RU2194798C2 - Деталь и способ нанесения теплоизоляционного покрытия на нее - Google Patents

Деталь и способ нанесения теплоизоляционного покрытия на нее Download PDF

Info

Publication number
RU2194798C2
RU2194798C2 RU99108464/02A RU99108464A RU2194798C2 RU 2194798 C2 RU2194798 C2 RU 2194798C2 RU 99108464/02 A RU99108464/02 A RU 99108464/02A RU 99108464 A RU99108464 A RU 99108464A RU 2194798 C2 RU2194798 C2 RU 2194798C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
main part
metal
heat
insulating layer
gas
Prior art date
Application number
RU99108464/02A
Other languages
English (en)
Other versions
RU99108464A (ru
Inventor
Вольфрам БЕЕЛЕ (DE)
Вольфрам Бееле
Томас ЮНГ (DE)
Томас ЮНГ
Петер-Йохен БРАНД (DE)
Петер-Йохен БРАНД
Original Assignee
Сименс Акциенгезелльшафт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Сименс Акциенгезелльшафт filed Critical Сименс Акциенгезелльшафт
Publication of RU99108464A publication Critical patent/RU99108464A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2194798C2 publication Critical patent/RU2194798C2/ru

Links

Images

Classifications

    • 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
    • C23C14/3435—Applying energy to the substrate during sputtering
    • C23C14/345—Applying energy to the substrate during sputtering using substrate bias
    • 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
    • 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
    • C23C14/06—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
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/228—Gas flow assisted PVD deposition
    • 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
    • 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
    • C23C28/3215—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 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
    • C23C28/30—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
    • C23C28/34—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
    • C23C28/3455—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 with a refractory ceramic layer, e.g. refractory metal oxide, ZrO2, rare earth oxides or a thermal barrier system comprising at least one refractory oxide layer
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32018—Glow discharge
    • H01J37/32027—DC powered
    • 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00—Aeronautics or air transport
    • Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft

Abstract

Деталь, в частности лопатка газовой турбины, содержит основную часть и расположенный на ней керамический теплоизоляционный слой, характеризующийся структурой с керамическими столбиками, в большинстве ориентированными перпендикулярно поверхности основной части, со средним диаметром столбиков от 0,5 до 2,5 мкм. Способ нанесения теплоизоляционного слоя включает ионизацию инертного газа в свободной от кислорода атмосфере, отделение ионизированным инертным газом от катодного материала атомов металла, перенос атомов металла вместе с инертным газом в направлении основной части с подведением кислорода при ее достижении, так что образуется оксид металла, осаждаемый на основную часть. Возможно также осаждение металла с окислением попадающим на него кислородом, при этом во всех случаях основную часть нагревают до температуры образования центров кристаллизации свыше 800oС. Техническим результатом является повышение стойкости к высокотемпературным переменным нагрузкам. 2 с. и 8 з.п.ф-лы, 2 ил.

Description

Изобретение относится к детали, в частности к лопатке газовой турбины, содержащей основную часть и расположенный на ней теплоизоляционный слой, который имеет столбчатую структуру с керамическими столбиками, которые в большинстве направлены в основном перпендикулярно поверхности основной части. Кроме того, изобретение относится к устройству для нанесения покрытия для изготовления на основной части теплоизоляционного слоя, в частности системы теплоизоляционных слоев, а также способ нанесения теплоизоляционного слоя на основную часть в вакууме.
Из US-PS 5238752 известна система теплоизоляционных слоев с межметаллическим покрытием для придания сцепляемости. Система теплоизоляционных слоев нанесена на металлическую основную часть, в частности на хром-кобальтовую сталь лопатки самолетного двигателя. В качестве других материалов для основной части указаны кобальтовые сплавы, соответственно сплавы на основе никеля. Непосредственно на эту металлическую основную часть осаждают межметаллический слой для придания сцепляемости, в частности из алюминита никеля или алюминита платины. К этому межметаллическому слою для придания сцепляемости примыкает тонкий керамический слой из оксида алюминия, на который наносят собственно теплоизоляционный слой, в частности из стабилизированного оксидом иттрия оксида циркония. Этот керамический теплоизоляционный слой из оксида циркония имеет стержнеобразную структуру, причем стержнеобразные столбики направлены по существу перпендикулярно поверхности основной части. За счет этого должно обеспечиваться повышение предельно допустимой циклической температурной нагрузки. Теплоизоляционный слой осаждают на поверхность основной части с помощью способа конденсации из газовой фазы с использованием электронного луча, при этом с помощью электронно-лучевой пушки испаряют из металлооксидного тела оксиды циркония и иттрия. Способ реализуют в устройстве, в котором основную часть предварительно нагревают до температуры около 950 - 1000oС. В процессе нанесения покрытия основную часть вращают в луче из оксида металла. Данных о стержнеобразной структуре зерен, а также о ее свойствах в US 5238752 не содержится. Кроме того, способ конденсации из газовой фазы с использованием электронного луча для изготовления керамических покрытий с стержнеобразной структурой зерен описан в US-PS 5087477, а также в US-PS 5262245, причем осаждение оксида циркония на основную часть происходит в атмосфере кислорода.
Другие способы и примеры нанесения системы теплоизоляционных слоев на лопатку газовой турбины описаны в US-PS 5514482, а также в US-PS 4405659. Согласно US-PS 4405659 с помощью способа конденсации из газовой фазы с использованием электронного луча возможно наносить теплоизоляционный слой из стабилизированного оксидом иттрия оксида циркония, который имеет толщину слоя около 125 мкм и столбчатую структуру. Средняя поверхность поперечного сечения столбика составляет порядка 6,5 мкм2.
В US-PS 4321310, а также в US-PS 4321311 описаны системы теплоизоляционных слоев, которые имеют слой для придания сцепляемости между оксидом циркония и металлической основной частью со сплавом типа MCrAlY. Здесь "М" обозначает один из металлов из ряда кобальт, никель или железо, "Сr" - хром, "А1" - алюминий и "Y" - иттрий. В качестве возможного способа изготовления теплоизоляционного слоя из оксида циркония указан способ конденсации из газовой фазы.
В WO 93/18199 А1 также описано покрытие металлических деталей, в частности лопаток газовой турбины из жаропрочного сплава, многослойной системой с слоем для придания сцепляемости и теплоизоляционным слоем. При этом нанесение теплоизоляционного слоя происходит предпочтительно способом конденсации из газовой фазы с использованием электронного луча, причем можно использовать также другие способы конденсации из газовой фазы, как, например, напыление, а также осаждение с использованием электрической дуги.
В статье "Нанесение тонкого слоя циркония на кремний посредством напыления с помощью потока реактивного газа: влияние бомбардировки частицами с низкой энергией" Т. Юнга и А. Вестфаль в Material Science and Engineering, A 140, 191, с. 528 - 533, описан так называемый способ напыления с помощью реактивного газа для изготовления слоев оксида циркония на полупроводниковых подложках, в частности на основе кремния. При этом способ относится к холодному осаждению оксида циркония, которое приводит к аморфному нарастанию оксида циркония. Это аморфное осаждение происходит при температуре подложки значительно менее 800oС, причем нагревание подложки происходит с потерями непосредственно через опору подложки. Для этого опора сама должна иметь возможность нагревания до температуры около 800oС, так что с учетом возникающих тепловых потерь можно достичь нагревания подложки до свыше 400oС.
К статье относится DD 294511 А5 "Способ и устройство для напыления с помощью потока реактивного газа". Согласно описанному в нем способу инертный газ, в частности аргон, пропускают через полый катод, внутри которого расположен анод, так что происходит ионизация атомов аргона. Они попадают на катод, за счет чего катодный материал попадает во внутреннее пространство катода и выводится из него с потоком инертного газа. Катодный материал является чистым металлом, к которому вне полого катода подводят кислород, так что происходит полное окисление металла, в частности циркония. При этом парциальное давление подводимого кислорода составляет порядка 10-4 Па. Общее динамическое давление в окружении подлежащего покрытию полупроводника составляет примерно 13-24 Па. Скорость осаждения составляет около 15 нм/мин, причем подложка имеет температуру около 400oС. Полый катод выполнен в виде цилиндрической трубки из циркония со степенью чистоты 99,7%.
Альтернативное выполнение полого катода для достижения большей поверхности покрытия и большей скорости осаждения описано в статье "Осаждение с большой скоростью пленок оксида алюминия посредством напыления с помощью потока реактивного газа" Т. Юнга и А. Вестфаль в Surface and Coating Technology, 59, 1993, с.171-176 (к нему относится DE 4235953 А1). Указанный полый катод выполнен линейным в том смысле, что в корпусе расположены рядом друг с другом пластины из циркония. Между каждыми двумя смежными пластинами предусмотрена возможность пропускания потока инертного газа, так что между смежными пластинами образуется плазма из атомов инертного газа. Кроме того, пластины могут иметь охлаждающее устройство, в частности охлаждающие каналы. С помощью полого катода покрывали испытательные тела из кремния, нержавеющей стали и стекла и испытывали прочность слоя оксида алюминия вплоть до 200oС. Данные о структурных свойствах оксидных слоев относительно величины и ориентации зерен в обеих указанных статьях не содержатся.
Задачей изобретения является создание детали с теплоизоляционным слоем, имеющим высокую стойкость относительно высоких тепловых переменных нагрузок, а также способ нанесения такого теплоизоляционного покрытия на нее.
Поставленная задача в отношении детали, содержащей основную часть и расположенный на ней керамический теплоизоляционный слой, характеризующийся структурой с керамическими столбиками, в большинстве ориентированными перпендикулярно поверхности основной части, согласно изобретению решается тем, что средний диаметр столбиков составляет от 0,5 до 2,5 мкм.
Диаметр столбиков теплоизоляционного слоя составляет при этом предпочтительно от 0,5 до 2,0 мкм.
Теплоизоляционный слой содержит металлический слой, нанесенный на основную часть для придания сцепляемости, в частности, из сплава MСrAlY, причем М обозначает один или несколько элементов из ряда железо, кобальт или никель, Сr означает хром, Аl - означает алюминий и Y означает иттрий или один из редкоземельных элементов или алюминид металла.
Деталь дополнительно содержит соединительный слой с оксидом алюминия (Аl2О3), тройным соединением Al-Zr-O; соединением Al-O-N, AlN или соединением AlN - (Al2О3), расположенный между основной частью или металлическим слоем и теплоизоляционным слоем для придания сцепляемости.
Основная часть предпочтительно выполнена металлической, в частности, содержит сплав на основе кобальта или никеля.
Деталь согласно изобретению предпочтительно является лопаткой газовой турбины, в частности направляющей или рабочей лопаткой газовой турбины, или подвергаемым воздействию горячего газа компонентом газовой турбины, например теплоизоляционным экраном.
Что касается способа нанесения на основную часть детали в вакууме теплоизоляционного слоя, включающего ионизацию инертного газа в основном свободной от кислорода атмосфере, отделение ионизированным инертным газом от катодного материала атомов металла, перенос атомов металла вместе с инертным газом в направлении основной части с подведением кислорода при ее достижении, так что образуется оксид металла, осаждаемый на основную часть, или осаждение металла с окислением попадающим на него кислородом, то поставленная задача согласно изобретению решается тем, что основную часть нагревают до температуры образования центров кристаллизации свыше 800oС.
Температуру зарождения центров кристаллизации устанавливают между 950 и 1050oС.
Величины процесса, такие как температура зарождения центров кристаллизации, парциальное давление кислорода, объемный поток инертного газа, выбирают так, что теплоизоляционный слой характеризуется керамическими столбиками с диаметром столбиков менее 2,5 мкм, в частности между 0,5 и 2,0 мкм.
За счет керамического теплоизоляционного слоя обеспечивается тепловая защита, в частности, металлической основной части. Известные керамические структуры являются еще чувствительными по отношению к циклическим тепловым нагрузкам и при некоторых обстоятельствах проявляют склонность к разламыванию и/или отслоению. С помощью микроструктуры с керамическими столбиками, имеющими меньший диаметр, чем достигаемые до настоящего времени диаметры, значительно повышается стойкость относительно температурных переменных нагрузок. Микроструктура с керамическими столбиками со средним диаметром столбиков менее 2,5 мкм, в частности между 0,5 и 3,0 мкм, имеет высокое допустимое растяжение и высокую стойкость к циклическим нагрузкам на основании их ориентации в основном перпендикулярно поверхности основной части и тонкой столбчатой структуры. За счет этого хорошо компенсируются различия коэффициентов теплового расширения, в частности, металлической основной части и керамического теплоизоляционного слоя. Такой небольшой диаметр столбиков можно достичь с помощью способа напыления с помощью потока реактивного газа, разработанного для высоких температур.
Для хорошего соединения керамического теплоизоляционного слоя с металлической основной частью, в частности, из сплава на основе никеля или других сплавов, пригодных для изготовления деталей для больших тепловых нагрузок, на основную часть наносят металлический слой для придания сцепляемости. Относительно толщины слоя в несколько микрон можно сослаться на US-PS 5238752, US-PS 4321310, а также US-PS 4321311. Металлический слой для придания сцепляемости состоит предпочтительно из сплава типа MCrAlY, причем "М" обозначает один или несколько элементов из ряда кобальт, никель или железо, "Сr" - хром, "Аl" - алюминий и "Y" - иттрий или один из редкоземельных элементов. В качестве металлического слоя для придания сцепляемости пригодно также межметаллическое соединение, как, например, алюминит никеля или алюминит платины.
Кроме того, является предпочтительным, в частности, в отношение продления срока службы и сцепления теплоизоляционного слоя с основной частью получать химическую связь теплоизоляционного слоя с металлическим слоем для придания сцепляемости. Это достигается, например, с помощью тонкого слоя из оксида алюминия (Аl2О3). В качестве соединительного слоя пригоден также слой из тройного соединения Al-Zr-O или соединение Al-O-N. Тройное соединение Al-Zr-O, например Al2Zr2O7, пригодно предпочтительно для присоединения теплоизоляционного слоя, который имеет цирконий. Для других керамических теплоизоляционных слоев, например из оксида магния, могут использоваться другие шпинели. Кроме того, пригодным является слой из нитрида алюминия или соединение (смешанный слой) из нитрида алюминия и оксида алюминия.
Теплоизоляционный слой содержит предпочтительно металлокерамическое вещество, в частности, оксид циркония (ZrO2). Этот оксид металла изготавливают для предотвращения фазового превращения при высоких температурах с стабилизатором, например оксидом иттрия (Y2О3). В оксид циркония добавлено предпочтительно от 3 до 12 мас.%, в частности 7 мас.% оксида иттрия.
Керамический теплоизоляционный слой с тонкой столбчатой структурой со средним диаметром столбиков менее 2,5 мкм особенно пригоден для тепловой защиты деталей газовой турбины, на которые воздействуют циклические температурные нагрузки более 1000oС. К ним относятся прежде всего лопатки газовой турбины, а также компоненты теплозащитного экрана камеры сгорания газовой турбины. Это относится как к стационарным газовым турбинам для использования в электростанциях, так и к самолетным турбинным двигателям. Естественно, теплоизоляционный слой согласно изобретению пригоден также для других деталей, подвергаемых высоким температурным нагрузкам.
Задача, направленная на устройство для изготовления теплоизоляционного слоя на основной части, решается с помощью устройства, которое содержит удерживающее устройство для расположения основной части, полый катод, который выполнен с возможностью прохождения через него инертного газа, содержит катодный материал и анод, имеет обращенное к удерживающему устройству отверстие для выхода газа, а также отверстие для входа инертного газа, и дополнительное отдельное устройство для нагревания основной части.
В полом катоде, который выполнен в виде полого цилиндра с круглым или прямоугольным поперечным сечением, за счет приложения постоянного напряжения между катодом и анодом создают тлеющий разряд. Анод может быть выполнен, например, в виде стержня и быть расположен внутри или вне катода, в частности, охватывать катод как корпус. За счет возникающей в катоде плазмы в любом случае между плазмой и катодом имеется такое большое падение напряжения, что поддерживается постоянная ионизация. За счет этого входящий через входное отверстие инертный газ ионизируется внутри полого катода. Ионизированные атомы инертного газа попадают на включенные в качестве катода металлические поверхности полого катода наподобие ионной бомбардировки и приводят к по меньшей мере частичному распылению металлических поверхностей. Катодный материал состоит предпочтительно из сплава циркония, в результате чего за счет ионной бомбардировки из катодного материала выбиваются атомы циркония или пучки атомов циркония. В соответствии с желаемой стабилизацией окисляемого, затем и осаждаемого на основную часть циркония в катодный материал подмешивают стабилизирующий металл, например иттрий. В соответствии с этим катодный материал имеет заданное соотношение поверхностей или объемов металлического циркония и иттрия.
Для окисления циркония, а также примешанного иттрия в устройстве предусмотрен ввод окисляющего средства вне полого катода, через который можно подводить в соответствующем количестве кислород. С потоком инертного газа, в частности аргона, из полого катода выносятся присутствующие частицы циркония и иттрия в виде атомов металлов и/или пучков атомов металлов. Вне полого катода они полностью окисляются в созданной реактивной атмосфере кислорода. Это происходит за счет подачи кислорода через ввод окисляющего средства так, что в соединении с потоком инертного газа предотвращается проникновение кислорода в полый катод, так что в значительной степени предотвращается окисление катодного материала. Окисленные частицы металлов оседают на основную часть в виде металлооксидного керамического теплоизоляционного слоя. Окисление может происходить также непосредственно после оседания на поверхность основной части. Для достижения желаемой столбчатой структуры производят соответствующее регулирование давления внутри устройства для нанесения покрытия, а также температуры, прежде всего температуры основной части. Ее с помощью нагревательного устройства нагревают до температуры свыше 900oС, в частности до 950 - 1050oС.
С помощью устройства для нанесения покрытия для реализации высокотемпературного способа напыления с помощью газового потока достигается разделение рабочей атмосферы для ионизации инертного газа (источник плазмы) и подлежащей покрытию детали. По сравнению с обычными способами конденсации из газовой фазы с использованием электронного луча задаются диапазоны значений других характеристик, таких как остаточное давление газа (вакуумное давление, необходимый уровень насосов вакуумной системы), рабочее давление, а также соотношение реактивного газа (кислорода) и остальных рабочих газов. Атмосфера у подлежащей покрытию детали для проведения способа может иметь остаточное давление газа 10-3 мбар, причем верхняя граница остаточного давления может составлять порядка 10-2 мбар. Рабочее давление у детали (в главной камере для нанесения покрытия) может составлять порядка 0,2 - 0,9 мбар. Отношение реактивного газа (кислорода) к ионизированному инертному газу (плазме), например аргону, может составлять от 0,01 до 0,04.
Атмосфера источника плазмы в основном отделена от атмосферы детали и имеет остаточное давление газа порядка остаточного давления газа на детали. Рабочее давление газового потока может быть примерно на 0,02 мбар выше, чем рабочее давление у детали. Тем самым за счет выхода газа из источника определяется рабочее давление у детали, т.е. в главной камере устройства для нанесения покрытия. Таким образом, в полом катоде имеется избыток давления по сравнению с главной камерой. Соотношение остаточных газовых составляющих, в частности, кислорода к ионизированному инертному газу (газовой плазме) составляет предпочтительно менее 1%. За счет этого источник ионизации (полый катод) может работать в режиме постоянного напряжения, так как не происходит окисления источника покрытия (полого катода) с нестабильным рабочим состоянием. За счет этого предотвращается возникновение тлеющего разряда, а также создание электродуговой плазмы вследствие окисления катодного материала.
Тем самым по сравнению с известными устройствами для проведения способов конденсации из газовой фазы, в частности способа конденсации из газовой фазы с использованием электронного луча, возможно значительно более высокое остаточное давление газа, что приводит к более простой и дешевой вакуумной системе. Остаточное давление газа в известных установках для достижения столбчатого теплоизоляционного слоя находится в диапазоне от 10-6 до 10-7 мбар. Рабочее давление в обычных способах находится в диапазоне от 10-3 до 10-2 мбар с технически целесообразной верхней границей менее 0,1 мбар и тем самым значительно ниже возможного рабочего давления в способе напыления с помощью реактивного газового потока. Кроме того, в известных способах конденсации из газовой фазы необходимо высокое отношение реактивного газа (кислорода) к другим рабочим газам, как, например, аргону, гелию и т.д., равное 10:1 или выше. В устройстве согласно изобретению и в способе согласно изобретению требуется значительно меньшее соотношение, так что подводящие устройства для рабочего газа и реактивного газа можно выполнять значительно более простыми и дешевыми. Кроме того, в известных способах конденсации из газовой фазы источник покрытия находится без развязки в главной камере и тем самым без защиты подвергается окислению. Таким образом, устройство согласно изобретению можно выполнять без высокочастотных генераторов и регулируемых в реальном масштабе времени генераторов постоянного тока.
При этом нагревательное устройство выполнено предпочтительно так, что достигается равномерное нагревание, в частности объемное нагревание основной части. Даже в местах основной части с высокой концентрацией массы и большим частичным объемом достигается равномерная температура зарождения центров кристаллизации для всей основной части.
Вакуум (рабочее давление) внутри устройства для нанесения покрытия составляет предпочтительно менее 1 мбар, в частности, между 0,3 и 0,9 мбар, как, например, 0,5 мбар. Для создания необходимого вакуума предусмотрено устройство вакуумных насосов, которые имеют простую конструкцию, например вакуумный насос Рутса. По сравнению с обычным способом конденсации из газовой фазы с использованием электронного луча, в котором для достижения высокого разряжения необходимо предусматривать предварительный пластинчатый насос и диффузионный насос, устройство вакуумных насосов в способе напыления с помощью газового потока можно выполнять значительно проще и дешевле.
Для достижения возможно равномерного покрытия детали, в частности лопатки газовой турбины, удерживающее устройство выполнено с возможностью перемещения основной части относительно отверстия для выхода газа. Удерживающее устройство содержит предпочтительно поворотный механизм, с помощью которого происходит непрерывное вращение детали вокруг ее продольной оси.
Задача, направленная на способ покрытия основной части в вакууме теплоизоляционным слоем, решается тем, что инертный газ ионизируют в по существу свободной от кислорода атмосфере. Это происходит, например, за счет того, что инертный газ пропускают через полый катод и ионизируют его в нем. Ионизированные атомы инертного газа извлекают из металлического катодного материала атомы металла или пучки атомов металлов, которые выводят из полого катода вместе с инертным газом и оксидируют вне полого катода кислородом в оксид металла. Возможно также, что металл осаждается на основной части и там окисляется приходящим кислородом. Оксид металла осаждают на основной части, которая с помощью отдельного нагревательного устройства нагрета на заданную температуру зарождения центров кристаллизации и конденсации. За счет этого на основной части получают теплоизоляционный слой из оксида металла, который имеет тонкую столбчатую микроструктуру, причем средний диаметр столбиков может составлять менее 2,5 мкм, в частности между 0,5 и 2,0 мкм. Этот теплоизоляционный слой имеет особенно высокую стойкость по отношению к термомеханическим нагрузкам, что является особенно предпочтительным, в частности, для находящихся под воздействием горячего газа частей газотурбинной установки, например, лопаток газовой турбины и изоляционных компонентов.
В противоположность известным способам конденсации из газовой фазы с использованием электронного луча используют в качестве катодного материала чистый металл или сплав из главного металла и по меньшей мере одного стабилизирующего металла. Для этого пригоден предпочтительно сплав из циркония и иттрия, причем иттрий добавляют в цирконий в таком количестве и с таким распределением, что возникает теплоизоляционный слой из оксида циркония, частично стабилизированного оксидом иттрия.
Естественно, что в качестве катодного материала пригодны также другие металлы, как, например, магний. Применение металлического катода вместо тела из оксида металла, которое используют, например, в известном способе конденсации из газовой фазы с использованием электронного луча, имеет то преимущество, что получаемый теплоизоляционный слой имеет значительно более тонкую структуру. Кроме того, за счет полностью реактивного процесса окисления отделенных из катодного материала металлических материалов для напыления предотвращается возникновение дефектов слоя, которые могут возникать в способе конденсации из газовой фазы с использованием электронного луча за счет дефектов в керамическом теле, как, например, негомогенная пористость или включения посторонних тел. Кроме того, в противоположность керамическому телу катодный материал можно изготавливать более просто и с более высокой степенью чистоты.
Соединение теплоизоляционного слоя из оксида металла происходит, например, посредством образования гомогенно растущего реактивного слоя оксида алюминия (соединительного слоя) между теплоизоляционным слоем и слоем для придания сцепляемости из металлического сплава типа MCrAlY. Способ напыления с помощью потока реактивного газа с использованием полого катода, через который проходит поток инертного газа, имеет еще то преимущество, что его можно проводить в относительно грубом вакууме с достаточным оседанием оксидов металлов на основной части. По сравнению с известными способами конденсации из газовой фазы с использованием электронного луча со сложным отклонением и фокусированием электронного луча описанный способ отличается простой регулировкой, соответственно управлением величинами процесса, таких как температура зарождения центров кристаллизации, вакуумное давление, парциальное давление кислорода, объемный поток инертного газа, мощность разряда полого катода. Определение величин процесса, необходимых для достижения структуры со средним диаметром столбиков менее 2,5 мкм, происходит на основании диаграммы Торнтона для образования структуры слоя при конденсации из газовой фазы, которая описана Дж.А. Торнтоном, например, в Journal of Vacuum Science Technology, т. 11, 1974, с. 666-670. Здесь описано образование структуры слоя в зависимости от температуры подложки, давления газа в вакуумной камере и содержания энергии в слое для активации обменных диффузионных процессов.
Анод не расходуется, поскольку при расположении в области входа газа он не подвергается покрытию или окислению. Расходуемые части, как, например, анод и катод, могут иметь небольшие размеры, в частности, потому что анод размещен внутри полого катода, и поэтому не подвергается прямой бомбардировке электронами или ионами. Кроме того, анод можно изготавливать с высокой степень чистоты. Кроме того, предпочтительным является то, что подлежащие распылению материалы сами выполняют функцию катода, а не вставляются в виде тела из оксидов металлов с заданным соотношением смеси.
Ниже устройство и способ для изготовления теплоизоляционного слоя на основной части поясняются подробней на примере выполнения с помощью чертежей, на которых изображено:
фиг. 1 - деталь, расположенная в устройстве для нанесения теплоизоляционного слоя и
фиг.2 - продольный разрез детали в увеличенном масштабе.
На фиг. 1 показана схематично и без соблюдения масштаба принципиальная конструкция устройства 15 для нанесения покрытия для выполнения способа напыления с помощью реактивного газового потока. Устройство 15 для нанесения покрытия имеет корпус 23, в котором с помощью устройства 18 вакуумных насосов можно создавать вакуум менее 1 мбар, в частности около 0,5 мбар. Внутри корпуса 23 расположен полый катод 10 с круглоцилиндрическим поперечным сечением. Для покрытия больших деталей могут быть использованы несколько таких цилиндрических полых катодов или линейный катод с прямоугольным поперечным сечением, которые направлены вдоль одной продольной оси. Внутри полого катода 10 расположен стержнеобразный анод 11, который соединен с полым катодом 10 через источник 20 постоянного напряжения. Источник 20 постоянного напряжения создает, например, постоянное напряжение от 400 до 800 В, что приводит к току разряда около 2 А. Полый катод 10 имеет катодный материал 12, который выполнен в виде полого цилиндра или состоит, например, из отдельных пластин, заполняющих внутреннюю стенку полого катода 10. Полый катод 10 имеет внешний корпус с отверстием 14 для входа газа, которое соединено с не изображенным источником газа и через которое инертный газ 19, в частности аргон, входит в полый катод 10. Внешний корпус 25 служит для направления потока инертного газа, предотвращения проникновения реактивного газа в полый катод 10 и экранирования имеющих потенциал катода поверхностей, которые не должны распыляться, в частности, не изображенных охлаждающих пластин катодного материала 12. Напротив отверстия 14 для входа газа полый катод имеет отверстие 13 для выхода газа, из которого инертный газ 19 после прохождения области между катодным материалом 12 и анодом 11 выходит из полого катода 10. Геодезически над отверстием 13 для выхода газа расположен своей выходной областью ввод 16 окислительного средства, через который в корпус 23 может подаваться кислород. Геодезически над вводом 16 окислительного средства в удерживающем устройстве 8 удерживается деталь 1, лопатка газовой турбины с основной частью 2. Удерживающее устройство 8 через источник 22 дополнительного напряжения может быть электрически соединено с полым катодом 10. Прикладываемое между полым катодом 10 и удерживающим устройством, т.е. деталью 1, постоянное напряжение приводит к очистке поверхности детали 1 с помощью ионизированных атомов инертного газа. Удерживающее устройство 8 предпочтительно имеет не изображенное приводное устройство, с помощью которого происходит непрерывное вращение детали 1 вокруг ее продольной оси 24. Геодезически над деталью 1 расположено нагревательное устройство 9 для нагревания детали посредством теплового излучения и/или конвекции. Естественно, что нагревательное устройство 9 в зависимости от требований может быть также расположено на одном геодезическом уровне рядом с деталью 1. Также все указанные конфигурации могут быть выполнены в обратном геодезическом или в горизонтальном расположении.
Для нанесения теплоизоляционного слоя 3, который в увеличенном масштабе показан на фиг. 2, деталь 1 нагревают предпочтительно до температуры свыше 900oС. В полый катод 10 через отверстие 14 для входа газа вводят инертный газ 19. Он на основе существующей в полом катоде 10 разницы напряжений ионизируется в виде тлеющего разряда, причем ионизированные атомы газа попадают на катодный материал 12. Он является предпочтительно чистым металлом, например цирконием, в который примешан с заданным объемным распределением стабилизирующий металл, например иттрий. За счет ионизированных атомов инертного газа от катодного материала 12 отделяются атомы металлов или пучки атомов металлов и транспортируются в потоке инертного газа 19 в направлении детали 1. С помощью подаваемого через ввод 16 для окислительного средства кислорода происходит полное окисление атомов металлов, в частности в оксид циркония и оксид иттрия. Они осаждаются, если расположенный геодезически под деталью 1 экран 21 поворачивают в сторону на основной части 2 детали 1 в виде частично стабилизированного металлооксидного керамического теплоизоляционного слоя 3. За счет вращения детали 1 вокруг ее продольной оси 24 происходит равномерное покрытие детали 1. За счет нанесенного на основную часть 2 металлического слоя 17 для придания сцепляемости, например из железа, никеля и/или кобальта, а также хрома, алюминия, иттрия и наращенного на него соединительного слоя 7, например из оксида алюминия, происходит термически стабильное химическое соединение оксида металла с основной частью 2.
Осаждение оксида металла происходит в виде теплоизоляционного слоя 3 с тонкой столбчатой структурой 4 (см. фиг. 2). Образованные керамические столбики 5 в большинстве ориентированы перпендикулярно поверхности 6 основной части 2 и имеют диаметр столбиков в среднем менее 5,0 мкм, в частности, как показано с помощью опытов, между 0,5 и 3,0 мкм. За счет этой тонкой столбчатой структуры 4 с небольшим диаметром столбиков достигается особенно высокая стойкость теплоизоляционного слоя 3 относительно тепловых переменных нагрузок с разницей температур вплоть до свыше 1000oС.
Следовательно, изобретение отличается тем, что с помощью легко контролируемого и регулируемого процесса на металлическую основную часть осаждают термически стабильный теплоизоляционный слой. Этот теплоизоляционный слой, который через один или несколько промежуточных слоев термомеханически стабильно соединен с металлической основной частью, имеет тонкую столбчатую структуру со средним диаметром столбиков менее 5,0 мкм. Прежде всего за счет этого достигается высокая термическая устойчивость к переменным нагрузкам теплоизоляционного слоя, который за счет этого особенно пригоден для применения на высоко нагружаемых термически деталях, как, например, находящихся под воздействием горячего газа компонентов газотурбинной установки, в частности лопаток газовой турбины и футеровки камеры сгорания.

Claims (10)

1. Деталь, содержащая основную часть и расположенный на ней керамический теплоизоляционный слой, характеризующийся структурой с керамическими столбиками, в большинстве ориентированными перпендикулярно поверхности основной части, отличающаяся тем, что средний диаметр столбиков составляет от 0,5 до 2,5 мкм.
2. Деталь по п. 1, отличающаяся тем, что диаметр столбиков теплоизоляционного слоя составляет от 0,5 до 2,0 мкм.
3. Деталь по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что теплоизоляционный слой содержит металлокерамическое вещество, в частности, с оксидом циркония (ZrO2) и стабилизатором, например оксидом иттрия (Y2О3).
4. Деталь по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что дополнительно содержит металлический слой, нанесенный на основную часть для придания сцепляемости, в частности, из сплава MCrAlY, причем М обозначает один или несколько элементов из ряда железо, кобальт или никель, Сr обозначает хром, Аl обозначает алюминий и Y обозначает иттрий, или один из редкоземельных элементов, или алюминид металла.
5. Деталь по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что дополнительно содержит соединительный слой с оксидом алюминия (Аl2О3), тройным соединением Al-Zr-O, соединением Al-O-N, AlN или соединением AlN-Аl2О3, расположенный между основной частью или металлическим слоем и теплоизоляционным слоем для придания сцепляемости.
6. Деталь по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что основная часть выполнена металлической, в частности содержит сплав на основе кобальта или никеля.
7. Деталь по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что является лопаткой газовой турбины, в частности направляющей или рабочей лопаткой газовой турбины, или подвергаемым воздействию горячего газа компонентом газовой турбины, например теплоизоляционным экраном.
8. Способ нанесения на основную часть в вакууме теплоизоляционного слоя, включающий ионизацию инертного газа в основном свободной от кислорода атмосфере, отделение ионизированным инертным газом от катодного материала атомов металла, перенос атомов металла вместе с инертным газом в направлении основной части с подведением кислорода при ее достижении, так что образуется оксид металла, осаждаемый на основную часть, или осаждение металла с окислением попадающим на него кислородом, отличающийся тем, что основную часть нагревают до температуры образования центров кристаллизации свыше 800oС.
9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что температуру зарождения центров кристаллизации устанавливают между 950 и 1050oС.
10. Способ по п. 8 или 9, отличающийся тем, что величины процесса, такие, как температура зарождения центров кристаллизации, парциальное давление кислорода, объемный поток инертного газа, выбирают так, что теплоизоляционный слой характеризуется керамическими столбиками с диаметром столбиков менее 2,5 мкм, в частности между 0,5 и 2,0 мкм.
RU99108464/02A 1996-09-23 1997-09-23 Деталь и способ нанесения теплоизоляционного покрытия на нее RU2194798C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19638979.8 1996-09-23
DE19638979 1996-09-23

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU99108464A RU99108464A (ru) 2001-03-20
RU2194798C2 true RU2194798C2 (ru) 2002-12-20

Family

ID=7806604

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99108464/02A RU2194798C2 (ru) 1996-09-23 1997-09-23 Деталь и способ нанесения теплоизоляционного покрытия на нее

Country Status (7)

Country Link
US (1) US6346301B2 (ru)
EP (1) EP0931174B1 (ru)
JP (1) JP2001500927A (ru)
KR (1) KR20000048547A (ru)
DE (2) DE59711709D1 (ru)
RU (1) RU2194798C2 (ru)
WO (1) WO1998013531A1 (ru)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2445402C1 (ru) * 2011-02-24 2012-03-20 Российская Федерация, в лице которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг РФ) Многослойное износостойкое термостойкое покрытие
US8404366B2 (en) 2007-01-02 2013-03-26 Taegutec, Ltd. Surface treating method for cutting tools
RU2778863C2 (ru) * 2017-12-22 2022-08-26 Эрликон Серфис Сольюшнс Аг, Пфеффикон Коррозионно-стойкое и эрозионно-стойкое покрытие для турбинных лопаток газовых турбин

Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5981088A (en) * 1997-08-18 1999-11-09 General Electric Company Thermal barrier coating system
DE19819726A1 (de) * 1998-05-02 1999-11-04 Leybold Systems Gmbh Vakuumbehandlungsanlage zum Aufbringen dünner, harter Schichten
EP0987345B1 (en) * 1998-09-18 2004-02-04 General Electric Company Thermal barrier coating system
SG79239A1 (en) * 1998-09-19 2001-03-20 Gen Electric Thermal barrier coating system
WO2000023634A1 (de) 1998-10-21 2000-04-27 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und vorrichtung zur reinigung eines erzeugnisses
DE59907046D1 (de) 1998-10-22 2003-10-23 Siemens Ag Erzeugnis mit wärmedämmschicht sowie verfahren zur herstellung einer wärmedämmschicht
EP1074638A1 (en) * 1999-08-03 2001-02-07 Siemens Aktiengesellschaft Process for coating an article
UA78487C2 (ru) * 2002-08-15 2007-04-10 Дженерал Електрік Компані Способ нанесения керамического покрытия и устройство для его осуществления
DE19958643C1 (de) 1999-12-06 2001-05-10 Fraunhofer Ges Forschung Vorrichtung und Verfahren zur Beschichtung von Gegenständen bei hoher Temperatur sowie Verwendung
GB0108782D0 (en) * 2001-04-07 2001-05-30 Trikon Holdings Ltd Methods and apparatus for forming precursors
CH695689A5 (de) 2001-05-23 2006-07-31 Sulzer Metco Ag Verfahren zum Erzeugen eines wärmedämmenden Schichtsystems auf einem metallischen Substrat.
US6532657B1 (en) * 2001-09-21 2003-03-18 General Electric Co., Pre-service oxidation of gas turbine disks and seals
JP2005048260A (ja) * 2003-07-31 2005-02-24 Canon Inc 反応性スパッタリング方法
DE10342398B4 (de) * 2003-09-13 2008-05-29 Schott Ag Schutzschicht für einen Körper sowie Verfahren zur Herstellung und Verwendung von Schutzschichten
US7867366B1 (en) * 2004-04-28 2011-01-11 Alameda Applied Sciences Corp. Coaxial plasma arc vapor deposition apparatus and method
US7473278B2 (en) * 2004-09-16 2009-01-06 Smith & Nephew, Inc. Method of surface oxidizing zirconium and zirconium alloys and resulting product
US20060070677A1 (en) * 2004-09-28 2006-04-06 Tokai Rubber Industries, Ltd. Hose with sealing layer, direct-connect assembly including the same, and method of manufacturing the same
CA2564539C (en) * 2005-11-14 2014-05-06 Sulzer Metco Coatings B.V. A method for coating of a base body with a platinum modified aluminide ptmal by means of a physical deposition out of the gas phase
JP2007187994A (ja) * 2006-01-16 2007-07-26 Bridgestone Corp 反射防止膜及び光学フィルター
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
US8361381B2 (en) 2008-09-25 2013-01-29 Smith & Nephew, Inc. Medical implants having a porous coated surface
WO2013074415A1 (en) 2011-11-15 2013-05-23 Henkel Corporation Electronic devices assembled with thermally insulating layers
KR101487147B1 (ko) 2011-11-15 2015-01-28 헨켈 아이피 앤드 홀딩 게엠베하 단열 층을 구비하여 조립된 전자 장치
EP2767616A1 (en) 2013-02-15 2014-08-20 Alstom Technology Ltd Turbomachine component with an erosion and corrosion resistant coating system and method for manufacturing such a component
US9223363B2 (en) 2013-03-16 2015-12-29 Henkel IP & Holding GmbH Electronic devices assembled with heat absorbing and/or thermally insulating composition
DE102013103762A1 (de) * 2013-04-15 2014-10-16 Von Ardenne Anlagentechnik Gmbh Beschichtungsanordnung
TWI657132B (zh) 2013-12-19 2019-04-21 德商漢高智慧財產控股公司 具有基質及經密封相變材料分散於其中之組合物及以其組裝之電子裝置
DE102016106679A1 (de) * 2016-04-12 2017-10-12 Thyssenkrupp Ag Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung eines korrosionsgeschützten Stahlprodukts
US11664195B1 (en) 2021-11-11 2023-05-30 Velvetch Llc DC plasma control for electron enhanced material processing
US11688588B1 (en) 2022-02-09 2023-06-27 Velvetch Llc Electron bias control signals for electron enhanced material processing
US11869747B1 (en) 2023-01-04 2024-01-09 Velvetch Llc Atomic layer etching by electron wavefront

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE294511C (ru)
US4321310A (en) 1980-01-07 1982-03-23 United Technologies Corporation Columnar grain ceramic thermal barrier coatings on polished substrates
US4321311A (en) 1980-01-07 1982-03-23 United Technologies Corporation Columnar grain ceramic thermal barrier coatings
US4405659A (en) 1980-01-07 1983-09-20 United Technologies Corporation Method for producing columnar grain ceramic thermal barrier coatings
US5514482A (en) 1984-04-25 1996-05-07 Alliedsignal Inc. Thermal barrier coating system for superalloy components
US5262245A (en) 1988-08-12 1993-11-16 United Technologies Corporation Advanced thermal barrier coated superalloy components
US5087477A (en) 1990-02-05 1992-02-11 United Technologies Corporation Eb-pvd method for applying ceramic coatings
US5238752A (en) * 1990-05-07 1993-08-24 General Electric Company Thermal barrier coating system with intermetallic overlay bond coat
DD294511A5 (de) * 1990-05-17 1991-10-02 Adw Zentralinstitut Fuer Elektronenphysik,De Verfahren und vorrichtung zum reaktiven gasflusssputtern
GB9204791D0 (en) 1992-03-05 1992-04-22 Rolls Royce Plc A coated article
DE4235953C2 (de) 1992-10-23 1998-07-02 Fraunhofer Ges Forschung Sputterquelle mit einer linearen Hohlkathode zum reaktiven Beschichten von Substraten
DE4422472C2 (de) * 1994-06-28 1996-09-05 Dresden Vakuumtech Gmbh Einrichtung zum Hochgeschwindigkeitsgasfluß-Aufstäuben

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8404366B2 (en) 2007-01-02 2013-03-26 Taegutec, Ltd. Surface treating method for cutting tools
RU2445402C1 (ru) * 2011-02-24 2012-03-20 Российская Федерация, в лице которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг РФ) Многослойное износостойкое термостойкое покрытие
RU2778863C2 (ru) * 2017-12-22 2022-08-26 Эрликон Серфис Сольюшнс Аг, Пфеффикон Коррозионно-стойкое и эрозионно-стойкое покрытие для турбинных лопаток газовых турбин

Also Published As

Publication number Publication date
DE59711709D1 (de) 2004-07-15
KR20000048547A (ko) 2000-07-25
US6346301B2 (en) 2002-02-12
JP2001500927A (ja) 2001-01-23
EP0931174B1 (de) 2004-06-09
EP0931174A1 (de) 1999-07-28
DE19741961A1 (de) 1998-03-26
US20010019745A1 (en) 2001-09-06
WO1998013531A1 (de) 1998-04-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2194798C2 (ru) Деталь и способ нанесения теплоизоляционного покрытия на нее
JP3124966B2 (ja) 熱防御膜の製造方法
KR100508592B1 (ko) 열차단피막계및피막물질
US6057047A (en) Ceramic coatings containing layered porosity
US6447854B1 (en) Method of forming a thermal barrier coating system
CA1128820A (en) Method for altering the composition and structure of aluminum bearing overlay alloy coatings during deposition from metallic vapor
US20050287296A1 (en) Method and apparatus for dispersion strengthened bond coats for thermal barrier coatings
JP2001225411A (ja) 多孔性の層からなるセラミックコーティングの作成方法および被覆物品
JP2007217795A (ja) 層構造体製造用の部品、装置及び製造方法
US8100083B2 (en) Process and apparatus for depositing a ceramic coating
US20030180571A1 (en) Microstructured coatings and materials
US20100006421A1 (en) Processing Tubular Surfaces Using Double Glow Discharge
US6251504B1 (en) Ceramic heat barrier coating having low thermal conductivity, and process for the deposition of said coating
US20040126492A1 (en) Method and apparatus for using ion plasma deposition to produce coating
US6790486B2 (en) Vapor deposition process
Mauer Development of Plasma Parameters for the Manufacture of MCrAlY Bond Coats by Low‐Pressure Plasma Spraying Using a Cascaded Torch
US20050034669A1 (en) Vapor deposition process and apparatus therefor
Gao et al. Deposition of YSZ coatings in a chamber at pressures below 100 Pa using low-power plasma spraying with an internal injection powder feeding
US20200340100A1 (en) Thermal barrier coating with reduced stabilizer content
JP2007138293A (ja) 基体そして加工物も被覆する方法
JPH05171399A (ja) 溶射コーティング方法及び装置
Scheffel et al. Plasma-assisted reactive high-rate vapor deposition of yttria-stabilized zirconia using electron beam evaporation and spotless vacuum arc
Demchyshyn et al. Linear Vacuum ARC Evaporators for Deposition of Functional Multi-Purpose Coatings
JP2004131814A (ja) 高温機器部品用耐食コーティング形成方法および耐食コーティング層
Greene Low-energy ion-surface interactions during crystal growth from the vapour phase: nucleation and growth kinetics

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20030924