RU2014108807A

RU2014108807A - NANOSTRUCTURAL COATING FROM ZIRCONIUM OXIDE AND METHOD OF ITS APPLICATION

Info

Publication number: RU2014108807A
Application number: RU2014108807/02A
Authority: RU
Inventors: Олег Владимирович Стогней; Сергей Георгиевич Валюхов; Валерий Евгеньевич Бурыкин; Максим Сергеевич Филатов; Владимир Викторович Черниченко
Priority date: 2014-03-06
Filing date: 2014-03-06
Publication date: 2015-09-20
Also published as: RU2606814C2

Abstract

1. Наноструктурное покрытие из оксида циркония, стабилизированного иттрием, полученное методом ионно-лучевого напыления на подложки и представляющее собой наноструктурный материал, отличающееся тем, что оно содержит градиентный переходной слой из градиентного нанокомпозитного материала, содержащего две фазы: металлическую фазу с составом, соответствующим составу защищаемой поверхности, и диэлектрическую фазу, преимущественно, оксид циркония различной стехиометрии, нанесенную на упомянутую металлическую фазу, при этом соотношение фаз в переходном слое изменяется с возрастанием доли оксидной фазы по мере увеличения толщины пленки.2. Способ нанесения оксидного покрытия на металлическую поверхность по п.1, включающий формирование на металлической поверхности композитной структуры металл-оксид при совместном реактивном распылении металлов, отличающийся тем, что для создания градиентного переходного слоя используют магнетронную систему с двумя магнетронами, при этом при помощи первого магнетрона распыляют мишень с металлическим сплавом, состав которого соответствует составу металлического изделия, и, преимущественно, содержащую никель, а при помощи второго магнетрона распыляют мишень из циркония с добавками стабилизирующих элементов, преимущественно иттрия, причем первоначальное распыление мишеней осуществляют в атмосфере аргона таким образом, что интенсивность атомного потока, сформированного от первой никелевой мишени, превышает интенсивность атомного потока от циркониевой мишени, при этом, после формирования первичного сплошного металлического слоя, в рабочую камеру добавляют кислород, и 1. The nanostructured coating of yttrium stabilized zirconia obtained by ion beam spraying onto substrates and representing a nanostructured material, characterized in that it contains a gradient transition layer of a gradient nanocomposite material containing two phases: a metal phase with a composition corresponding to the composition the surface to be protected, and the dielectric phase, mainly zirconium oxide of various stoichiometries, deposited on said metal phase, the ratio f s in the transition layer varies with the proportion of the oxide phase increases with increasing thickness plenki.2. The method of applying an oxide coating to a metal surface according to claim 1, including forming a metal-oxide composite structure on the metal surface by co-reactive spraying of metals, characterized in that a magnetron system with two magnetrons is used to create a gradient transition layer, with the help of the first magnetron spray a target with a metal alloy, the composition of which corresponds to the composition of the metal product, and mainly containing nickel, and using a second magnet it sprays a target from zirconium with the addition of stabilizing elements, mainly yttrium, and the initial sputtering of the targets is carried out in an argon atmosphere so that the intensity of the atomic stream formed from the first nickel target exceeds the intensity of the atomic stream from the zirconium target, and, after the formation of the primary solid metal layer, oxygen is added to the working chamber, and

Claims

1. The nanostructured coating of yttrium stabilized zirconia obtained by ion beam spraying onto substrates and representing a nanostructured material, characterized in that it contains a gradient transition layer of a gradient nanocomposite material containing two phases: a metal phase with a composition corresponding to the composition the surface to be protected, and the dielectric phase, mainly zirconium oxide of various stoichiometries, deposited on said metal phase, the ratio f s in the transition layer varies with the proportion of the oxide phase increases with increasing film thickness.

2. The method of applying an oxide coating to a metal surface according to claim 1, comprising forming a metal-oxide composite structure on a metal surface by co-reactive spraying of metals, characterized in that a magnetron system with two magnetrons is used to create a gradient transition layer, using the first magnetron sputter a target with a metal alloy, the composition of which corresponds to the composition of the metal product, and mainly containing nickel, and using the second magnet thrones sputter a target from zirconium with the addition of stabilizing elements, mainly yttrium, and the initial sputtering of the targets is carried out in an argon atmosphere so that the intensity of the atomic flux generated from the first nickel target exceeds the intensity of the atomic flux from the zirconium target, and, after the formation of the primary solid metal layer, oxygen is added to the working chamber, and the spraying process is given the character of a reactive one, with the formation of zirconium oxide in the sprayed film I am using non-oxidized nickel, while in the process of deposition, the partial pressure of oxygen is gradually increased to a pressure of the order of 1.5 · 10 ^-3 Pa, and the power of the first magnetron sputtering a target with a metal alloy is reduced until it is completely turned off, and then continue sputtering of pure zirconium oxide until it reaches the desired thickness, while forming a smooth transition from a metal material to an oxide.