zr, Nb, Re, Y, V, C, B 또는 Hf를 들 수 있다.
본 발명의 한 가지 초점은 일반적으로 초합금의 열 및 마모 특성을 개선하고, 특히 에어로(aero) 및 산업용 가스 터빈(IGT) 응용에 대한 고압 및 저압 터빈 구성 요소와 같은 응용을 위한 것으로, 이에 의해 PWA 1483 및 CM 247-DS와 같은 Ni-계 초합금에 대한 몇몇 성공적인 실험이 이루어졌다.
γ-TiAl과 같은 TiAl계 초합금으로서의 알루미나이드계 합금 또는 고온 및 내마모성 합금을 형성하는 추가의 알루미나이드는 다음을 포함한다: Raney 니켈로도 알려진 NiAl 또는 NiAl3로서의 Ni-알루미나이드, Fe-알루미나이드, Hf-알루미나이드, Cr-알루미나이드, 예를 들어, Nb3Al 또는 NbAl3 인 Nb-알루미나이드, 예를 들어, Ta3Al 또는 TaAl3 인 Ta-알루미나이드, Pt-알루미나이드, Zr-알루미나이드 등은 초합금 조성물로 이해된다.
스파크 플라즈마 소결(SPS)은 분말 야금 제조방법으로, 이에 의해 분말 조성물은 바람직하게는 진공 하에서 DC 전류와 함께 2 개의 흑연 펀치 사이의 흑연 다이에서 바람직하게 가압되거나, 선택적으로, 펄스 DC-전류는 2 개의 펀치 사이에 동시에 인가되어 작업편, 이 경우에 타겟이 제조되는 공정을 형성하는 것을 보조한다. 이에 의해 DC 전류 또는 펄스 DC 전류는 초합금과 같은 전도성 샘플의 경우 분말 컴팩트 뿐만 아니라 흑연 다이를 직접 통과한다. 따라서, 열이 외부 가열 요소들에 의해 제공되는 종래의 열간 프레스와 달리 열 발생은 내부적이다. 이는 종래의 소결 기술과 비교하여 더 낮은 소결 온도에서 이론적 밀도에 근접하여 매우 높은 가열 또는 냉각 속도(최대 1000 K/분)를 가능하게 하여, 따라서 소결 과정은 일반적으로 매우 빠르다(수 분 이내). 공정의 일반적인 속도는 표준 치밀화 경로(standard densification routes)를 수반하는 조대화(coarsening)를 피하면서 나노 크기 또는 나노 구조로 분말을 치밀화할 가능성을 보장한다. 예를 들어, 이러한 절차의 경우 최대 1500A의 강도와 25V의 낮은 전압을 갖는 일련의 3ms DC 전류 펄스가 분말 샘플 및 압착 공구를 직접 통과할 수 있다. 고온, 산화 및 부식 환경에서 사용되는 재료에 대한 연구는 항공기, 가스 터빈 및 연소 엔진에 적용하기 위한 지속적인 노력이었다. 최종 활용도가 다르고 디자인과 치수의 차이에도 불구하고, 이 산업들의 트렌드는 같은 목표를 향해 가고 있는데, 이는 연료 소비를 줄이기 위해 엔진 효율을 지속적으로 개선하는 동시에 CO2 배출에 관한보다 엄격한 규정을 준수하는 것이다. 이것은 엔진을 더 높은 온도에서 가동시키는 것을 의미하며, 결과적으로 터빈 엔진의 다른 섹션에서 열악한 환경에서 작동되는 보다 견고하고 안정적이고 내성인 베이스 재료들에 대한 필요성이 증가한다. 초합금 또는 복합 재료와 같은 최첨단 재료를 사용하더라도, 높은 작동 온도에서 산화, 마모, 침식 및 부식에 대한 내성을 증가시켜 구성 요소의 수명을 개선하려면 코팅 기술은 우회될(by-passed) 수 없다. 수십 년 전에 도입된 코팅 기술이 새로운 공정과 새로운 코팅 재료를 사용하여 잘 확립되고 지속적으로 개선되고 있음에도 불구하고, 엔진 부품에서 생산되는 코팅 시스템은 복잡성을 증가시킨다. 따라서, 예를 들어, 층들 사이의 상호 작용, 표면 제조방법, 열처리 및 확산 문제가 점점 중요해지고 있다. 또한, 차세대 엔진의 요구 사항은 이러한 기존 기술의 한계와 필요한 속성을 제공할 수 없기 때문에 상당히 까다로운 문제이다. 가스 터빈의 전형적인 코팅 시스템은 일반적으로 본드 코트(bond coat), 열적으로 성장된 산화물 및 상부 세라믹층으로 구성된 여러층으로 구성된다. 산화로부터 터빈을 보호하기 위해 사용되는 본드 코트는 일반적으로 PtAl의 확산 공정, 전자빔 물리 기상 증착(EB-PVD) 또는 MCrAlY 에 대한 저압 플라즈마 분무(LPPS)에 의해 생성된다. 본드 코트 및 상부 세라믹층은 소위 열 차단 코팅(TBC)을 형성한다. 상부 세라믹 코팅은 다공성 코팅으로서 대기압 플라즈마 분무(APS) 또는 기둥 구조 코팅으로서 EB-PVD에 의해 제조된다. 본드 코트 디자인은 두 가지 정교한 계면를 구현해야하기 때문에 까다롭다: 하나는 넓은 온도 범위에서 기계적 안정성을 보장하기 위해 초합금 기판이고, 다른 하나는 우수한 산소 배리어를 제공하는 다공성 산화물이다. 이는 본드 코팅의 지능적인 설계뿐만 아니라 코팅 시스템(층 스택)의 제조에 높은 재현성을 필요로 함을 의미한다.
따라서, 본 발명의 과제는 목표는 증기압이 다른 요소로 구성된 코팅을 적용해야하는 경우, 예를 들어 PtAl과 같은 고가의 코팅 재료 및 복잡하고 다루기 어려운 EB-PVD와 같은 공정을 사용하는 최첨단 방법의 단점을 피함으로써 초합금에 대한 공지된 코팅 공정을 개선 및 단순화하는 것이다.
추가의 과제는 예를 들어 최신 코팅 시스템의 한계 및 무능력을 극복하기 위해 전체 성능 측면에서 기존 코팅을 개선하는 것이다.
따라서, 다음 단계를 포함하는 코팅 방법을 개시하는 것이 목적이다:
- PVD-코팅 유닛에 초합금(SA) 기판을 제공하는 단계;
- 코팅 유닛의 아크 증발원의 캐소드로서 초합금(SA) 타겟을 제공하는 단계;
- 기판 바이어스를 기판에 제공하는 단계;
- 초합금 타겟으로부터 진공 아크 증착에 의해 기판의 표면 상에 초합금 계면층(IF-1)을 증착하는 단계;
- 코팅 유닛에 산소를 함유하는 반응성 가스를 공급하는 단계;
- 진공 아크 증착에 의해 동일한 초합금 또는 다른 금속 조성의 전이층(TL)을 증착하여, 공정 분위기에서 반응 가스의 분압을 변화시킴으로써, 예를 들어, 반응 가스의 분압을 상승 및/또는 변화시킴으로써 층의 산소 함량을 (IF-1)에서 표면을 향하여 증가시킴으로써, 층의 산소 함량이 (IF-1)에서 표면을 향해 변화되는 단계;
- 전이층(TL)의 증착과 같이 더 높은 농도로 반응 가스를 함유하는 공정 분위기에서 진공 아크 증착에 의해 전이층에 이어서 전이층 내에 있는 것보다 더 많은 양의 초합금 산화물 또는 상이한 금속 산화물 조성을 포함하는 배리어층(IF-2)을 증착하는 단계.
전이층 내의 산소 함량의 임의의 변화는 단계적으로 또는 램프 방향으로 산소 함유 반응성 가스의 흐름을 증가/변동시킴으로써 및/또는 아크 소스의 전력을 변화시킴으로써 수행될 수 있다. 일반적으로 산소(O2) 가스가 반응성 가스로 사용되지만, 오존(O3)과 같은 다른 휘발성 산소 함유 화합물 등이 사용될 수 있다.
이러한 코팅 공정은 초합금과 본질적으로 동일한 조성을 갖는 초합금 타겟을 사용하여 수행될 수 있다. 이에 의해, 타겟 제조용 분말 조성물은 코팅될 초합금의 조성에 따라 선택되어 초합금 자체와 본질적으로 동일한 조성의 타겟을 생성한다.
이 경우 본질적으로 동일한 조성은 타겟에 대하여, SPS 또는 다른 분말 야금법에 의해 생성되면, 예를 들어, PWA1483의 Ni, Co 및 Cr과 같은 분말 혼합물의 약 9% 이상의 중량 퍼센트로 구성되는 주요 원소들의 제조 및/또는 EDX 측정 효과들로 인해, 원래의 분말 조성과 관련하여 ±20% 이하, 바람직하게는 ±10% 이하로 상이하지 않다는 것을 의미한다.
반응성 또는 비 반응성 공정에 사용되는 타겟에도 유사하게 적용되므로, 단일 분말 성분들에 대해 원래의 분말 조성물과의 차이가 약간 더 클 수 있다. 계면층(IF-1)의 조성과 본질적으로 동일한 조성이라는 용어의 의미에도 동일하게 적용된다. 그 중에서도 Ni-, Al-, C-, Co-, Cr-, Mo-, Ta-, Ti- 및 W-분말을 사용하여 하기 설명된 음극 진공 아크 코팅의 타겟이 생성된다. 대안으로, 초합금 고체를 분쇄함으로써 적합한 분말을 제조한 후 SPS 또는 다른 분말 야금법에 의해 타겟을 형성할 수 있다.
가장 기본적인 공정에서, 동일한 초합금 타겟(들)이 본드 코팅의 모든층을 증착하는데 사용되고 산소는 공정 가스로서만 사용된다. 예를 들어, 액적의 형성이 적고 완벽하게 맞는 IF-1층을 구축하기 때문에, 예를 들어, 결정학적 응집성 및 기판에 대한 에피택시를 참조하여, Ni-또는 Co-계 초합금에 대해 약 80 내지 99%의 fcc 결정 타겟 구조를 의미하는, 주로 동일한 결정 구조를 갖는 타겟을 제공하도록 공정 안정성 측면에서 유리한 것으로 입증되었다.
추가의 실시예에서, 다른 금속 조성물의 전이층 및/또는 다른 금속 산화물 조성물의 배리어층(IF-2)을 증착시키기 위해 추가의 금속 조성을 갖는 하나 이상의 추가의 타겟이 제공된다. 이것은 추가의 원소 또는 복합 타겟들을 코팅 유닛에 제공함으로써 수행될 수 있다. 이것은 초합금 타겟과 코-아킹(co-arcing)하거나 및/또는 추가 금속 조성물의 타겟 중 하나 이상을 단독으로 아킹함으로써 수행될 수 있으며, 두 유형의 타겟들이 각각의 코팅을 증착시키기 위해 사용되는 전이 단계가 바람직하다.
이에 의해, 추가 금속 조성물의 타겟의 조성이 선택되어, 상이한 금속 조성 및/또는 상이한 금속 산화물 조성의층이 추가의 금속 조성의 타겟으로부터 단독으로 또는 초합금 타겟과 코-아킹함으로써 증착될 수 있다.
대안으로, 또는 추가 금속 조성의 상기 언급된 타겟의 사용과 함께, 증착될 추가 금속을 포함하는 가스 전구체가 초합금 타겟의 진공 아크 증착과 병행하여 PVD 코팅 유닛으로 도입되어, 상이한 금속 조성의 전이층 및/또는 상이한 금속 산화물 조성의 배리어층(IF-2)을 증착시킬 수 있다. 이러한 전구체는 불활성 또는 반응성 가스에 대한 공급 라인을 사용하거나 별도의 라인에 의해 코팅 유닛으로 도입될 수 있다.
일반적으로 전이층 내의 적어도 주요 금속 성분과 IF-2 내의 주요 금속 성분의 비율이 대략 동일할 것이라는 사실에도 불구하고, 예를 들어, 상이한 금속 조성의 2 개 이상의 타겟의 공동-아킹(co-arcing) 및 하나 이상의 타겟의 각각의 전력 입력을 변경하거나 하나 이상의 가스 전구체의 흐름을 변화시키거나 또는 언급된 방법들의 조합을 각각 적용함으로써 임의의 금속의 비율은 각층 사이에서 또는층별로 또는 단계적으로 변화될 수 있다. 이러한 금속 함량의 변화는 다공성 산화물 증착 전에 높은 알루미늄 함유 표면의 고온 산화에 의해 형성된 표준 TBC 설계에 있는, 산화 배리어 특성들을 갖는 산화물을 형성할 때 특히 적용될 수 있다.
PVD 인-시츄(in-situ) 공정에서 산화물 형성에 의해 고온 산화를 대체하는 것이 본원에 설명된 새로운 PVD 본드 코트 설계의 목표 중 하나이다. 다른 실시예에서, 계면층(IF-1)은 초합금 기판의 결정 구조와 일치하는 결정 구조로 증착된다. 이에 의해 초합금 SA의 각 표면 위치의 결정 구조를 반영하는 에피택셜 성장 구조가 증착될 수 있다. 다결정성, 방향성 응고(DS) 또는 단결정(SX) SA-표면에 적용된 이러한 응집성 및 특히 에피택셜 성장 결정 구조는 내 산화성 및 접착성 측면에서 전체 코팅의 우수한 특성을 제공하는 것으로 입증되었다.
바람직하게는 배리어층(IF-2)의 상이한 금속 조성의 초합금 산화물 및/또는 산화물은 반응성 가스 분위기에서 산소 잉여로 증착된다. 산소 원자 대 금속 원자의 비(=잉여)는 배리어층(IF-2)을 증착시키는 동안 증발되는 초합금 금속 및/또는 다른 금속 조성물로부터 열역학적으로 안정한 산화물, 특히 가장 안정한 산화물을 형성하기 위해 적어도 1.5, 또는 적어도 5 일 수 있다. 이에 의해, 본질적으로 화학량론적 산화물, 특히 초합금 또는 상이한 금속 조성물의 대부분 또는 심지어 모든 금속 원소 및/또는 합금에 대해 열역학적으로 가장 안정적인 상을 포함하는 배리어층이 형성될 수 있다. 이러한 배리어층(IF-2)은 예를 들어 다결정질 SA의 표면 상에 증착된 계면층(IF-1)의 랜덤 입자 배향(random grain orientation)의 다결정질 구조와 매우 다른 조밀한 주상 구조를 나타낸다.
배리어층과 달리, 계면층은 임의의 공정 가스없이 순수한 금속 증기로 증착될 수 있다.
대안으로, 불활성 기체 공급물은 코팅 유닛을 제공하여 공정 기체를 포함하는 불활성 기체에 계면층(IF-1), 전이층 및 배리어층(IF-2) 중 하나 이상을 증착시킬 수 있다. 공정 압력, 아크 전류 및 기판 바이어스와 같은 필수 코팅 파라미터를 참조하여 다음이 언급된다.
계면층(IF-1)을 증착하는데 사용된 공정 압력 범위는 불활성 가스가 사용되지 않은 경우 0.1mPa 내지 100mPa 사이였다. 불활성 기체를 첨가하여, 압력을 약 0.1 Pa 내지 5 Pa로 증강시켰다. 계면층에 대한 추가 공정 파라미터 :
초합금 타겟을 갖는 아크 전류 : 80 A 내지 250 A;
기판 바이어스 : -20V ~ -800V DC 및 바이폴라 펄스 바이어스.
산소 반응성 가스에 전이층(TL)을 증착하는데 사용된 공정 압력 범위는 불활성 가스를 첨가하거나 첨가하지 않은 상태에서 0.1 Pa 내지 5 Pa였다. 일반적으로 전이층의 증착 동안 공정 압력은 계면층(IF-1, 위 참조)을 증착하는데 사용되는 반응성 가스가 없는 매우 낮은 공정 압력에서 다량의 반응성 가스(아래 참조)로 배리어층(IF-2)을 증착시키기 위해 공정 압력으로 증가되었다.
전이층에 대한 추가 공정 파라미터 :
초합금 타겟을 갖는 아크 전류 : 80A 내지 200A;
추가 금속 조성의 타겟을 갖는 아크 전류 : 60A 내지 200A;
기판 바이어스 : -20 V ~ -800 DC 및 단극 및 양극 펄스.
불활성 가스가 사용되지 않은 경우 0.1 Pa 내지 8 Pa 인 배리어층(IF-2)을 증착하는데 사용되는 공정 압력 범위.
불활성 기체를 첨가하여, 압력을 약 0.2 Pa 내지 10 Pa로 증강시켰다. 계면층에 대한 추가 공정 파라미터 :
초합금 타겟을 갖는 아크 전류 : 60A 내지 200A;
추가 금속 조성의 타겟을 갖는 아크 전류 : 60A 내지 220A;
기판 바이어스 : -20V ~ -600V DC, 우선적으로 단극 또는 양극 펄스.
추가의 금속 조성물의 타겟의 조성물이 선택되어 상이한 금속 조성 및/또는 상이한 금속 산화물 조성의층들은 추가의 금속 조성의 하나 이상의 타겟으로부터 단독으로 또는 하나 이상의 초합금 타겟과 코-아킹함으로써 증착될 수 있다. 대안으로, 또는 전이 및/또는 배리어층에 증착될 하나 이상의 추가 금속을 함유하는 추가의 전구체가 사용될 수 있다. 본 방법이 분말 야금 공정에 의해 생성된 초합금 타겟을 사용하는 것이 유리한 것으로 입증되었다. 이러한 공정의 예는 열간 프레싱, 열간 등압 프레싱(HIP) 및 특히 스파크 플라즈마 소결(SPS)이다.
본 발명은 초합금 타겟의 제조에 관한 것이며, 여기서
- 초합금 타겟은 랜덤 입자 배향의 다결정 구조를 가진다.
- 구조의 평균 입자 크기가 20㎛보다 작다, 및
- 구조의 공극률은 10%보다 작다.
본 발명의 추가 실시예에서, 초합금 타겟은 초합금이 주 금속 성분으로서 코발트를 갖는 Co-계 초합금인 것을 특징으로한다.
본 발명의 추가 실시예에서, 초합금 타겟은 합금 원소로서 C, Cr, W, Ni, Ti, Al, Ir 및 Ta 중 하나 이상의 원소를 포함하는 Co-계 초합금으로 제조된다.
본 발명의 추가 실시예에서, 초합금 타겟은 초합금이 주 금속 성분으로서 니켈을 갖는 Ni계 초합금인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 추가 실시예에서, 초합금 타겟은 합금 원소로서 Cr, Fe, Co, Mo, W, Ta, Al, Ti, Zr, Nb, Re, Y, V, C, B 및 Hf 중 하나 이상의 원소를 포함하는 Ni계 초합금으로 제조된다.
본 발명의 추가 실시예에서, 초합금 타겟은 초합금이 알루미나이드계(aluminide-based) 합금인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 추가 실시예에서, 초합금 타겟은 알루미나이드계 초합금, TiAl계 초합금, Ni-알루미나이드, Fe-알루미나이드, Hf-알루미나이드, Cr-알루미나이드, Nb-알루미나이드, Ta-알루미나이드, Pt-알루미나이드 또는 Zr-알루미나이드로 구성된다.
본 발명의 다른 실시예에서, 초합금 타겟은 결정학적 일관성(coherence) 및 에피택시와 관련하여 주로 동일한 결정 구조를 갖는다.
본 발명의 추가 실시예에서, 초합금 타겟은 Ni계 초합금 또는 Co계 초합금이며, 여기서 fcc 결정 구조의 비율은 80 내지 99%의 범위이다.
본 발명의 추가 실시예에서, 초합금 타겟은 유사한 격자 상수를 갖는 상이한 금속 간 상들을 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에서, 초합금 타겟은 석출물을 포함한다.
본 발명의 추가 실시예에서, 초합금 타겟은 신규 타겟의 XRD 패턴이 주요 피크들을 나타내는 것을 특징으로 하는데, 주요 피크들은 fcc 입방으로 인덱스될 수 있고 작동된 타겟에 대한 XRD 패턴은 신규 타겟 표면에 대해 관찰된 것과 유사한 fcc 입방 상을 나타낸다.
본 발명은 또한 분말 야금 생산에 의해 초합금 타겟을 제조하는 방법에 관한 것이며, 분말 야금 생산은 초합금의 합금 분말(들)로부터 시작되며, 다음 단계를 포함한다 :
- 합금 분말(들)의 스파크 플라즈마 소결(SPS).
본 발명의 추가 실시예에서, 초합금 타겟의 제조방법은 스파크 플라즈마 소결이 액체 상의 형성 없이 1000 내지 1350 ℃의 온도 범위에서 수행되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 추가 실시예에서, 초합금 타겟의 제조방법은 초합금 타겟의 상들의 합성이 분말(들)의 제조 동안 일어난다는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 초합금 타겟의 제조방법은 분말 조성물이 진공하에 2 개의 흑연 펀치들 사이의 흑연 다이에서 가압되고 DC 전류 또는 펄스 DC 전류가 동일하게 인가되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 추가 실시예에서, 초합금 타겟을 제조하는 방법은 합금화된 분말(들)이 초합금 고체를 분쇄함으로써 생성되는 것을 특징으로 한다.
다른 변형에서, 추가의 바람직하게는 다공성 세라믹 상층이 추가 공정 단계에서 배리어층(IF-2)의 표면에 적용된다.
이러한 상부층은 예를 들어 폭발 스프레이, 와이어 아크 스프레이, 불꽃 스프레이, 고속 산소 연료 코팅 스프레이(HVOF), 고속 공기 연료(HVAF), 웜 스프레이, 콜드 스프레이와 같은 열 스프레이 기술, 이러한 상부층은 예를 들어 폭발 스프레이(detonation spraying), 와이어 아크 스프레이(wire arc spraying), 불꽃 스프레이(flame spraying), 고속 산소 연료 코팅 스프레이(high velocity oxy-fuel coating spraying, HVOF), 고속 공기 연료(high velocity air fuel, HVAF), 웜 스프레이(warm spraying), 콜드 스프레이와 같은 열 스프레이 기술에 의해 적용될 수 있다. 바람직하게는 플라즈마 스프레이(cold spraying) 또는 진공 플라즈마 스프레이에 의해 적용될 수 있다. 상기 기재된 바와 같은 코팅 방법을 포함하는 코팅된 초합금 작업편을 제조하는 방법이 추가로 개시된다. 이러한 작업편은 예를 들어 산업용 가스 터빈(industrial gas turbines) 또는 터빈 블레이드(turbine blades), 베인(vanes) 또는 이와 유사한 항공기 엔진의 고온 영역에서 사용되는 임의의 부품들일 수 있다.
추가로 다음을 포함하는 초합금 작업편이 개시된다 :
- 초합금 기판
- 초합금 기판의 표면에 직접적으로 본질적으로 동일한 초합금 조성의 계면층(IF-1), 이어서
- 본질적으로 동일한 초합금 및 초합금 산화물 또는 상이한 금속 조성 및 상이한 금속 산화물의 전이층(TL)으로, 전이층의 산소 함량은 IF-1로부터
- 초합금 산화물 또는 상이한 금속 산화물의 배리어층(IF-2)를 향하여 증가한다.
이에 의해 IF-1은 초합금 기판의 표면의 결정 구조에 대하여 결정 구조 응집성 또는 심지어 에피택셜을 가질 수 있다.
전이층의 산소 함량은 단계적으로 또는 점차적으로 IF-1에서 IF-2로 증가할 수 있다. 전이층에서 상이한 금속 조성은 하나 이상의 추가 원소에 의해 본질적으로 동일한 초합금 조성과 상이할 수 있다. 또한, 배리어층의 상이한 금속 산화물의 금속 조성은 산화물 형태로 존재할 하나 이상의 추가 금속에 의해 다를 수 있다.
하나 이상의 추가 원소는 1.4 폴링(Pauling) 이하의 전기 음성도를 가질 수 있다. 이러한 낮은 전기 음성도는 전형적으로, 예를 들어 이러한 금속이 산화물을 형성하는 경향이 적은 고체 상태의 금속 매트릭스에 분산될 때 산소에 결합할 가능성이 높은 금속에 대한 것이다. 이러한 추가 원소는 란탄족, 바람직하게는 La, Er 또는 Yb 중 적어도 하나일 수 있다. 대안으로, 상이한 금속 조성은 하나 이상의 원소의 농도 또는 하기 추가 원소 중 하나 이상의 농도 및/또는 첨가에 의해 초합금 조성과 상이할 수 있다 : Mg, Al, Cr, Er, Y, Zr, La, Hf, Si.
추가 원소들의 적어도 일부는, 결정 입자 내 및/또는 전이층(TL) 및/또는 배리어층(IF-2)의 입자 경계들을 따라 분산 강화 산화물(ODS)로서, 고용체(SS)로 산화되고 증착될 수 있다.
전기 음성도가 낮은 이러한 금속들, 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 란타나이드, 악티늄 족 및 원소 주기율표의 3, 4 족 금속(전이 금속)과 같은 금속들은, 이러한 금속들이 다결정질 고체의 입자 경계를 따라 위치하고 산소 원자의 확산에 의해 산화되는 경우, 고체 주요 매트릭스의 결정 입자 내에 고용체(SS)를 형성하거나 산화 분산 강화(ODS) 고체 본체들을 형성하는 경향이 있는 것으로 알려져 있다. 이러한 열역학적으로 안정한 재료(SS 및/또는 ODS)의 사용은 소량의 이러한 산화물 형성 요소(약 2 vol%)만 첨가함으로써 이러한 합금, 예를 들어 초합금을 강화하는 산화물 분산 경화 공정으로부터 알려져 있다. 그러나, 본 발명에 따른 코팅이 증착될 때 코팅에 대해 유사한 효과가 입증될 수 있는 것은 처음이다.
전이층에서 부분 산화된 초합금에 의한 SS 및/또는 ODS 강화 효과가 나타날 수 있다.
전이층에서 하나 이상의 금속 원소 또는 실리콘의 농도는 단계적으로 또는 점진적으로 IF-1에서 IF-2로 조절되거나 증가될 수 있다.
상이한 금속 산화물은 하기 산화물 중 하나 이상 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다 :
산화 알루미늄, 알루미늄-크롬옥시드(aluminium-chromiumoxid), 에르븀옥시드(Erbiumoxid), 이트륨옥시드(yttriumoxide), 이트륨-알루미늄옥사이드(yttrium-aluminiumoxide), 마그네슘-알루미늄 옥사이드(magnesium-aluminiumoxide), 알루미늄-실리콘 옥사이드(aluminium-siliciumoxide), 하프늄-실리콘 옥사이드(hafnium-siliciumoxide).
이에 의해 산화 알루미늄 또는 알루미늄-크롬 산화는 강옥 결정 구조(corundum crystal structure)를 포함하는 Al2O3 또는(AlCr)2O3 일 수있고, 에르븀옥시드 또는 이트륨옥시드는 입방정 결정 구조를 포함하는 Er2O3 또는 Y2O3 일 수있고, 각각의 결정 구조의 55% 초과, 바람직하게는 75% 초과는 각각 강옥 또는 입방 결정 구조일 수 있다.
상이한 금속 산화물은 알루미늄 함유 산화물을 포함할 수 있고 TL 및/또는 IF-2층은 다량의 금속 알루미늄을 갖는 알루미늄-액적들 또는 액적들을 포함할 수 있다. 예를 들어 강옥 구조에서 알루미늄-크롬 산화물을 포함하고/포함하거나 전이 및/또는 배리어층에서 SS 또는 ODS로 분산된 산화물의 경우, 층은 또한 높은 함량의 금속 크롬을 갖는 액적을 포함할 수 있다.
예로서, IGT 및 에어로 적용에 사용하기 위해, 세라믹 상부층이 본드 코트의 상부에서 배리어층(IF-2)의 표면 상에 터미널층으로서 제공될 수 있다. 이러한 상부층은 고온 적용으로 열 팽창을 더 잘 적응시키기 위해 다공성 구조로 제조될 수 있다.
연속으로 구성된 본드 코트에 대하여
- 계면층(IF-1)
- 전이층(TL) 및
- 배리어층(IF-2)
모든 코팅 두께에서 다음이 선택될 수 있다:
1㎛ ≤ dbond ≤ 200㎛
계면층(IF-1)의 층 두께 :
0.01㎛ ≤ dIF-1 ≤ 20㎛
전이층(TL)의층 두께 :
0.1㎛ ≤ dTL ≤ 100㎛
배리어층(IF-2)의층 두께 :
1㎛ ≤ dIF-2 ≤ 50㎛
에어로 또는 IGT 적용을 위한 열 스프레이 세라믹 상부층의 두께는 10㎛ 내지 3 mm 사이에서 선택되었으며 탁월한 접착력과 내마모성을 나타내었다.
이하에서, 실시예 및 도면이 제공된다. 또한, 본 명세서 또는 청구범위에서 명시적으로 언급되지 않은 경우, 본 발명의 임의의 실시예, 변형 또는 실시예들의 임의의 조합은, 당업자에게 역기능인 것으로 인식될 수 없는 한 본 발명의 일부인 것으로 간주된다.
이하에서, 본 발명은 실험적인 세부 사항 및 도면들에 의해 예시적으로 설명된다.
도 1 내지 8은 다음을 도시한다:
도 1은 본드 코트의 층 개념 및 실시예이다;
도 2는 신규 및 작동된 타겟의 XRD 패턴이다;
도 3은 SA-T 표면의 현미경 사진 및 EBSD이다;
도 4는 SA-T 표면의 TEM 이미지이다;
도 5는 EDX 맵핑(mapping)이다;
도 6은 명-시야 및 암-시야 현미경 사진, 라인 스캔이다;
도 7은 사파이어에 대한 도 2와 유사한 XRD이다;
도 8은 층 스택 : STEM 명-시야, TKD, 품질 맵이다;
도 9는 TEM 현미경 사진 계면이다.
도 1 내지 8은 다음을 도시한다:
도 1은 본드 코트의 층 개념 및 실시예이다;
도 2는 신규 및 작동된 타겟의 XRD 패턴이다;
도 3은 SA-T 표면의 현미경 사진 및 EBSD이다;
도 4는 SA-T 표면의 TEM 이미지이다;
도 5는 EDX 맵핑(mapping)이다;
도 6은 명-시야 및 암-시야 현미경 사진, 라인 스캔이다;
도 7은 사파이어에 대한 도 2와 유사한 XRD이다;
도 8은 층 스택 : STEM 명-시야, TKD, 품질 맵이다;
도 9는 TEM 현미경 사진 계면이다.
본 개시에 의해, 도 1a에 도시된 층 개념이 도입된다. 이 접근법은 벌크 초합금 기판(SA-S)에 대한 "기판-동일(substrate-identical)" 계면층(IF-1) 및
IF-1로부터 제 2계면층으로 끝나는 부분적으로 또는 완전히 산화된 코팅, 본원에서 또한 배리어층(IF-2)으로의 후속 전이층(그레이드층, graded-layer)의 형성에 기초한다. 이 IF-2는 TBC의 설계에 사용되는 다공성 산화물에 대한 산소 확산 배리어 및/또는 핵 생성층일 수 있다. 또한 초합금 증기의 산화 동안 형성된 ODS 코팅 또는 산화물의 혼합물일 수 있다. 전체층 스택은 PVD(Physical Vapor Deposition)에 전형적인 진공 조건하에서 하나의 공정으로 합성된다. 비 반응성 및 반응성 아크 증발은 현장 처리에 의해 이 코팅 디자인을 생성하는데 사용된다. 다결정 초합금의 기본 본드 코트의 실시예가 도 1b에 도시되는데, 초합금 베이스와 매우 유사하거나 심지어 동일한 계면, 산소 농도와 관련하여 그레이드가 형성되는 전이층을 포함하는데, 이는 산소 함량이 계면으로부터 본 발명에 따른 산화된 초합금인 배리어층까지 증가하는 것을 의미한다.
기판뿐만 아니라 타겟도 표 1, 2 컬럼에 열거된 화학 조성을 갖는 분말로부터 제조되었다. 이 조성은 초합금 PWA1483의 사양에 해당한다. 그러나, 기판 및 타겟은 대략 1200℃ 및 30MPa에서 스파크 플라즈마 소결(PLANSEE Composite Materials GmbH)에 의해 제조되었다. 따라서,이 물질은 용융 및 주조에 의해 생산되는 산업적으로 이용되는 벌크 물질과는 다를 가능성이 있다. 이와 관련하여 다음 사항을 언급하는 것이 중요하다:
- 구조의 평균 입자 크기는 50㎛보다 작고, 바람직하게는 20㎛보다 작으며,
- 분말 야금 제조는 바람직하게는 원소 분말의 혼합물로부터 대신 합금 분말로부터 출발하고,
- 이에 의해 상의 합성은 SPS 공정이 아닌 분말의 제조 동안 발생하며,
- 이와 같이 제조된 타겟은 텍스처가 없으며, 즉 임의의 입자 배향(예 : EBSD로 측정)으로 특성화되는데, 이는 용융 야금으로 제조된 타겟과는 매우 다르며,
- SPS 공정에 의해 생성된 구조물의 기공률은 10% 미만 또는 바람직하게는 5% 미만으로 조정되고,
- SPS 공정은 1000 내지 1350℃의 온도 범위, 바람직하게는 1100 내지 1300℃의 온도 범위에서 액체 상의 형성을 포함하지 않고 수행된다.
이를 고려하여 기판으로 사용되는 경우 이 재료를 초합금 기판(SA-S)으로 명명하고, 증발에 대한 타겟으로 사용하는 경우 초합금 타겟(SA-T)으로 명명한다. 이 재료로 작은 디스크(Φ 60 mm)가 생산되고, SA-S에 대하여(30 mm x 10 mm x 5 mm) 크기로 가공된다. 동일한 공정에서, SA-T 디스크(Φ 150 mm)가 제조되었다.
표 2는 하기에 논의된 실시예에서 SA-T를 캐소드로서 사용하는 음극 아크 증발에 사용되는 주요 공정 파라미터들을 열거한다.
증착 전에, 공정 챔버를 0.02 Pa 미만으로 배기시키고, 기판에 대한 충분한 코팅 접착을 보장하기 위해 표준 가열 및 에칭 단계들이 수행되었다. 비 반응성 공정(금속 증기만)에 대해 45분의 순 증착 시간이 선택되었고 산소에서 반응성 공정에 대해 240분으로 증가되었다. 이는 순수한 산소 반응성 가스에서 SA-T의 증발 속도가 감소하여 코팅 두께가 각각 1.5㎛(반응성) 및 2.2㎛(비 반응성)이기 때문이다. 캐소드는 금속 증기에서만 140 A의 DC 아크 전류로, 또는 Oerlikon Surface Solutions AG의 INNOVA 배치-형 생산 시스템을 사용하여 800 sccm 산소의 가스 흐름(반응 공정)으로 작동시켰다. 사파이어 기판과 함께 SA-S는 대략 550℃의 기판 온도에서 코팅되었다. 하나의 아크 소스 만이 증착에 이용되었다. 주파수 25 kHz 및 음의 펄스 길이 36㎲ 및 양의 펄스 길이 4㎲ 를 갖는 40 V의 대칭 바이폴라 바이어스 전압이 산소 처리 동안 기판에 인가되었다. 타겟 표면을 LEO 1530 주사 전자 현미경(SEM)으로 분석하였다. SA-T 및 SA-S의 화학적 조성은 SEM에서 에너지-분산 X-선 분광법(EDX)에 의해 측정되었다.
다결정 타겟 물질의 연마된 슬라이스에 대한 XRD 측정은 평행 빔의 생성을 위한 미러가 장착된 Bruker D8 Davinci 회절계 및 Cu-Kα 방사선을 사용한 LynxEye 1D 검출기로 수행되었다.
측정은 5-140°에서 2θ/ω모드에서 수행되었다. 위상 분석을 위해 소프트웨어 Diffrac. Bruker의 Eva V4.1가 Journal of Applied Crystallography 42(2009) 726-729에 공개된 결정 구조의 오픈-액세스 모음(open-access collection)인 crystal open database(COD)와 함께 사용되었다. 기존 전자 백스캐터 회절(EBSD) 분석은 Digiview IV EDAX 카메라를 사용하여 Tescan의 이중 FIB FEG-SEM Lyra3 에서 SA-T 표면에 대해 수행되었다. 20kV의 가속 전압 및 5nA의 방출 전류가 사용되었다. 또한, Transmission-EBSD 또는 Transmission Kikuchi Diffraction(TKD)은 약 100nm 두께의 리프트-아웃(lift-out) 시편에서 수행되었으며, 3mm 작동 거리로 폴 피스(pole piece)에 대해 프리-틸트(pre-tilt) 각도가 20°인 홀더에 장착되었다. 빔 조건은 30 kV 및 5 nA였다. 30 kV 및 1.5 pA Ga 이온을 사용하여 수행된 이온 채널링 콘트라스트 이미징에 의해 화학적 분리를 분석하였다. 리프트-아웃 라멜라(lift-out lamellae)는 최종적으로 EDAX EDS 시스템이 장착된 JEOL JEM 2200fs 에서 투과 전자 현미경(TEM)에 의해 분석되었다.
신규 타겟(캐소드) 분석
스파크 플라즈마 소결에 의해 제조된 SA-T의 화학적 조성은 EDX에 의해 조사되었다. 분석해야 할 요소가 많고 이 방법에 대한 민감도가 다르기 때문에, 정량 분석이 어렵다. 그러나 물질의 유사성은(C를 제외하고) 질적 비교를 허용한다. 표 1은 제 3 컬럼의 총 원소 조성과 관련한 숫자 및 제 4 컬럼의 분말 조성물과의 차이(Δ)를 갖는 제조된 타겟의 제조된 신규 표면에 대한 결과를 나타낸다. 탄소와 탄탈을 제외하고, 원래 분말과의 구성과 잘 일치한다. XRD 분석에 의해 수득된 신규 타겟 표면의 결정 구조를 비 반응성 공정에서 아크 조작 후 타겟 표면과 비교하였다. 2θ/ω스캔이 도 2에 도시된다. 신규 타겟(점선)의 XRD 패턴은 몇 개의 주요 피크를 나타내며, 이는 a = 3.59Å 인 fcc 큐빅(Fm-3m)으로 인덱스될 수 있다. 초합금이 구성되어 있는 다양한 원소(표 1)에서 관찰되는 회절 패턴은 이 입방 격자와 일치한다. 개별 원소 외에도 Cr2Ni3, Al2.6Ni10.7Ta0.7, Ni0.9Ta0.1, Ni17W3, Co0.87W0.13, Ni3.28Ti0.72, Ni0.85W0.15 와 같은 다양한 금속 간 화합물 또는 CrNi는 인덱스될 수 있고 관찰 된 fcc상의 잠재적 후보로 간주될 수 있다. 1% 미만의 강도를 갖는 피크가 또한 신규 타겟 표면의 XRD 패턴에서 나타날 수 있다. 이들은 표면 산화의 결과로서 형성되는 탄탈륨 산화물상의 XRD 패턴에 속할 수 있다. XRD 패턴의 피크는 신규 타겟 표면에 대해 관찰된 것과 유사한 fcc 입방(Fm-3m) 상으로 작동된 타겟(연속 라인)에 대해 밝혀졌다. 그러나, 작동된 타겟의 피크는 단위 셀 파라미터 a가 신규 타겟의 경우 3.59Å에서 작동된 타겟의 경우 3.58Å로 감소함을 나타내는 더 높은 각도로 약간 이동된다. 동시에, 작동된 타겟의 피크는 신규 타겟의 피크보다 좁으며, 이는 타겟 표면에서의 재결정화 공정 및 결과적으로 더 큰 결정의 형성으로 인한 것일 수 있다. X-선 회절 분석으로부터 상이한 금속 간 화합물의 존재는 TEM 측정 결과와 일치한다. 이들은 이러한 초합금 재료가 실제로 다른 금속 간 화합물로 구성되어 있음을 확인한다(아래 참조). 20kV 빔 전압을 사용하여 후방 산란 전자를 갖는 SEM으로부터 얻어진 SA-T 표면의 현미경 사진이 도 3a에 표시되어 있다. 후방 산란 이미지의 대비는 주로 입자 배향(grain orientation)으로 인한 것이다. 이것은 조사된 표면의 상응하는 EBSD 결정 방위 맵에 의해 검증되었으며, 이는 도 3b에서 흑백 버전으로 도시된다. EBSD 분석은 평균 입자 크기가(5.9 ± 3.1)㎛ 인 88% 높은 각도 및 12% 낮은 각도 입자 경계 및 7% Σ3 트윈(twin)(60°@(111)) 경계를 나타낸다. 도 3a의 관찰된 후방 산란 이미지에서 백색 반점은 티타늄 및 탄탈륨이 풍부한 석출물로서 TEM에서 확인되었다. 상이한 입자를 갖는 확대된 섹션이 도 4a 및 4b의 명-시야 및 암-시야 주사 투과 전자 현미경 이미지에 각각 도시된다. 이 세부 사항의 EDX 맵핑이 도 5에 도시된다. 이 맵핑은 Cr(하기 도 5b), Co(도 5c) 및 Mo(도 5g)가 입자 내에서도 함께 분리되어 있음을 나타낸다. Ni(도 5a), Al(도 5h), Ti(도 5e) 및 Ta(도 5d)도 마찬가지이다. 또한, 맵핑은 석출물이 주로 Ta 및 Ti로 구성됨을 시사한다. 앞서 언급한 바와 같이, 제조 및 작동된 타겟의 표면에서 얻은 XRD 패턴은 서로 다른 금속 간 화합물이 잠재적 후보가 될 수 있는 fcc 상으로 인덱스될 수 있다(도 2). 이 가정은 STEM 조사에 의해 뒷받침되는데, 입자 내에서 그리고 입자 사이에서 화학적 분리가 관찰되었다. 도 6은 2 개의 입자 경계에 걸친 전이에 대한 명-시야(6a) 및 암-시야(6b) 현미경 사진을 예로서 도시한다. 도 6a의 화살표는 도 6c에 도시된 EDX 라인 스캔이 수행된 위치를 나타낸다. 우세한 원소의 질적 분포가 도시되며 조사된 두 입자 사이에서 크게 변한다. Ni/Al과 Co/Cr의 분리가 관찰 가능하며 이는 도 5에 표시된 맵핑과 잘 일치한다. 이것은 많은 유사한 라인 스캔의 경우이며, 이는 격자 상수가 매우 유사한 하나 이상의 fcc상의 존재를 나타낸다. 타겟의 분석은 스파크 플라즈마 소결 공정이 거의 임의의 결정 배향의 다결정 구조를 갖는 타겟 물질을 생성함을 나타낸다. 또한, 분석은 유사한 격자 상수를 갖는 상이한 금속간 상의 존재 및 생성된 물질에서 석출물의 존재를 입증한다.
작동된 타겟 분석
다음 단계에서, 제조된 타겟은 캐소드로서 이용되고 아크에 의해 증발되었다. 증발은 표 2에 언급된 조건 하에서 수행되었다. 비 반응성 공정에서, 증발 동안 추가 기체가 이용되지 않았다. 이 접근법은 가스 원자와의 다중 산란으로 인해 증착된 코팅에서 액적의 감소된 혼입을 포기하지만, 이는 더 높은 에너지에서 코팅 응축을 지지하는 금속 증기의 더 높은 이온화 및 더 높은 운동 에너지를 유지할 수 있게 한다. 반응성 공정은 산소에서만 수행되었다. 산소 흐름의 값은 약 4 내지 5의 산소 대 증발된 금속 원자비를 보장하여 코팅의 거의 완전한 산화를 초래하는 IF-2(산화된 초합금층)를 생성하도록 선택되었다. 비 반응성 공정 A 및 반응성 공정 B 후 타겟의 화학적 조성이 EDX로 측정되고, 원래의 분말 조성(5 내지 8 번째 컬럼)과의 차이(Δ)와 함께 표 1에 제시하였다. 타겟 표면의 분석은 비 반응성에서 반응성 공정으로의 Al 및 Cr의 약간의 감소를 나타내지만, 다른 타겟 원소에 대한 조성의 급격한 변화는 없음을 나타낸다. 비 반응 모드에서 아크 작동 후 타겟 표면의 XRD 패턴은 도 2에 도시된다(연속 라인). 신규 타겟(점선)과 비교할 때 작동된 타겟의 피크는 더 좁아지고 더 높은 각도로 이동한다. 이들은 또한 fcc 입방상(Fm-3m)에 할당될 수 있다. 작동된 타겟의 평균 단위 셀이 약간 더 작으며 격자 매개 변수가 3.584Å(작동 전)에서 3.568Å(작동 후)로 감소되고, 감소된 반값 전폭(FWHM)은 타겟 표면에서의 재결정 과정을 나타낸다.
코팅 합성
타겟의 화학적 조성이 또한 코팅에서 유지될 수 있는지를 조사하기 위해 비 반응성 처리에 의해 표 2에 주어진 공정 A의 파라미터로 코팅을 합성하였다. EDX에 의해 수득된 조성물은 표 3에 표시되며, 두 경우 모두 코팅 A는 계면층(IF-1)의 조성을 갖는다. EDX가 민감하고 정확하지 않은 C를 제외하고, 분석은 Al 농도에 대해서만 나타내고, Ti 농도에 대해서는 코팅의 감소를 나타낸다. SA-S 기판상의 코팅의 초기 XRD 분석을 수행하였다. 코팅 및 SA-S는 매우 유사한 격자 상수를 가지므로, 관찰된 브래그 반사(Bragg reflections)는 코팅에 명백하게 할당될 수 없다. 따라서 사파이어 기판의 코팅에 대해 측정이 반복되었다(도 7).
a = 3.60Å(검은 선, 피크의 왼쪽)을 갖는 M-1로 표시되는 두 개의 관찰된 위상 중 첫 번째는 코팅되지 않은 SA-S(a = 3.59Å)의 위상과 거의 동일하다(도 7). 제 2 위상 M-2(회색 선, 피크의 오른쪽)의 반사는 더 높은 2θ 각도(a = 3.56Å)로 시프트된다. 이것은 사파이어 기판의 핵 형성 거동이 약간 다르다는 것을 나타낸다. 상 M-2의 격자 상수는 대략 3.56Å인 것으로 결정되었다. 타겟(및 기판) 물질에 대한 TEM 조사는 이미 하나 이상의 금속간 상과 EDX 맵핑을 나타내었으며, 함께 분리되는 석출물 외에 둘 이상의 원소 그룹이 있음을 보여준다. 이 두 그룹은 서로 다른 온도에서 응축되어 이 상 분리를 초래할 수 있다. 추가 실험에서, 공정 B에 따라 층의 완전한 스택을 조사하였다. 상기한 바와 같이 SA-S의 초기 전처리 후, IF-1은 비 반응성 모드에서 아크 증발에 의해 그리고 약 500nm의 두께를 갖는 SA-S에서 추가적인 계면없이 형성되었다. 후속 단계에서, 800 sccm 산소가 아크 증발 공정에 공급되었고 비 반응성에서 반응성 모드로의 짧은 전이가 수행되었다. 기판의 이중 회전과 함께, 이는 다층 구조를 초래하고 최종적으로 약 1.5 ㎛의 산화물 코팅의 핵 생성을 초래한다. 완전한 층 스택의 STEM 명-시야 이미지가 도 8a에 도시된다. 기판과 계면층 IF-1 사이의 계면은 도 8b 및 8c에서 점선으로 표시된다. 계면는 도 8c의 TKD와 도 8b의 대응 이미지 품질 맵(여기서는 흑백)에 의해 더 자세히 조사되었다. 방향 맵핑은 IF-1 영역의 입자에서 에피택셜 성장을 나타내며 이후에 임의의 방향을 갖는 아주 작고 많은 입자들의 핵 형성에 이어, 최종적으로 이 전이 영역의 미세한 입자에서 핵화되어 층 스택의 산화된 영역을 형성하는 큰 입자들의 성장을 나타냈다. 계면의 확대된 영역의 고해상도(HR)-TEM 현미경 사진이 도 9에 도시된다. 현미경 사진은 ST-A의 격자 평면과 코팅이 평면들 사이의 동일한 거리와 평행하여 기판상의 코팅의 에피택셜 성장을 다시 한번 확인시켜 준다는 것을 입증한다. 이에 의해, 인-시츄 공정 순서에서, 즉 진공의 중단없이 음극 아크 증발에 의해 본드 코트를 위한 완전한 층 스택을 생성할 가능성이 상세히 도시된다. 초합금 기재를 갖는 화학 조성에서 거의 동일한 분말로부터의 타겟이 아크 증발에서 캐소드로서 제조되고 사용될 수 있음이 입증되었다. 타겟들은 비 반응성 및 반응성 증착 공정에서 작동될 수 있다. 산소 반응성 가스의 유무에 따른 처리 후 타겟 표면의 조사는 화학 조성 및 결정 구조에 거의 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 비 반응성 증착 모드에서 합성된 코팅은 또한 타겟에 대한 화학 조성 및 결정 구조에서 유사하다. 한 공정에서 본드 코팅을 위한 완전한 층 스택을 생성하는 접근은 반응성 산소 가스의 제어된 첨가에 의해 또는 동일하거나 상이한 원소 조성을 갖는 추가의 타겟의 작동에 의해 등급 프로파일의 설계 원칙을 허용한다. 또한, 기판계면에서 다결정 기판의 입자에서 에피택셜 성장이 관찰될 수 있다. 작동하는 아크 증발 공정에 산소를 첨가하면 미세한 전이 영역이 생겨 결국 최종적으로 층 스택의 완전히 산화된 영역에서 더 큰 결정들의 핵이 생성된다. 제시된 접근법은 임의의 초합금 재료에서 에피택셜 성장을 실현하고 상이한 화학적 조성 및 기능성을 갖는 코팅에 대한 구배(gradients)를 수행할 가능성이 있다.
Claims (17)
- 초합금 타겟으로서,
상기 초합금 타겟은 랜덤 입자 배향(random grain orientation)의 다결정 구조를 가지며,
구조에서 평균 입자 크기는 20㎛보다 작고,
구조에서 공극률은 10%보다 작으며,
초합금은 코발트를 주 금속 성분으로 하는 Co-계 초합금으로, 상기 Co-계 초합금은 합금 원소로서 C, Cr, W, Ni, Ti, Al, Ir 및 Ta 중 하나 이상의 원소를 포함하거나, 또는
초합금은 니켈을 주 금속 성분으로 하는 Ni계 초합금으로, 상기 Ni계 초합금은 합금 원소로서 Cr, Fe, Co, Mo, W, Ta, Al, Ti, Zr, Nb, Re, Y, V, C, B 및 Hf 중 하나 이상의 원소를 포함하고,
상기 초합금 타겟은 탄화물 석출물을 포함하는, 초합금 타겟.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서, 결정학적 일관성(crystallographic coherence) 및 에피택시에 있어서, 초합금 타겟은 동일한 하나의 결정 구조를 갖는, 초합금 타겟.
- 제8항에 있어서, 초합금은 Ni계 초합금 또는 Co계 초합금이며, fcc 결정 구조의 비율은 80 내지 99%의 범위인, 초합금 타겟.
- 제1항, 8항 및 9항 중 어느 한 항에 있어서, 초합금 타겟은 유사한 격자 상수를 갖는 상이한 금속간 상(intermetallic phases)을 포함하는, 초합금 타겟.
- 삭제
- 제1항, 8항 및 9항 중 어느 한 항에 있어서, 신규 타겟의 XRD 패턴은 fcc 큐빅으로 인덱스될 수 있는 주 피크를 나타내고, 작동된 타겟에 대한 XRD 패턴은 신규 타겟 표면에 대해 관찰된 것과 유사한 fcc 큐빅 상을 나타내는, 초합금 타겟.
- 제1항에 따른 초합금 타겟을 분말 야금 생산에 의해 제조하는 방법으로서, 분말 야금 생산은 초합금의 합금 분말(들)로부터 시작되며, 합금 분말(들)의 스파크 플라즈마 소결(SPS) 단계를 포함하는, 초합금 타겟의 제조방법.
- 제13항에 있어서, 스파크 플라즈마 소결은 액체 상의 형성을 포함하지 않고 1000 내지 1350 ℃의 온도 범위에서 수행되는, 초합금 타겟의 제조방법.
- 제13항 또는 14항에 있어서, 초합금 타겟의 상의 합성은 분말(들)의 제조 동안 일어나는, 초합금 타겟의 제조방법.
- 제13항 또는 14항에 있어서, 분말 조성물은 진공 하에서 2 개의 흑연 펀치들(graphite punches) 사이의 흑연 다이에서 가압되고 DC 전류 또는 펄스 DC 전류가 동시에 인가되는, 초합금 타겟의 제조방법.
- 제13항 또는 14항에 있어서, 합금된 분말(들)은 초합금 고체를 분쇄함으로써 제조되는, 초합금 타겟의 제조방법.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CH5342017 | 2017-04-21 | ||
| CH00534/17 | 2017-04-21 | ||
| PCT/EP2018/060046 WO2018193036A1 (en) | 2017-04-21 | 2018-04-19 | Superalloy sputtering target |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20200006983A KR20200006983A (ko) | 2020-01-21 |
| KR102633691B1 true KR102633691B1 (ko) | 2024-02-05 |
Family
ID=62028004
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020197034466A KR102633691B1 (ko) | 2017-04-21 | 2018-04-19 | 초합금 스퍼터링 타겟 |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US11814702B2 (ko) |
| EP (2) | EP3612655A1 (ko) |
| JP (3) | JP2020521873A (ko) |
| KR (1) | KR102633691B1 (ko) |
| CN (2) | CN111194359B (ko) |
| CA (2) | CA3060609A1 (ko) |
| ES (1) | ES2920513T3 (ko) |
| IL (1) | IL270046B2 (ko) |
| PL (1) | PL3612660T3 (ko) |
| RU (1) | RU2743536C1 (ko) |
| WO (2) | WO2018193036A1 (ko) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018193036A1 (en) | 2017-04-21 | 2018-10-25 | Oerlikon Surface Solutions Ag, Pfäffikon | Superalloy sputtering target |
| EP3784813A1 (en) | 2018-04-24 | 2021-03-03 | Oerlikon Surface Solutions AG, Pfäffikon | Coating comprising mcral-x coating layer |
| CN111235536B (zh) * | 2020-03-17 | 2021-11-12 | 贵研铂业股份有限公司 | 一种晶粒高定向取向的铱溅射靶材及其制备方法 |
| CN112030125B (zh) * | 2020-08-26 | 2022-08-09 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种ods金属薄膜材料的制备方法 |
| CN112813393B (zh) * | 2020-12-31 | 2023-08-01 | 金堆城钼业股份有限公司 | 一种钼镍合金靶材及其制备方法 |
| JP7237222B1 (ja) | 2021-09-30 | 2023-03-10 | 三菱重工業株式会社 | コバルト基合金造形物およびコバルト基合金製造物の製造方法 |
| CN113927031B (zh) * | 2021-10-18 | 2023-04-21 | 四川大学 | 一种Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr-Zr合金掺杂Y提升钛合金性能的方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20130213802A1 (en) | 2010-12-22 | 2013-08-22 | Jx Nippon Mining & Metals Corporation | Sintered Compact Sputtering Target |
| WO2015089533A1 (de) | 2013-12-20 | 2015-06-25 | Plansee Se | W-ni-sputtertarget |
| WO2017044042A1 (en) * | 2015-09-07 | 2017-03-16 | Heraeus Materials Singapore Pte., Ltd. | Co-based alloy sputtering target having boride and method for producing the same |
Family Cites Families (39)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5549765A (en) | 1993-03-18 | 1996-08-27 | Howmet Corporation | Clean single crystal nickel base superalloy |
| DE69509202T2 (de) * | 1994-12-24 | 1999-09-09 | Rolls Royce Plc | Wärmedämmschicht sowie Methode zu deren Auftragung auf einen Superlegierungskörper |
| FR2757181B1 (fr) | 1996-12-12 | 1999-02-12 | Snecma | Procede de realisation d'un revetement protecteur a haute efficacite contre la corrosion a haute temperature pour superalliages, revetement protecteur obtenu par ce procede et pieces protegees par ce revetement |
| JP2003535969A (ja) * | 1997-07-11 | 2003-12-02 | ジョンソン マッティー エレクトロニクス インコーポレイテッド | 金属間アルミニド及びシリサイドスパッタリングターゲット、及びその製造方法 |
| US6569270B2 (en) * | 1997-07-11 | 2003-05-27 | Honeywell International Inc. | Process for producing a metal article |
| JP2989169B2 (ja) * | 1997-08-08 | 1999-12-13 | 日立金属株式会社 | Ｎｉ−Ａｌ系金属間化合物ターゲットおよびその製造方法ならびに磁気記録媒体 |
| US8430978B2 (en) * | 2003-08-05 | 2013-04-30 | Jx Nippon Mining & Metals Corporation | Sputtering target and method for production thereof |
| JP4370206B2 (ja) | 2004-06-21 | 2009-11-25 | パナソニック株式会社 | 半導体装置及びその製造方法 |
| US9997338B2 (en) * | 2005-03-24 | 2018-06-12 | Oerlikon Surface Solutions Ag, Pfäffikon | Method for operating a pulsed arc source |
| CA2573585A1 (en) | 2006-02-16 | 2007-08-16 | Sulzer Metco Coatings B.V. | A component, an apparatus and a method for the manufacture of a layer system |
| US8394484B2 (en) * | 2006-05-26 | 2013-03-12 | Praxair Technology, Inc. | High purity zirconia-based thermally sprayed coatings |
| US7740948B1 (en) | 2006-05-31 | 2010-06-22 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Thermal barrier coatings |
| US20080160208A1 (en) | 2006-12-29 | 2008-07-03 | Michael Patrick Maly | System and method for restoring or regenerating an article |
| JP4607914B2 (ja) * | 2007-02-20 | 2011-01-05 | 株式会社東芝 | セラミックス被覆部材およびその製造方法 |
| RU2405062C2 (ru) * | 2008-12-29 | 2010-11-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Комметпром" (ООО "Комметпром") | Катодная мишень для распыления и способ ее изготовления |
| US8302341B2 (en) * | 2009-05-26 | 2012-11-06 | Dynamic Flowform Corp. | Stress induced crystallographic phase transformation and texturing in tubular products made of cobalt and cobalt alloys |
| EP2456905B1 (en) | 2009-07-22 | 2017-12-27 | Oerlikon Trading AG, Trübbach | Method for producing coatings with a single composite target |
| US9315905B2 (en) * | 2010-03-04 | 2016-04-19 | United Technologies Corporation | Coated article and coating process therefor |
| CN202931661U (zh) | 2010-03-12 | 2013-05-08 | 夏普株式会社 | 电路基板、基板模块及显示装置 |
| JP5333418B2 (ja) | 2010-03-31 | 2013-11-06 | 日立ツール株式会社 | 硬質皮膜被覆工具の製造方法 |
| AT11884U1 (de) * | 2010-05-04 | 2011-06-15 | Plansee Se | Target |
| FR2972449B1 (fr) | 2011-03-07 | 2013-03-29 | Snecma | Procede de realisation d'une barriere thermique dans un systeme multicouche de protection de piece metallique et piece munie d'un tel systeme de protection |
| US9945036B2 (en) * | 2011-03-22 | 2018-04-17 | General Electric Company | Hot corrosion-resistant coatings and components protected therewith |
| FR2973265B1 (fr) * | 2011-03-31 | 2014-03-28 | Centre Nat Rech Scient | Procede de fabrication par frittage flash d'une piece de forme complexe et dispositif pour la mise en œuvre d'un tel procede. |
| US9511572B2 (en) | 2011-05-25 | 2016-12-06 | Southwest Research Institute | Nanocrystalline interlayer coating for increasing service life of thermal barrier coating on high temperature components |
| EP2804711B1 (en) * | 2012-01-18 | 2017-03-22 | Cook Medical Technologies LLC | Mixture of powders for preparing a sintered nickel-titanium-rare earth metal (ni-ti-re) alloy |
| CN102732832B (zh) * | 2012-06-28 | 2014-04-09 | 南京航空航天大学 | 一种钛合金表面抗高温氧化和耐磨损的氧化物梯度涂层及其制备方法 |
| US20150030871A1 (en) * | 2013-07-26 | 2015-01-29 | Gerald J. Bruck | Functionally graded thermal barrier coating system |
| JP6461543B2 (ja) | 2013-10-08 | 2019-01-30 | 株式会社フルヤ金属 | アルミニウムと希土類元素との合金ターゲット及びその製造方法 |
| DE102013221102A1 (de) * | 2013-10-17 | 2015-05-07 | Mahle International Gmbh | Stahlkolben für eine Brennkraftmaschine und Verfahren zu dessen Herstellung |
| EP3063309B1 (de) * | 2013-11-03 | 2022-10-12 | Oerlikon Surface Solutions AG, Pfäffikon | Oxidationsbarriereschicht |
| JP6005767B2 (ja) * | 2014-01-17 | 2016-10-12 | Ｊｘ金属株式会社 | 磁性記録媒体用スパッタリングターゲット |
| EP2918705B1 (en) * | 2014-03-12 | 2017-05-03 | Rolls-Royce Corporation | Coating including diffusion barrier layer including iridium and oxide layer and method of coating |
| EP2980267B1 (en) | 2014-07-28 | 2019-05-01 | Oerlikon Surface Solutions AG, Trübbach | Corundum-type fe-doped cathodic arc evaporated al-cr-o coatings |
| US20170342527A1 (en) * | 2014-08-01 | 2017-11-30 | Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg | Cobalt-based super alloy |
| JP6296295B2 (ja) * | 2014-08-07 | 2018-03-20 | 三菱マテリアル株式会社 | 耐摩耗性にすぐれた表面被覆切削工具 |
| RU2562552C1 (ru) * | 2014-10-23 | 2015-09-10 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого" (ФГАОУ ВО "СПбПУ") | Способ получения электрода для производства порошковых жаропрочных сплавов на основе алюминида титана |
| CN105274474B (zh) | 2015-11-27 | 2017-12-05 | 岭南师范学院 | 一种耐高温多层太阳能选择性吸收涂层及其制备方法 |
| WO2018193036A1 (en) | 2017-04-21 | 2018-10-25 | Oerlikon Surface Solutions Ag, Pfäffikon | Superalloy sputtering target |
-
2018
- 2018-04-19 WO PCT/EP2018/060046 patent/WO2018193036A1/en active Application Filing
- 2018-04-19 JP JP2019556811A patent/JP2020521873A/ja active Pending
- 2018-04-19 US US16/606,428 patent/US11814702B2/en active Active
- 2018-04-19 EP EP18719141.6A patent/EP3612655A1/en active Pending
- 2018-04-19 CA CA3060609A patent/CA3060609A1/en active Pending
- 2018-04-19 EP EP18719140.8A patent/EP3612660B1/en active Active
- 2018-04-19 CA CA3060385A patent/CA3060385C/en active Active
- 2018-04-19 CN CN201880042156.2A patent/CN111194359B/zh active Active
- 2018-04-19 US US16/606,822 patent/US11866805B2/en active Active
- 2018-04-19 RU RU2019137200A patent/RU2743536C1/ru active
- 2018-04-19 PL PL18719140.8T patent/PL3612660T3/pl unknown
- 2018-04-19 JP JP2019557473A patent/JP7357542B2/ja active Active
- 2018-04-19 ES ES18719140T patent/ES2920513T3/es active Active
- 2018-04-19 CN CN201880041831.XA patent/CN110832107B/zh active Active
- 2018-04-19 IL IL270046A patent/IL270046B2/en unknown
- 2018-04-19 KR KR1020197034466A patent/KR102633691B1/ko active IP Right Grant
- 2018-04-19 WO PCT/EP2018/060045 patent/WO2018193035A1/en active Application Filing
-
2023
- 2023-08-24 JP JP2023136360A patent/JP2023162317A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20130213802A1 (en) | 2010-12-22 | 2013-08-22 | Jx Nippon Mining & Metals Corporation | Sintered Compact Sputtering Target |
| WO2015089533A1 (de) | 2013-12-20 | 2015-06-25 | Plansee Se | W-ni-sputtertarget |
| WO2017044042A1 (en) * | 2015-09-07 | 2017-03-16 | Heraeus Materials Singapore Pte., Ltd. | Co-based alloy sputtering target having boride and method for producing the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA3060385C (en) | 2022-02-22 |
| IL270046B1 (en) | 2023-09-01 |
| US20200048738A1 (en) | 2020-02-13 |
| ES2920513T3 (es) | 2022-08-04 |
| JP2023162317A (ja) | 2023-11-08 |
| EP3612660A1 (en) | 2020-02-26 |
| CN110832107B (zh) | 2023-04-14 |
| RU2743536C1 (ru) | 2021-02-19 |
| US11866805B2 (en) | 2024-01-09 |
| PL3612660T3 (pl) | 2022-07-18 |
| EP3612655A1 (en) | 2020-02-26 |
| JP7357542B2 (ja) | 2023-10-06 |
| US20200165718A1 (en) | 2020-05-28 |
| KR20200006983A (ko) | 2020-01-21 |
| WO2018193036A1 (en) | 2018-10-25 |
| IL270046B2 (en) | 2024-01-01 |
| CN110832107A (zh) | 2020-02-21 |
| JP2020521040A (ja) | 2020-07-16 |
| CN111194359A (zh) | 2020-05-22 |
| EP3612660B1 (en) | 2022-04-13 |
| WO2018193035A1 (en) | 2018-10-25 |
| JP2020521873A (ja) | 2020-07-27 |
| CN111194359B (zh) | 2023-10-31 |
| IL270046A (ko) | 2019-12-31 |
| US11814702B2 (en) | 2023-11-14 |
| CA3060385A1 (en) | 2018-10-25 |
| CA3060609A1 (en) | 2018-10-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102633691B1 (ko) | 초합금 스퍼터링 타겟 | |
| KR101508159B1 (ko) | 적어도 하나의 다중 산화물의 혼합 결정층을 포함하는 층 시스템 | |
| Movchan | Inorganic materials and coatings produced by EBPVD | |
| UA61942C2 (uk) | Металевий виріб та спосіб теплоізоляції металевої основи виробу | |
| US7935387B2 (en) | Methods for fabricating YAG barrier coatings | |
| CN111757948A (zh) | 具有增强热稳定性的Al-Cr基陶瓷涂层 | |
| KR20120138755A (ko) | 반응성 음극 아크 증발에 의한 금속 산화물의 합성 | |
| Romanowska et al. | Zirconium modified aluminide coatings obtained by the CVD and PVD methods | |
| Ast et al. | Synthesis and characterization of superalloy coatings by cathodic arc evaporation | |
| US11655544B2 (en) | PVD barrier coating for superalloy substrates | |
| Koval’ et al. | Structure and properties of the Ti-Si-N nanocrystalline coatings synthesized in vacuum by the electroarc method | |
| Villegas | Effect of Si and Si-Pt Reservoirs on the Growth of Multilayer Coatings for the Oxidation Protection of Γ-TiAl Turbine Blades | |
| Crespo Villegas | Effect of Si and Si-Pt Reservoirs on the Growth of Multilayer Coatings for the Oxidation Protection of γ-TiAl Turbine Blades | |
| Roberts | The structure and stability of high temperature intermetallic phases for application within coating systems | |
| Jung et al. | A study of oxidation resistant coating on TiAl alloys by Cr evaporation and pack cementation |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |