RU2675005C1 - Heat protective coating - Google Patents
Heat protective coating Download PDFInfo
- Publication number
- RU2675005C1 RU2675005C1 RU2017135638A RU2017135638A RU2675005C1 RU 2675005 C1 RU2675005 C1 RU 2675005C1 RU 2017135638 A RU2017135638 A RU 2017135638A RU 2017135638 A RU2017135638 A RU 2017135638A RU 2675005 C1 RU2675005 C1 RU 2675005C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- layer
- oxide
- heat
- zirconium oxide
- sublayer
- Prior art date
Links
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 title abstract description 9
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 11
- WIHZLLGSGQNAGK-UHFFFAOYSA-N hafnium(4+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[Hf+4] WIHZLLGSGQNAGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910000449 hafnium oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoyttriooxy)yttrium Chemical compound O=[Y]O[Y]=O SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 34
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 229910001120 nichrome Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 4
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 description 3
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 2
- 229910002076 stabilized zirconia Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000005524 ceramic coating Methods 0.000 description 1
- 239000011195 cermet Substances 0.000 description 1
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000000320 mechanical mixture Substances 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- IOKPLNQRQWZPGF-UHFFFAOYSA-N nickel(2+);oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Ni+2].[Zr+4] IOKPLNQRQWZPGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 1
- 238000005382 thermal cycling Methods 0.000 description 1
- AYEKOFBPNLCAJY-UHFFFAOYSA-O thiamine pyrophosphate Chemical compound CC1=C(CCOP(O)(=O)OP(O)(O)=O)SC=[N+]1CC1=CN=C(C)N=C1N AYEKOFBPNLCAJY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
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
- C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
- C23C14/08—Oxides
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к теплозащитным покрытиям (ТЗП) для деталей, подверженных воздействию высокотемпературных газовых потоков, выполненных, в том числе из двухслойных паяных конструкций.The present invention relates to the field of powder metallurgy, in particular to heat-protective coatings (TZP) for parts exposed to high-temperature gas streams made, including from two-layer soldered structures.
В настоящее время при создании перспективных энергетических установок с повышенными рабочими характеристиками (давление и температура) рассматриваются возможности более эффективных способов защиты деталей, подверженных воздействию газовой среды, высоких тепловых потоков более 150*106 Вт/м2, идущих от высокотемпературных продуктов сгорания.Currently, when creating promising power plants with improved operating characteristics (pressure and temperature), the possibilities of more effective ways to protect parts exposed to a gas environment, high heat fluxes of more than 150 * 10 6 W / m 2 coming from high-temperature combustion products are being considered.
Из публикации (см. а.с. SU №1767926, 1994 г. ) известно теплозащитное покрытие (ТЗП), содержащее рабочий слой из оксида циркония, подслой из сплава на основе никеля и промежуточные слои системы металл - оксид циркония, при этом рабочий слой дополнительно содержит нитрид бора и/или графит, а оксид циркония стабилизирован 5-10 масс. % оксида иттрия.From the publication (see AS SU No. 1767926, 1994), a heat-protective coating is known (TZP) containing a working layer of zirconium oxide, a sublayer of an alloy based on nickel and intermediate layers of the metal-zirconium oxide system, while the working layer additionally contains boron nitride and / or graphite, and zirconium oxide is stabilized 5-10 mass. % yttrium oxide.
Недостатком данного технического решения является то, что порошковый материал, применяемый для получения данного теплозащитного покрытия, является механической смесью порошков, в которой частицы оксида циркония и нитрида бора не связаны друг с другом, т.е. не скомпактированы в гранулы. В связи с этим в процессе напыления такого порошкового материала может происходить его расслоение на составляющие компоненты, что приведет к ухудшению рабочих характеристик покрытия.The disadvantage of this technical solution is that the powder material used to obtain this heat-resistant coating is a mechanical mixture of powders in which particles of zirconium oxide and boron nitride are not bonded to each other, i.e. not compacted into granules. In this regard, in the process of spraying such a powder material, it can be stratified into its constituent components, which will lead to a deterioration of the coating performance.
Известен также композиционный материал для высокотемпературного теплозащитного покрытия (см. патент RU №2303649, 2007 г.), включающий нитрид бора и стабилизированный оксид циркония. При этом композиционный материал содержит также волокно нихрома длиной 3-5 мм, а стабилизированный оксид циркония содержится в двух фракциях - оксид циркония, стабилизированный 7% оксидом иттрия, фракции 100-250 мкм и стабилизированный оксид циркония пылевидной фракции.Also known is a composite material for a high-temperature heat-shielding coating (see patent RU No. 2303649, 2007), including boron nitride and stabilized zirconium oxide. Moreover, the composite material also contains nichrome fiber 3-5 mm long, and stabilized zirconium oxide is contained in two fractions - zirconium oxide stabilized with 7% yttrium oxide, fractions of 100-250 μm and stabilized zirconium oxide of the dust fraction.
Недостатком данного технического решения является то, что получаемое из указанного материала покрытие имеет низкую адгезию с поверхностью основы и невысокую рабочую температуру на воздухе (до 1000°С) из-за окисления при этой температуре волокон нихрома. Помимо этого, повышается трудоемкость получения исходного состава порошкового материала и теплозащитного покрытия из него, поскольку данный способ требует применения дополнительного специального оборудования (вакуумные печи, термофиксаторы), особенно при нанесении на крупноразмерные конструкции сложной формы.The disadvantage of this technical solution is that the coating obtained from the specified material has low adhesion to the base surface and a low working temperature in air (up to 1000 ° C) due to the oxidation of nichrome fibers at this temperature. In addition, the complexity of obtaining the initial composition of the powder material and the heat-protective coating from it increases, since this method requires the use of additional special equipment (vacuum furnaces, heat fixers), especially when applied to large-sized structures of complex shape.
Из публикации (см. патент RU №2499078, 2012 г.) известно многослойное ТЗП, наносимое на огневую стенку корпуса камеры сгорания. Описанное в этой публикации ТЗП состоит из подслоя нихрома и слоя керметной композиции, содержащей смесь оксида гафния и плакированного никелем вольфрама, и дополнительного слоя оксида гафния, стабилизированного оксидом иттрия.From the publication (see patent RU No. 2499078, 2012), a multilayer TZP is applied that is applied to the fire wall of the housing of the combustion chamber. The TPP described in this publication consists of a nichrome sublayer and a cermet composition layer containing a mixture of hafnium oxide and nickel plated tungsten, and an additional layer of hafnium oxide stabilized with yttrium oxide.
Недостатком такого ТЗП является то, что наличие плакированного никелем вольфрама в одном из слоев ТЗП, близком к наружной поверхности покрытия, может приводить к плавлению, интенсивному окислению и растрескиванию слоя в составе газовой среды в камере сгорания ЖРД.The disadvantage of this TZP is that the presence of tungsten clad with nickel in one of the TZZ layers close to the outer surface of the coating can lead to melting, intense oxidation, and cracking of the layer in the composition of the gas medium in the LRE combustion chamber.
Из технического решения, защищенного патентом RU №2283363 (2006 г.), известно другое теплозащитное покрытие, наносимое на огневую стенку корпуса камеры. Такое ТЗП состоит из двух слоев, один из которых представляет собой металлический слой, например, из нихрома, а другой - керамический слой из оксида циркония. В качестве стабилизирующей добавки оксида циркония используют оксид кальция.From the technical solution protected by patent RU No. 2283363 (2006), another heat-protective coating is known to be applied to the fire wall of the camera body. This TZP consists of two layers, one of which is a metal layer, for example, of nichrome, and the other is a ceramic layer of zirconium oxide. As a stabilizing additive of zirconium oxide, calcium oxide is used.
Недостатком такого ТЗП является то, что наличие в качестве стабилизирующей добавки оксида кальция приводит к уменьшению рабочей температуры ТЗП и не позволяет защищать стенку корпуса от высокотемпературных тепловых потоков.The disadvantage of this TZP is that the presence of calcium oxide as a stabilizing additive leads to a decrease in the working temperature of the TZP and does not allow protecting the case wall from high-temperature heat fluxes.
Из публикации (патент RU №2586376, 2016 г.) известно высокотемпературное теплозащитное покрытие, содержащее подслой из сплава на основе никеля и рабочий слой на основе оксида циркония, стабилизированного оксидом иттрия, при этом согласно изобретению, рабочий слой дополнительно содержит никель, которым плакирован стабилизированный оксид циркония. Но наличие в рабочем слое ТЗП никеля ведет к уменьшению работоспособности покрытия при температурах выше 2000°С.From the publication (patent RU No. 2586376, 2016), a high-temperature thermal protective coating is known comprising a nickel-based alloy sublayer and a yttrium oxide-stabilized zirconia-based working layer, wherein according to the invention, the working layer further comprises stabilized plated nickel zirconium oxide. But the presence of nickel in the TZP working layer leads to a decrease in the performance of the coating at temperatures above 2000 ° C.
Задачей настоящего изобретения является создание ТЗП, обеспечивающего эффективную защиту деталей, в том числе выполненных из двухслойных паяных конструкций, от воздействия высокотемпературного газового потока.The objective of the present invention is the creation of TZP, which provides effective protection of parts, including those made of two-layer soldered structures, from the effects of high-temperature gas flow.
Технический результат, достигаемый изобретением, состоит в увеличении рабочей температуры на внешней поверхности ТЗП при воздействии на защищаемую поверхность детали высокотемпературного газового потока.The technical result achieved by the invention is to increase the operating temperature on the outer surface of the heat exchanger when exposed to the surface of the part of the high-temperature gas stream.
Технический результат предлагаемого изобретения достигается тем, что на защищаемую поверхность детали, подверженную воздействию высокотемпературного газового потока, наносится ТЗП, состоящее из подслоя и рабочего слоя.The technical result of the invention is achieved by the fact that on the protected surface of the part exposed to the high-temperature gas flow is applied TZP, consisting of a sublayer and a working layer.
Рабочий слой содержит слой оксида циркония, стабилизированного оксидом иттрия, и нанесенный на него слой оксида гафния, стабилизированного оксидом иттрия. При этом подслой и слои оксидов циркония и гафния выполнены наноструктурированными.The working layer contains a layer of zirconium oxide stabilized by yttrium oxide, and a layer of hafnium oxide stabilized by yttrium oxide deposited thereon. In this case, the sublayer and layers of zirconium and hafnium oxides are made nanostructured.
При этом подслой ТЗП может быть выполнен из никеля или сплава никеля.In this case, the TZP sublayer can be made of nickel or an alloy of nickel.
На фигуре представлено сечение детали с ТЗП. В качестве защищаемой от воздействия высоких температур детали взята двухслойная паяная конструкция.The figure shows a section of a part with a TZP. As a part protected from exposure to high temperatures, a two-layer soldered construction is taken.
Как показано на фигуре, двухслойная паяная конструкция состоит из наружной силовой оболочки 1, внутренней стенки 2, подверженной воздействию высокотемпературных газовых потоков, которые соединены между собой пайкой. Между наружной силовой оболочкой 1 и стенкой 2 расположен тракт регенеративного охлаждения 3. На стенку 2 по всей ее длине нанесено многослойное теплозащитное покрытие, состоящее из трех разных слоев: 4 - металлический подслой, в том числе из никеля или сплава на основе никеля, 5 - слой оксида циркония, стабилизированного оксидом иттрия, 6 - слой оксида гафния, стабилизированного оксидом иттрия.As shown in the figure, the two-layer soldered construction consists of an
Подслой 4 является переходным между защищаемой деталью и керамическим слоем с низкой теплопроводностью и служит для компенсации внутренних напряжений, возникающих из-за разницы коэффициентов теплового расширения керамического слоя покрытия и материала защищаемой детали.The sublayer 4 is a transition between the protected part and the ceramic layer with low thermal conductivity and serves to compensate for the internal stresses arising from the difference in the thermal expansion coefficients of the ceramic coating layer and the material of the protected part.
Кроме того, подслой обеспечивает дополнительную защиту от окисления материала детали, поскольку в условиях высокой температуры кислород из окружающей среды (воздух, продукты сгорания топлива) может проникать к поверхности защищаемой детали.In addition, the sublayer provides additional protection against oxidation of the material of the part, since at high temperatures oxygen from the environment (air, fuel combustion products) can penetrate to the surface of the protected part.
Наноструктурированный слой оксида циркония 5, стабилизированного оксидом иттрия, служит в качестве теплозащитного слоя. Этот слой обладает низкой теплопроводностью, химической стойкостью и имеет высокую температуру плавления, а также достаточно высокую пористость (~15%), что позволяет уменьшить тепловой поток, достигающий поверхности защищаемого материала.The nanostructured yttrium oxide stabilized
Нанесенный на оксид циркония наноструктурированный слой из оксида гафния, стабилизированного оксидом иттрия, обладает более низкой теплопроводностью, более высокими температурами плавления и фазовых переходов, чем слой оксида циркония, что позволяет повысить температуру на внешней границе ТЗП до ~2600°С, увеличить термическое сопротивление и трещиностойкость покрытия.A nanostructured layer of hafnium oxide stabilized by yttrium oxide deposited on zirconium oxide has a lower thermal conductivity, higher melting and phase transitions than the zirconium oxide layer, which makes it possible to increase the temperature at the outer boundary of the thermal current transformer to ~ 2600 ° C, increase the thermal resistance and crack resistance of the coating.
ТЗП, согласно изобретению, обладает эффективной теплопроводностью менее 1,5 Вт/м⋅К и высокой стойкостью к температурам до 2600°С.TZP, according to the invention, has an effective thermal conductivity of less than 1.5 W / m⋅K and high resistance to temperatures up to 2600 ° C.
Применение предлагаемого в изобретении ТЗП позволит защитить огневую стенку камеры сгорания из сплава БрХ08 путем его нанесения вакуумным методом плазменно-кластерного напыления. Наноструктурирование напыляемого материала в этом случае происходит в процессе нанесения слоев ТЗП за счет конденсации паровой фазы напыляемого вещества в сопле плазмотрона с последующим образованием наночастиц. Толщина многослойного наноструктурированного ТЗП составляет более 100 мкм.The use of the proposed invention TZP will protect the fire wall of the combustion chamber of the alloy BrX08 by applying it by vacuum method of plasma-cluster spraying. Nanostructuring of the sprayed material in this case occurs during the deposition of layers of TZP due to condensation of the vapor phase of the sprayed substance in the plasma torch nozzle with the subsequent formation of nanoparticles. The thickness of the multilayer nanostructured TZP is more than 100 microns.
Для проверки рабочих характеристик предложенного ТЗП из БрХ08 были изготовлены образцы диаметром 30 мм с нанесенным на них плазменно-кластерным методом ТЗП, содержащим подслой никеля - 25÷30 мкм, слой оксида циркония - 70÷75 мкм и слой оксида гафния - 10÷15 мкм. Все слои были наноструктурированы в процессе нанесения. Образцы прошли термоциклические испытания на установке для проведения испытаний покрытий, созданной в Центре Келдыша. В процессе испытаний образцы с ТЗП находились под воздействием со стороны ТЗП потока плазмы со среднемассовой температурой ~ 4400 К, которая моделирует высокотемпературный поток газа. С обратной стороны образец охлаждается водой, температура которой на входе и выходе из установки измеряется. Во время испытаний образцы выдержали 13 циклов по 30 секунд каждый. Разрушения покрытий не произошло. Проведенные оценки температуры на внешней границе ТЗП показали, что она находилась в диапазоне 2350÷2500°С. Исследование ТЗП после испытаний проводили на растровом электронном микроскопе. Исследования показали, что ТЗП сохранили свою структуру и работоспособность.To verify the performance characteristics of the proposed TZP, samples with a diameter of 30 mm were deposited from BrX08 with a plasma-cluster TZP method containing a nickel sublayer of 25–30 μm, a zirconium oxide layer of 70–75 μm and a hafnium oxide layer of 10–15 μm . All layers were nanostructured during application. The samples underwent thermal cycling tests at a coating testing facility created at the Keldysh Center. During the tests, samples with TZP were exposed to TZP from the plasma flow with a mass-average temperature of ~ 4400 K, which simulates a high-temperature gas flow. On the reverse side, the sample is cooled by water, the temperature of which is measured at the inlet and outlet of the installation. During the tests, the samples withstood 13 cycles of 30 seconds each. Destruction of coatings did not occur. Assessments of the temperature at the outer boundary of the TZP showed that it was in the range of 2350 ÷ 2500 ° C. The study of TZP after testing was carried out on a scanning electron microscope. Studies have shown that TZP retained its structure and performance.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017135638A RU2675005C1 (en) | 2017-10-05 | 2017-10-05 | Heat protective coating |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017135638A RU2675005C1 (en) | 2017-10-05 | 2017-10-05 | Heat protective coating |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2675005C1 true RU2675005C1 (en) | 2018-12-14 |
Family
ID=64753164
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017135638A RU2675005C1 (en) | 2017-10-05 | 2017-10-05 | Heat protective coating |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2675005C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2714345C1 (en) * | 2019-06-21 | 2020-02-14 | Государственный научный центр Российской Федерации - федеральное государственное унитарное предприятие "Исследовательский Центр имени М.В. Келдыша" | Method of producing a gradient nanocomposite heat-shielding coating |
| RU209161U1 (en) * | 2021-12-01 | 2022-02-03 | Антон Владимирович Новиков | HEAT SHIELD FOR GAS TURBINE COMBUSTION CHAMBER |
| RU209216U1 (en) * | 2021-08-30 | 2022-02-07 | Антон Владимирович Новиков | HEAT SHIELD FOR GAS TURBINE COMBUSTION CHAMBER |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995013189A1 (en) * | 1993-11-08 | 1995-05-18 | Diamonex, Incorporated | Abrasion wear resistant coated substrate product |
| US5993980A (en) * | 1994-10-14 | 1999-11-30 | Siemens Aktiengesellschaft | Protective coating for protecting a component from corrosion, oxidation and excessive thermal stress, process for producing the coating and gas turbine component |
| RU2266352C2 (en) * | 2002-08-21 | 2005-12-20 | Юнайтид Текнолоджиз Копэрейшн | Heat-resistant coating (options) and article containing it |
| RU2499078C1 (en) * | 2012-07-17 | 2013-11-20 | Открытое акционерное общество "Композит" (ОАО "Композит") | Production method of erosion-resistant heat-protective coatings |
| RU2586376C2 (en) * | 2012-04-27 | 2016-06-10 | Акционерное общество "Научно-производственный центр газотурбостроения "Салют" (АО "НПЦ газотурбостроения "Салют") | High-temperature heat-resistant coating |
-
2017
- 2017-10-05 RU RU2017135638A patent/RU2675005C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995013189A1 (en) * | 1993-11-08 | 1995-05-18 | Diamonex, Incorporated | Abrasion wear resistant coated substrate product |
| US5993980A (en) * | 1994-10-14 | 1999-11-30 | Siemens Aktiengesellschaft | Protective coating for protecting a component from corrosion, oxidation and excessive thermal stress, process for producing the coating and gas turbine component |
| RU2266352C2 (en) * | 2002-08-21 | 2005-12-20 | Юнайтид Текнолоджиз Копэрейшн | Heat-resistant coating (options) and article containing it |
| RU2586376C2 (en) * | 2012-04-27 | 2016-06-10 | Акционерное общество "Научно-производственный центр газотурбостроения "Салют" (АО "НПЦ газотурбостроения "Салют") | High-temperature heat-resistant coating |
| RU2499078C1 (en) * | 2012-07-17 | 2013-11-20 | Открытое акционерное общество "Композит" (ОАО "Композит") | Production method of erosion-resistant heat-protective coatings |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2714345C1 (en) * | 2019-06-21 | 2020-02-14 | Государственный научный центр Российской Федерации - федеральное государственное унитарное предприятие "Исследовательский Центр имени М.В. Келдыша" | Method of producing a gradient nanocomposite heat-shielding coating |
| RU209216U1 (en) * | 2021-08-30 | 2022-02-07 | Антон Владимирович Новиков | HEAT SHIELD FOR GAS TURBINE COMBUSTION CHAMBER |
| RU209161U1 (en) * | 2021-12-01 | 2022-02-03 | Антон Владимирович Новиков | HEAT SHIELD FOR GAS TURBINE COMBUSTION CHAMBER |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Mahade et al. | Functional performance of Gd2Zr2O7/YSZ multi-layered thermal barrier coatings deposited by suspension plasma spray | |
| RU2675005C1 (en) | Heat protective coating | |
| Matsumoto et al. | EB-PVD process and thermal properties of hafnia-based thermal barrier coating | |
| JP7271429B2 (en) | Method for coating the surface of a solid substrate having a layer containing a ceramic compound, and the coated substrate obtained by the method | |
| Yao et al. | Ablation behavior of ZrB 2-based coating prepared by supersonic plasma spraying for SiC-coated C/C composites under oxyacetylene torch | |
| Liu et al. | Laser ablation behaviors of vacuum plasma sprayed ZrC‐based coatings | |
| KR101681195B1 (en) | Thermal Barrier Coating System with Self-Healing Ability | |
| Zhu et al. | Microstructure and oxidation behavior of conventional and pseudo graded NiCrAlY/YSZ thermal barrier coatings produced by supersonic air plasma spraying process | |
| Feng et al. | Design and characterization of zirconium-based multilayer coating for carbon/carbon composites against oxyacetylene ablation | |
| Goral et al. | The technology of plasma spray physical vapour deposition | |
| Sun et al. | ZrSiO 4 oxidation protective coating for SiC-coated carbon/carbon composites prepared by supersonic plasma spraying | |
| Lima et al. | Insights on the high-temperature operational limits of ZrO 2-Y 2 O 3 TBCs manufactured via air plasma spray | |
| JP2012062511A (en) | High temperature resistant member and gas turbine | |
| Hamatani et al. | Effect of the composition profile and density of LPPS sprayed functionally graded coating on the thermal shock resistance | |
| JP2013129917A (en) | High temperature resistant member and gas turbine | |
| US20180282853A1 (en) | Hybrid Thermal Barrier Coating and Process of Making Same | |
| JP5285486B2 (en) | Thermal barrier coating material, thermal barrier coating, turbine component and gas turbine | |
| Zhang et al. | Rapid heat treatment to improve the thermal shock resistance of ZrO2 coating for SiC coated carbon/carbon composites | |
| Samadi et al. | Thermal conductivity of plasma sprayed forsterite/mullite coatings | |
| RU2586376C2 (en) | High-temperature heat-resistant coating | |
| Lavigne et al. | Microstructural characterisation of plasma sprayed thermal barrier coatings by quantitative image analysis | |
| Feng et al. | Response mechanism study of alternate ZrC-10vol.% SiC/ZrC-70vol.% SiC coatings with various sublayer thicknesses for cyclic and long-term thermal exposure | |
| Gond et al. | Hot corrosion behaviour of yttria-stabilised zirconia as plasma sprayed coated boiler steel in air and salt at 900 C under cyclic condition | |
| TWI749097B (en) | Boiler water pipe of waste incinerator and manufacturing method thereof | |
| Reardon et al. | Advanced thermal barrier coating systems |