RU2685905C1 - Материал для жаростойкого защитного покрытия - Google Patents
Материал для жаростойкого защитного покрытия Download PDFInfo
- Publication number
- RU2685905C1 RU2685905C1 RU2017142183A RU2017142183A RU2685905C1 RU 2685905 C1 RU2685905 C1 RU 2685905C1 RU 2017142183 A RU2017142183 A RU 2017142183A RU 2017142183 A RU2017142183 A RU 2017142183A RU 2685905 C1 RU2685905 C1 RU 2685905C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat
- titanium
- molybdenum
- coatings
- carbon
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 86
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 title claims abstract description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 29
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 28
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 24
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims abstract description 20
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 claims abstract description 20
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 19
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims abstract description 18
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910008484 TiSi Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 9
- QYEXBYZXHDUPRC-UHFFFAOYSA-N B#[Ti]#B Chemical compound B#[Ti]#B QYEXBYZXHDUPRC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229910016006 MoSi Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 229910033181 TiB2 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- CREMABGTGYGIQB-UHFFFAOYSA-N carbon carbon Chemical compound C.C CREMABGTGYGIQB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000011203 carbon fibre reinforced carbon Substances 0.000 claims abstract description 5
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 5
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000007770 graphite material Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 229910021352 titanium disilicide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims description 10
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910004706 CaSi2 Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims description 5
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 4
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 claims description 4
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000007751 thermal spraying Methods 0.000 claims description 4
- DFJQEGUNXWZVAH-UHFFFAOYSA-N bis($l^{2}-silanylidene)titanium Chemical compound [Si]=[Ti]=[Si] DFJQEGUNXWZVAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052747 lanthanoid Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 150000002602 lanthanoids Chemical class 0.000 claims description 3
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052706 scandium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N scandium atom Chemical compound [Sc] SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 abstract description 88
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 22
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 14
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 abstract description 12
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 11
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 abstract description 11
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 abstract description 11
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 10
- 239000003779 heat-resistant material Substances 0.000 abstract description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 5
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 abstract description 3
- YXTPWUNVHCYOSP-UHFFFAOYSA-N bis($l^{2}-silanylidene)molybdenum Chemical compound [Si]=[Mo]=[Si] YXTPWUNVHCYOSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 229910021343 molybdenum disilicide Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 238000004321 preservation Methods 0.000 abstract description 2
- 229910004709 CaSi Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 abstract 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 37
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 25
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 19
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 15
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 15
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 14
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 13
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 13
- 239000005388 borosilicate glass Substances 0.000 description 10
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 10
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 9
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 8
- 229910021332 silicide Inorganic materials 0.000 description 8
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 8
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 7
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 7
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 6
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 6
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 5
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 5
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 5
- 238000007750 plasma spraying Methods 0.000 description 5
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 5
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 5
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 4
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 4
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 4
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 3
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000002679 ablation Methods 0.000 description 3
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 3
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 3
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 3
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 3
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 3
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 3
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910001257 Nb alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 2
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 2
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 2
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 230000000877 morphologic effect Effects 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 2
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 2
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- 238000000859 sublimation Methods 0.000 description 2
- 230000008022 sublimation Effects 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical group O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 2
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M Methacrylate Chemical compound CC(=C)C([O-])=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- 229910052771 Terbium Inorganic materials 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 229910052769 Ytterbium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910006249 ZrSi Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000007605 air drying Methods 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- 238000005280 amorphization Methods 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 229910021383 artificial graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 229910052810 boron oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- 229910021348 calcium disilicide Inorganic materials 0.000 description 1
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce] ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052729 chemical element Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 1
- 238000005474 detonation Methods 0.000 description 1
- SWXVUIWOUIDPGS-UHFFFAOYSA-N diacetone alcohol Natural products CC(=O)CC(C)(C)O SWXVUIWOUIDPGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N diboron trioxide Chemical compound O=BOB=O JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000003517 fume Substances 0.000 description 1
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 1
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MELCCCHYSRGEEL-UHFFFAOYSA-N hafnium diboride Chemical compound [Hf]1B=B1 MELCCCHYSRGEEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000449 hafnium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- WIHZLLGSGQNAGK-UHFFFAOYSA-N hafnium(4+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[Hf+4] WIHZLLGSGQNAGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000002346 layers by function Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000320 mechanical mixture Substances 0.000 description 1
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000004452 microanalysis Methods 0.000 description 1
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 239000011224 oxide ceramic Substances 0.000 description 1
- 229910052574 oxide ceramic Inorganic materials 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoyttriooxy)yttrium Chemical compound O=[Y]O[Y]=O SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 1
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 1
- 238000004157 plasmatron Methods 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 239000003870 refractory metal Substances 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000005368 silicate glass Substances 0.000 description 1
- FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N silicide(4-) Chemical compound [Si-4] FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- GZCRRIHWUXGPOV-UHFFFAOYSA-N terbium atom Chemical compound [Tb] GZCRRIHWUXGPOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N tungsten carbide Chemical compound [W+]#[C-] UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010290 vacuum plasma spraying Methods 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
- NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N ytterbium Chemical compound [Yb] NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001928 zirconium oxide 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
- C23C24/00—Coating starting from inorganic powder
- C23C24/08—Coating starting from inorganic powder by application of heat or pressure and heat
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
- C23C4/04—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the coating material
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области получения жаростойких материалов и может быть использовано для нанесения высокотемпературных антиокислительных защитных покрытий на особожаропрочные конструкционные материалы (углерод-углеродные и углерод-керамические композиционные материалы, углеграфитовые материалы, сплавы на основе Nb, Мо, W), широко применяемые в авиакосмической, ракетной и других отраслях промышленности. Предлагаемый материал для жаростойкого защитного покрытия содержит, мас.%: титан 35,0-40,0, молибден 8,0-10,0, бор 8,0-10,0, кальций 1,5-3,0, по меньшей мере один элемент из группы редкоземельных металлов (РЗМ) 0,2-0,8, кремний - остальное. Материал имеет гетерофазную структуру, представленную преимущественно диборидом титана (ТiВ), дисилицидом титана и молибдена переменного состава (ТiMoSi, 0,1<х<0,87), дисилицидами титана, молибдена и кальция (ТiSi, МoSi, СаSi) и несвязанным в химические соединения кремнием (Si). Обеспечивается повышение температурно-временных интервалов работоспособности жаростойких покрытий в скоростных высокоэнтальпийных потоках кислородсодержащих газов при температурах на поверхности Т≥1800°С с одновременным сохранением их каталитической активности на уровне K=2-5 м/с. 3 з.п. ф-лы, 3 ил., 2 табл.
Description
Изобретение относится к области получения жаростойких материалов и может быть использовано для нанесения высокотемпературных антиокислительных защитных покрытий на изделия из углерод-углеродного композиционного материала, углерод-керамического композиционного материала, углеграфитового материала, сплава на основе ниобия (Nb), молибдена (Мо) или вольфрама (W), широко применяемых в авиакосмической, ракетной и других отраслях промышленности.
Традиционная модель жаростойких покрытий строится на использовании в их структуре стеклофазы [RU 2069208 С1, 20.11.1996; RU 2253638 С1, 10.06.2005; RU 2290371 С1, 27.12.2006; RU 2506251 С2, 10.02.2014] или неокисленных компонентов, способных к стеклообразованию в процессе эксплуатации [RU 2002722 С1, 15.11.1993; RU 2178958 С2, 27.01.2002; US 7951459 В2, 31.05.2011; US 8980434 В2, 17.03.2015]. В условиях статической газовой среды или низких характеристик конвективных потоков окислительного газа стеклофаза капсулирует защищаемый материал и залечивает микродефекты, образующиеся в процессе эксплуатации, обеспечивая работоспособность композиции вплоть до исчерпания номинального запаса стеклофазы или неокисленных компонентов.
В скоростных высокоэнтальпийных потоках кислородсодержащих газов усиливаются локальная газовая коррозия и избирательное окисление отдельных компонентов покрытий, имеет место более интенсивное развитие микрорельефа поверхности в виде шероховатостей, коррозионно-эрозионных питтингов, каверн, что, в свою очередь, увеличивает турбулентность газа в приграничных областях и эрозионное разрушение покрытий. Интенсивные процессы диссоциации и ионизации молекул газа приводят к резкому увеличению их окислительной способности, а, соответственно, и к значительному росту тепловых эффектов химических реакций окисления. Значительный вклад в химическую составляющую аэродинамического нагрева вносит также каталитическая активность покрытий, характеризующая эффективность прохождения экзотермических реакций гетерогенной рекомбинации атомов и ионов потока на активных центрах поверхности. Рост температур приводит к испарению, уносу оксидных пленок, срывным деградациям покрытий с переходом в режим либо самоподдерживающегося горения (характерного, например, для сплавов на основе Nb), либо интенсивной сублимации (типичной для углеродсодержащих материалов, сплавов на основе Мо и W) защищаемого материала. Особо остро проблемы наблюдаются в зонах образования и интерференции поверхностей разрыва (ударных волн, скачков уплотнений) газового потока - на кромках оперения и воздухозаборников, носовых
обтекателях, аэродинамических рулях и др. элементах планера высокоскоростных летательных аппаратов и их двигательных установок.
В этих условиях температурный предел защитного действия традиционных покрытий, как правило, не превышает 1600÷1750°С [Astapov A.N., Terent'eva V.S. Review of domestic designs in the field of protecting carbonaceous materials against gas corrosion and erosion in highspeed plasma fluxes // Russian Journal of Non-Ferrous Metals. 2016. Vol. 57, №2. Pp. 157-173. DOI: 10.3103/S1067821216020048]. Повышение функциональных и эксплуатационных характеристик жаростойких покрытий, а вместе с этим, и расширение температурно-временных интервалов работоспособности жаропрочных материалов является сверх актуальной задачей.
Особое внимание в настоящее время уделяется разработке составов и способов получения жаростойких покрытий, в качестве основных компонентов которых выступают либо сверхтугоплавкие бориды переходных металлов (в первую очередь, ZrB2, НfВ2, TiB2) с добавлением карбидов (SiC, ZrC, HfC, TiC, TaC), силицидов (MoSi2, TiSi2, ZrSi2, TaSi2) и нитридов (HfN, ZrN, TiN), либо тугоплавкие оксиды (НfO2, ZrO2) или более сложные синтетические композиции на основе оксидной керамики.
Достаточно эффективным средством защиты углеродсодержащих материалов от окисления является способ формирования жаростойкого покрытия системы HfB2 - SiC - Si [RU 2082694 C1, 27.06.1997], включающий нанесение тугоплавкой композиции по шликерной технологии и последующее силицирование из газовой фазы. Наполнителем в шликерной суспензии служит порошок HfB2 (95,0 мас. %) с добавками С (5,0 мас. %) в виде сажи, кокса, искусственного графита, а связующим - 5%-ный водный раствор карбоксиметилцеллюлозы. Термообработка проводится в парах кремния в течение 1÷3 ч при температуре 1850+50°С и остаточном давлении в вакуумной камере P0≤1,3 кПа. Защитная способность обеспечивается образованием на поверхности при высокотемпературном окислении сложных тугоплавких боросиликатных гафнийсодержащих стекол.
К существенным недостаткам изобретения следует отнести резкое увеличение каталитической активности с одновременным снижением степени черноты покрытия в условиях взаимодействия со скоростными высокоэнтальпийными потоками воздуха при температурах на поверхности Tw>1750°С. Следствием этого является мгновенный неконтролируемый разогрев конструкционной стенки свыше допустимых значений (вплоть до Tw ~ 2400÷2500°С). К тому же, в результате осуществления заявленного способа получают диффузионное покрытие на конкретной защищаемой подложке, а не материал, который может быть использован как исходный для наслоенного нанесения покрытий на изделия из
широкой гаммы жаропрочных материалов методами шликерно-обжигового наплавления или газотермического напыления.
Известно высокотемпературное антиокислительное покрытие [RU 2601676 С1, 10.11.2016], предназначенное для защиты керамических композиционных материалов на основе SiC. Покрытие включает, мас. %: оксид циркония 24÷33, оксид гафния 18÷24, оксид иттрия 10÷18, диборид гафния 10÷20, карбид кремния - остальное. Покрытие получают шликерно-обжиговым методом. Шликерную композицию наносят на поверхность защищаемого материала, предпочтительно распылением, сушат при 50÷120°С и обжигают при 1550÷1600°С в течение не менее 1 часа (среда проведения обжига - не указана). Операции повторяют до получения покрытия толщиной 130÷170 мкм.
Согласно патенту покрытие обеспечивает эффективную защиту от окисления указанных материалов в атмосфере спокойного воздуха при температуре 1750°С в течение не менее 500 ч (с итоговой убылью массы образцов менее 3%) и сохраняет свою работоспособность в условиях взаимодействия с высокоэнтальпийными потоками воздушной плазмы при Tw=1950°С в течение не менее 600 с (с убылью массы образцов не более 3%).
Однако сами авторы в более поздней публикации [Каблов Е.Н., Жесткое Б.Е., Гращенков Д.В. и др. Исследование окислительной стойкости высокотемпературного покрытия на SiC-материале под воздействием высокоэнтальпийного потока // Теплофизика высоких температур. 2017. Т. 55, №6. С.704-711. DOI: 10.7868/S0040364417060059] указывают на то, что в процессе огневых газодинамических испытаний образцов с рассматриваемым покрытием в потоках воздушной плазмы при Tw ~ 2000 К (1727°С) наблюдается резкое неконтролируемое повышение температур лицевых поверхностей на 600÷1000 градусов. Данный эффект связан с увеличением тепловых потоков к образцам (в 3÷5 раз) в результате повышения каталитической активности поверхности покрытия (константа скорости гетерогенной рекомбинации атомов Кw увеличивается на порядок - от 2 до 23 м/с). Отмеченные изменения объясняются испарением с поверхности низкокаталитичного слоя боросиликатного стекла и оголением высококаталитичных и малотеплопроводных оксидов НfO2 и ZrO2. Это сводит к минимуму надежность покрытия по данному изобретению, особенно в условиях эксплуатации, когда велика вероятность кратковременных забросов температур выше расчетных значений.
В другом известном изобретении [CN 105695917 А, 22.06.2016] запатентованы состав и способ получения высокотемпературного теплоотражающего покрытия, включающего, об. %: диборид титана ТiB2 90÷50 и дисилицид молибдена MoSi2 10÷50. Покрытие получают с использованием технологии вакуумного плазменного напыления порошковых композиций,
представляющих собой механические смеси порошков исходных компонентов дисперсностью от 5 до 80 мкм. Рекомендуемая толщина наносимых покрытий составляет 40÷200 мкм.
Согласно патенту покрытие обладает высокой устойчивостью к абляции в агрессивных потоках кислородсодержащих газов. Представлены положительные результаты 5-, 10- и 15-ти минутных испытаний образцов с покрытиями в плазменном потоке, генерируемом на установке для атмосферного плазменного напыления. Конкретные данные по температурам, достигнутым в процессе испытаний на поверхности образцов, в патенте отсутствуют. Сообщается лишь, что температура в пламени потока составляла 2200°С. Недостатком данного изобретения, как и двух предыдущих, является неудовлетворительная работоспособность покрытий при температурах на их поверхности Tw>1750°С вследствие интенсификации процессов испарения низкокаталитичного боросиликатного стекла и оголения высококаталитичного оксидного слоя на основе TiO2.
Наиболее близким аналогом, взятым за прототип предлагаемого изобретения, является состав жаростойкого материала, указанный во втором варианте способа защиты жаропрочных материалов от воздействия агрессивных сред высокоскоростных газовых потоков [RU 2082824 С1, 27.06.1997]. Данный материал включает, мас. %: титан 15,0÷40,0, молибден 5,0÷30,0, иттрий 0,1÷1,5, бор 0,5÷2,5, кремний - остальное. Покрытия, формируемые из указанного материала, обеспечивают надежную защиту от высокотемпературной (вплоть до 1500÷1800°С) газовой коррозии и эрозии горячих элементов конструкций авиакосмической и ракетной техники из углеродсодержащих материалов и сплавов на основе тугоплавких металлов в условиях нестационарного взаимодействия со скоростными высокоэнтальпийными потоками кислородсодержащих газов (воздух, продукты сгорания топлив и др.).
Покрытия наносят из шликерной суспензии, связующим в которой является дистиллированная вода или этилсиликат, а наполнителем служит порошок указанного состава. Нанесенные слои подвергают сушке на воздухе и последующей термообработке в вакуумной среде при 1300÷1600°С. В результате формируется защитное покрытие, представляющее собой гетерофазный слой в виде дендритно-ячеистого тугоплавкого каркаса из силицидов входящих в состав металлов, ячейки которого заполнены легкоплавкой (относительно температуры эксплуатации) кремнийсодержащей эвтектикой. Защитная способность обеспечивается образованием при окислении самовосстанавливающейся оксидной стеклообразной пленки на основе легированного кремнезема с низкой каталитической активностью. Эффект самозалечивания заключается в быстром заполнении случайных дефектов вязкопластичной эвтектикой и ускоренным, по сравнению с известными
покрытиями, формированием оксидной пленки. Стойкость к эрозионному уносу обеспечивается наличием разветвленного тугоплавкого каркаса. Покрытие способно защитить острые кромки элементов конструкций с радиусом затупления ≥ 0,5 мм, а также обеспечить эффективную защиту возникающих в процессе эксплуатации дефектов диаметром до 0,3 мм.
К недостаткам прототипа следует отнести увеличение эрозионного уноса заявленных покрытий при Tw≥1650°С в условиях взаимодействия со скоростными потоками кислородсодержащих газов. Это связано с уменьшением количества каркасообразующих силицидных фаз в результате их частичного растворения в жидкой фазе по достижении температур солидуса. Наиболее существенным недостатком является потеря работоспособности покрытий при Тw ~ 1800°С в условиях значительного внешнего разрежения (Pw≤0,1 атм.) в результате нарушения сплошности оксидной пленки из-за образования на границе раздела «покрытие - оксидная пленка» и выхода наружу газообразных продуктов окисления (преимущественно SiO, МoО3 и В2О3). Скорости эрозионного уноса и сублимации возрастают с увеличением рабочей температуры и с понижением давления окружающей среды.
Техническим результатом от использования предлагаемого изобретения является разработка материала, обеспечивающего повышение температурно-временных интервалов работоспособности наносимых из него жаростойких покрытий в скоростных высокоэнтальпийных потоках кислородсодержащих газов при температурах на поверхности Tw≥1800°С, с одновременным сохранением их каталитической активности на уровне Kw=2÷5 м/с.
Указанный технический результат достигается тем, что в материал для жаростойкого защитного покрытия, содержащий титан, молибден, бор и кремний, дополнительно вводят кальций, а также один или более элементов из группы редкоземельных металлов (РЗМ), включающей скандий, иттрий, лантан и лантаноиды с атомными номерами от 58 до 71, при следующем соотношении компонентов, мас. %: титан 35,0÷40,0, молибден 8,0÷10,0, бор 8,0÷10,0, кальций 1,5÷3,0, по меньшей мере один элемент из группы РЗМ 0,2÷0,8, кремний - остальное. При этом материал имеет гетерофазную структуру, представленную преимущественно следующими фазами: диборидом титана (ТiВ2), дисилицидом титана и молибдена переменного состава (TixMo1-xSi2, 0,1<х<0,87), дисилицидами титана, молибдена и кальция (TiSi2, MoSi2, CaSi2) и несвязанным в химические соединения кремнием (Si). Материал предназначен для наслоенного нанесения на изделия из углерод-углеродного композиционного материала, углерод-керамического композиционного материала, углеграфитового материала, сплава на основе ниобия,
молибдена или вольфрама методами шликерно-обжигового наплавления или газотермического напыления.
Сущность заявляемого технического решения поясняется ниже. В работе [Терентьева B.C., Астапов А.Н. Концептуальная модель защиты особожаропрочных материалов в гиперзвуковых потоках окислительного газа // Известия вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия. 2017. №3. С.51-64. DOI: dx.doi.org/10.17073/1997-308X-2017-3-51-64] авторами предложена и обоснована концептуальная физико-химическая модель работы жаростойкого покрытия в гиперзвуковых потоках окислительного газа. Модель основана на создании разветвленной гетерофазной структуры покрытия в виде эрозионностойкого каркаса дендритно-ячеистого типа из тугоплавких фаз с наличием в его ячейках относительно легкоплавкой эвтектики. В состав последней должны входить элементы, способные к образованию самовосстанавливающейся при окислении низкокаталитичной защитной оксидной пленки.
В патенте-прототипе необходимая гетерофазная структура формируется непосредственно в процессе нанесения и термообработки защитного слоя, т.е. при получении самого жаростойкого покрытия, а не исходного материала для него. Однако, для построения структуры в соответствии с рассмотренной выше моделью наиболее рациональным является получение гетерофазного материала с заданным химическим и фазовым составами на этапе создания самого материала. Тогда при обеспечении на границе раздела «подложка - покрытие» эффективного барьерно-компенсационного подслоя данный материал может быть нанесен в виде жаростойкого слоя практически на любой из жаропрочных материалов одним из методов наслоенного формирования. В качестве последних могут использоваться шликерно-обжиговое наплавление, методы газотермического напыления (плазменное, ионно-плазменное, детонационное и пр.) или их комбинации. Указанные методы наилучшим образом обеспечивают сохранение в покрытии морфологических особенностей структуры и фазового состава наносимого материала.
Описанный подход открывает широкие материаловедческие возможности рецептурной разработки практически универсального материала для покрытий, т.к. позволяет на этом этапе абстрагироваться как от характера защищаемого материала, так и от особенностей, присущих тому, или иному методу нанесения покрытий. Привязка к конкретному конструкционному материалу осуществляется на следующей стадии - при разработке технологического процесса нанесения созданного материала в виде защитного покрытия с формированием необходимого количества функциональных слоев.
Получение гетерофазного материала для покрытия в виде сплава, компакта или порошка возможно любым методом изготовления материалов, позволяющих получить
заданный химический и фазовый составы и обеспечить характерные особенности микроструктуры. Например, могут быть использованы металлургические методы выплавки слитков или технологии самораспространяющегося высокотемпературного синтеза спеков с последующим механическим диспергированием и классификацией порошков по фракциям.
Анализ работоспособности покрытий, сформированных из материала, взятого за прототип, в условиях взаимодействия со скоростными потоками, выявил необходимость сужения концентрационных границ по основным элементам (кремний, титан, молибден) с целью обеспечения рационального соотношения между дисилицидными фазами, образующими эрозионностойкий каркас, и эвтектикой, обеспечивающей быстрое самозалечивание дефектов. Необходимость повышения стойкости к эрозионному уносу наносимых покрытий потребовала увеличения тугоплавкости их основного (неокисленного) слоя и вязкости оксидных пленок, формирующихся в процессе окисления. Первую задачу решали путем кардинального увеличения содержания бора в материале, а, следовательно, и тугоплавкого диборида титана (температура плавления - 2970°С). Вторую задачу решали за счет дополнительного введения в состав материала кальция и РЗМ, которые в совокупности с остальными компонентами позволяют повысить степень гетерогенности образующейся поверхностной оксидной пленки и улучшить ее функциональные свойства.
Нижние и верхние границы содержания компонентов определяли экспериментально, исходя из их влияния на получаемую гетерофазную структуру материала, жаростойкость и стойкость к эрозионному уносу покрытий, формируемых из него.
Содержание основных элементов (кремний, титан, молибден) в заявляемом материале находится в пределах, установленных в прототипе. Сужение концентрационных границ указанных элементов (по сравнению с прототипом) обеспечивает получение в структуре материала замкнутого мелкосетчатого каркаса, представленного фазами TixMo1-xSi2 (0,1<х<0,87), TiSi2 и MoSi2, с заключенной в его ячейки тройной эвтектикой (Si+TixMo1-xSi2+TiSi2). Выход за пределы границ приводит к потере замкнутости каркаса, а, следовательно, к снижению сопротивления наносимых покрытий эрозионному уносу в потоках.
Выбор соотношения остальных компонентов в материале обусловлен следующими соображениями. С увеличением содержания бора увеличивается количество высокодисперсных частиц диборида титана ТiВ2, равномерно распределенных в объеме материала. Их тугоплавкость и высокая термодинамическая устойчивость (в сравнении с выше упомянутыми дисилицидами) способствуют повышению температуроустойчивости материала, что положительно сказывается на стойкости к эрозионному уносу формируемых из него покрытий. Поэтому целесообразно введение максимально возможного количества бора. Однако при содержании его в материале более 10.0 мас. % наблюдается рост скорости
окисления материалов и нанесенных из них покрытий из-за уменьшения количества эвтектики в структуре и значительного снижения тугоплавкости образуемого при окислении боросиликатного стекла. Содержание бора менее 8,0 мас. % не целесообразно по причине снижения температуроустойчивости материала, о чем свидетельствует частичная потеря формы у соответствующих компактов при их окислении в среде спокойного воздуха в течение 60 мин при 1650°С.
Положительное влияние от введения бора в указанных пределах проявляется также на улучшении функциональных свойств формируемой поверхностной оксидной пленки. Оксид бора В2О3 снижает кристаллизационную способность диоксида кремния SiO2 в результате уменьшения структурированности образуемого при сплавлении боросиликатного стекла SiO2⋅B2O3. Аморфизация оксидной пленки, в свою очередь, уменьшает ее газопроницаемость и снижает вероятность рекомбинации атомов потока на поверхности, т.е. повышает антикаталитические свойства. Снижение температуры солидуса и вязкости боросиликатного стекла (в сравнении с кремнеземом) способствует увеличению его смачивающих свойств, что приводит к улучшению способности к самозалечиванию дефектов.
С другой стороны, известно, что боросиликатные стекла, содержащие оксиды переходных металлов IV-VI групп периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева, в том числе ТiO2 и МoО3, обладают сильной тенденцией к разделению фаз (несмешиваемостью). Гетерогенные оксидные системы характеризуются ростом температур ликвидус и повышенной вязкостью. В свою очередь, увеличение вязкости снижает скорость диффузии кислорода через оксидную пленку согласно соотношению Стокса-Эйнштейна. Другим потенциальным преимуществом повышенной вязкости наравне с увеличенной температурой ликвидус является некоторое снижение уровня давления насыщенных паров гетерогенных боросиликатных пленок по сравнению с гомогенным боросиликатным стеклом. Однако следует принимать во внимание, что каталитическая активность гетерогенных силикатных систем будет выше, чем у аналогичных гомогенных.
При окислении покрытий, заявленных в патенте-прототипе, формируется гетерогенная оксидная пленка, состоящая из боросиликатного стекла SiO2⋅B2O3 и не смешиваемого с ним оксида титана ТiO2 в форме рутила. Последний представляет собою обширную сеть микроскопических игл, расположенных абсолютно хаотично, что приводит к появлению эффекта «армирования» оксидной пленки, а, следовательно, к дополнительному увеличению сопротивления эрозионному уносу в потоках.
С целью повышения степени гетерогенности оксидной пленки в настоящей работе выполнены исследования по дополнительному легированию рассматриваемых материалов кальцием. Определяющим в выборе кальция послужили, с одной стороны, его поверхностная
активность по отношению к кремнию и РЗМ и реакционная активность при взаимодействии с кислородом, а, с другой стороны, - способность его катионов (Са2+) выступать в роли модификатора и приводить к образованию микронеоднородных областей в силикатных стеклах. Увеличение количества указанных катионов способствует снижению степени полимеризации структурного каркаса модифицированных стекол, что выражается в их большей способности к ликвации (жидкостной несмешиваемости) и, в конечном счете, приводит к расслаиванию.
Введение кальция в материал для нанесения жаростойкого покрытия - важная отличительная особенность предлагаемого изобретения, которая обеспечивает преимущества перед известными способами, в том числе прототипом.
Установлено, что при легировании рассматриваемых материалов кальцием в структуре образуется новая фаза - дисилицид кальция CaSi2. При нанесении покрытий и их последующей высокотемпературной эксплуатации кальций преимущественно сегрегирует в поверхностных слоях за счет высокой скорости диффузии в вязко-пластичных составляющих (эвтектиках и стеклах). Находясь в тесном контакте с оксидом титана ТiO2, оксид кальция СаО может вступать с ним во взаимодействие и образовывать сложный оксид СаТiO3 со структурой рутила игольчатого строения. Высокие температуры плавления указанных фаз (ТiО2 - 1843°С, СаТiO3 - 1975°С) и морфологические особенности строения и распределения в оксидной пленке позволяют рассматривать их в качестве армирующих элементов, призванных внести дополнительный вклад в повышение сопротивления эрозионному уносу.
Заметный эффект от введения кальция в состав материала для жаростойкого покрытия наблюдается при его содержании не менее 1,5 мас. %. Однако при содержании его более 3,0 мас. % наблюдается снижение температуроустойчивости материала в результате увеличения количества низкотемпературных эвтектик, образуемых между CaSi2, другими силицидами материала и кремнием. Кроме того, при взаимодействии покрытий, нанесенных из соответствующих материалов, с гиперзвуковыми потоками воздушной плазмы наблюдается увеличение константы скорости гетерогенной рекомбинации атомов Kw выше 5 м/с (при Tw>1820÷1830°С), что негативно сказывается на активации процесса самопроизвольного роста радиационно-равновесных температур поверхности.
В изобретении, взятом за прототип, было установлено, что легирование покрытий иттрием в пределах от 0,1 до 1,5 мас. % положительно влияет на их жаростойкость. Являясь поверхностно-активным элементом, иттрий преимущественно концентрируется на поверхности покрытий в виде самостоятельной фазы YSi2 или растворяется в фазе TixMo1-xSi2. Имея более высокую реакционную способность при взаимодействии с кислородом, чем кремний, иттрий выступает эффективным катализатором окисления на стадии образования
первичной оксидной пленки, а также увеличивает ее адгезию к поверхности основного (неокисленного) слоя покрытия.
В настоящей работе исследование микролегирующего действия поверхностно-активных элементов на жаростойкость рассматриваемых материалов расширено на всю группу РЗМ, включающую, помимо иттрия, скандий, лантан и лантаноиды с атомными номерами от 58 до 71. Установлено, что микролегирование РЗМ до 0,1÷0,15 мас. % не меняет фазового состава, присущего материалам без РЗМ и не отражается на их микроструктурах. Локальным рентгеноспектральным анализом выявлено, что они растворяются в дисилициде переменного состава TixMo1-xSi2. Начиная с 0,2÷0,3 мас. % идентифицируются новые фазы - силициды РЗМ (преимущественно дисилициды), которые образуют с другими силицидами материала и кремнием низкотемпературные эвтектики.
Анализ результатов испытаний компактов материалов на жаростойкость в среде спокойного воздуха при 1650°С свидетельствует о целесообразности их дополнительного моно или комплексного микролегирования элементами из группы РЗМ в суммарных пределах 0,2÷0,8 мас. %. Меньшие количества не оказывают существенного влияния на жаростойкость. Легирование РЗМ свыше 0,8 мас. % приводит к резкому возрастанию скорости окисления получаемых материалов и, как следствие, к росту удельного изменения их массы. Это связано с увеличением количества низкотемпературных эвтектик, образуемых между силицидами РЗМ, другими силицидами материала и кремнием. Особенно предпочтительно микролегирование материалов лантаном, церием, тербием и иттербием в силу их наибольшей реакционной активности к кислороду, о чем свидетельствуют сравнительные данные разностей значений электроотрицательностей по Л.К. Полингу между кислородом и каждым элементом из группы РЗМ.
Существенным признаком и преимуществом предлагаемого материала для жаростойкого покрытия является его гетерофазная структура. Как отмечено выше, предварительная выплавка (синтез) дает возможность получить материал с требуемым фазовым составом и структурой, а затем перенести его в виде жаростойкого покрытия на различные по классу защищаемые материалы с привлечением одного из методов наслоенного нанесения или их комбинаций. В результате обеспечивается высокая воспроизводимость структуры покрытия и снижается вероятность появления случайных ошибок по сравнению с прототипом, где необходимая структура формируется непосредственно в процессе создания самого покрытия, а не материала для него.
Таким образом, заявляемый химический состав обеспечивает получение гетерофазной структуры материала, преимущественно представленной следующими фазами: диборидом титана (TiB2), дисилицидом титана и молибдена переменного состава (TixMo1-xSi2, 0,1<х<
0,87), дисилицидами титана, молибдена и кальция (TiSi2, MoSi2, CaSi2), несвязанным в химические соединения кремнием (Si) и следами дисилицидов РЗМ.
Достижение технического результата от реализации предлагаемого изобретения было экспериментально подтверждено во ФГУП «Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского» (ФГУП «ЦАГИ») при проведении огневых газодинамических испытаний образцов-моделей на установке с высокотемпературной аэродинамической трубой ВАТ-104. оснащенной индукционным плазматроном. Моделировались нестационарные условия входа перспективного космического летательного аппарата в плотные слои атмосферы при его возвращении на Землю, а также условия воздействия высокоэнтальпийных гиперзвуковых потоков воздушной плазмы, направленных перпендикулярно исследуемым образцам-моделям, характерные для теплонапряженных элементов авиакосмической и ракетной техники.
Защитные покрытия формировались из заявляемого материала на образцы из углерод-углеродных (УУКМ) и углерод-керамических (УККМ) композиционных материалов и ниобиевых сплавов методом шликерно-обжигового наплавления или плазменного напыления. Параметры воздушной плазмы находились в пределах: скорость потока 4,0÷4,5 км/с (число Маха М=5,5÷6,5); энтальпия потока 30÷40 МДж/кг; температура торможения потока 8000÷10000°С, давление газа перед образцами 3,4÷3,7 кПа; степень диссоциации воздуха в потоке 80÷90%; степень ионизации около 1%. Достигнутые в процессе испытаний температуры на лицевой поверхности образцов Tw (вплоть до 2000°С) измеряли пирометром VS-CTT-285/E/P-2001 на длине волны 890 нм и тепловизором Тандем VS-415U на длине волны 650 нм с учетом поправки на спектральную степень черноты покрытий, которую принимали равной ε=0,7. С тыльной стороны образцов температуру контролировали термопарами BP 5/20. Взвешивание образцов проводили на аналитических весах GR-202 (AND) с точностью 10-4 г. В общей сложности было проведено более 20 испытаний. Все образцы выдержали испытания без разрушений.
Результаты огневых испытаний показали, что жаростойкие покрытия, нанесенные из заявляемого материала, обладают неоспоримыми преимуществами по эффективности защитного действия в гиперзвуковых потоках воздушной плазмы вплоть до температур Tw≤1840÷1850°С, что иллюстрируется ниже приведенными примерами. Работоспособность покрытий обеспечивается структурно-фазовым состоянием их основного (неокисленного) слоя и формированием на поверхности в процессе эксплуатации пассивирующей гетерогенной защитной пленки, представленной боросиликатным стеклом, модифицированным Са и РЗМ и одновременно армированным микроиглами оксидов ТiO2 и СаТiO3 в форме рутила.
К достоинствам предлагаемого материала также относится экологическая чистота, пожаро- и взрывобезопасность используемых компонентов. Примеры осуществления технического решения.
Приведенные ниже фигуры поясняют практическую реализацию заявляемого технического решения.
На фиг. 1 показан типовой режим газодинамических испытаний (п/п 1, табл. 2) образцов из УККМ класса Cf/SiC с покрытием-прототипом (фиг. 1а - изменение параметров режима во времени; фиг. 1б - типичный вид лицевой стороны образцов после испытаний).
На фиг. 2 показан типовой режим газодинамических испытаний (п/п 2 и 3 табл. 2) образцов из УККМ класса Cf/SiC с покрытием, нанесенным из заявляемого материала (фиг. 2а - изменение параметров режима во времени; фиг. 2б - типичный вид лицевой стороны образцов после испытаний).
На фиг. 3 представлена микроструктура поверхности покрытия, нанесенного из заявляемого материала, после газодинамических испытаний (п/п 4 табл. 2) (фиг. 3а - х3000; фиг. 3б - х9610).
С целью получения материалов для защитных покрытий были приготовлены 4 порошковые композиции, соотношение компонентов в которых приведено в табл. 1. Смеси поочередно загружали в полистироловый контейнер высокоэнергетической шаровой мельницы SPEX Sample Prep 8000 М-230 с шарами из метакрилата, в котором они перемешивались в течение 3 ч. Частота возвратно-поступательных движений контейнера с короткими боковыми перемещениями - 1080 циклов/мин. Таким образом был получен материал для защитных покрытий по прототипу (п/п 1, табл. 1).
Для осуществления заявляемого изобретения готовые смеси далее прессовали в цилиндрические заготовки диаметром 18 мм, высотой 15 мм на гидравлическом прессе ZDM 50Е с усилием 25 т. Плавки проводили во взвешенном состоянии в инертной атмосфере бестигельной индукционной печи ЭТМ-27, оснащенной электромагнитным индуктором высокой частоты. В качестве инертного газа использовали гелий высокой чистоты марки 7,0 (ТУ 0271-001-45905715-2016). Сплавы отливали в медные изложницы диаметром 10 мм. Для устранения ликвации слитки подвергали отжигу в вакуумной печи шахтного типа СШВЭ-
1.2.5/25 И2 при температуре 1100±2°С в течение 5 ч при остаточном давлении газов в камере 5÷6 мПа.
Приготовление порошков из выплавленных слитков осуществляли их дроблением на том же прессе с усилиями 14÷15 т с последующим диспергированием в той же шаровой мельнице до размерности 43÷80 мкм, наиболее пригодной для формирования покрытий методом плазменного напыления, и 5÷15 мкм - для шликерно-обжигового метода получения покрытий. Измельчение проводили в дистиллированной воде (2:1) шарами из карбида вольфрама в контейнере из того же материала. Таким образом были получены материалы для защитных покрытий в соответствии с настоящим изобретением (п/п 2-4 табл. 1).
Получение жаростойких покрытий осуществляли: методом шликерно-обжигового наплавления порошковых материалов по п/п 1-3 табл. 1 на образцы-диски диаметром ∅ 30 мм, толщиной h=8,5 мм из УККМ класса Cf/SiC; методом плазменного напыления порошковых материалов по п/п 1,4 табл.1 на образцы-диски ∅ 50 мм, h=2,2 мм из ниобиевого сплава ВН-3.
Получение шликерно-обжиговых покрытий осуществляли согласно технологии, приведенной в патенте-прототипе. Образцы предварительно были обезжирены этиловым спиртом и обезвожены ацетоном. Шликерный слой наносили кистью на воздухе на все поверхности и кромки образцов. Шликерная суспензия состояла из композиции, в которой в качестве связующего использовался этилсиликат, а в качестве наполнителя - указанные выше порошковые материалы. Соотношение этилсиликата и порошка в композиции составляло 1:1. После высушивания образцов в сушильном шкафу при температуре 100÷120°С в течение 30 мин их нагревали в вакуумной печи СШВЭ-1.2.5/25 И2 при остаточном давлении ~ 8÷9 мПа до температуры 1500±5°С.
Нанесение плазменных покрытий проводили на универсальной установке УПУ-3Д. В качестве плазмообразующего газа использовали аргон газообразный высшего сорта (ГОСТ 10157-79) с добавками 15 мас. % азота газообразного первого сорта (ГОСТ 9293-74). Расход газов на плазмообразование составлял 70 и 10 л/мин соответственно, на подачу указанных выше порошковых материалов - 5 л/мин (аргон). Режимы напыления: сила тока 350 А, напряжение 40 В, дистанция напыления 100 мм. В целях повышения надежности защиты острых кромок последние скругляли до радиуса R≥0,5 мкм, а напыление их проводили по схеме «кромка-плоскость-кромка». Подготовка поверхности заключалась в ее активации путем обдувки электрокорундом белым марки 25А (ГОСТ 28818-90) зернистостью 63÷80 мкм при давлении 0,3÷0,4 МПа. После обдувки поверхность образцов тщательно обрабатывали ацетоном и этиловым спиртом.
Контроль фазового состава полученных покрытий осуществляли с привлечением методов рентгеновского фазового анализа на дифрактометре ARL X'tra фирмы Thermo Scientific. Структуру исследовали на растровом электронном микроскопе EVO-40 (Carl Zeiss) с совмещенным энергодисперсионным спектрометром Х-Мах (Oxford Instruments) для микроанализа. В результате покрытия, нанесенные из заявляемого материала, содержали следующие фазы (в порядке убывания, мол.%): TiB2, TixMo1-xSi2 (преимущественно Ti0,8Mo0,2Si2 и Ti0,4Mo0,6Si2), TiSi2, CaSi2, Si, MoSi2 и следы LnSi2 (Ln - РЗМ). Фазовый состав покрытий, сформированных по патенту-прототипу на образцах из УККМ, представлен (в порядке убывания, мол.%): TixMo1-xSi2, TiSi2, Si, TiB2 и следы YSi2. Толщины нанесенных покрытий находились в пределах 80÷100 мкм. Получить качественные покрытия на образцах из ВН-3 с использованием технологии плазменного напыления материала по прототипу не удалось.
Образцы с покрытиями испытывали в условиях, моделирующих процессы термохимического воздействия потока воздушной плазмы на элементы спускаемого аппарата, летящего со скоростью 4÷8 км/с на высотах 60÷100 км. Типичные результаты испытаний представлены в табл. 2 и на фиг. 1-3.
В качестве характерного примера на фиг. 1а и фиг. 2а представлены типовые режимы сравнительных испытаний образцов с покрытием по патенту-прототипу (п/п 1 табл. 1) и с покрытиями, нанесенными из заявляемого материала (п/п 2, 3 табл. 1), соответственно. Условные обозначения кривых на этих рисунках: 1, 4 - температура лицевой/тыльной поверхности образца в критической точке, Tw; 2 - мощность генератора, Wa; 3 - давление торможения в форкамере подогревателя, P0. Образцы испытывали при фиксации уровня температур на поверхности Tw=1820÷1850°С в течение не менее 400 с. Типичный внешний вид лицевых поверхностей соответствующих образцов после снятия их с испытаний приведен на фиг. 1б и фиг. 2б, средние потери массы образцами представлены в п/п 1-3 табл. 2.
Следует обратить внимание, что у образцов с покрытием по патенту-прототипу через 650÷700 с от начала огневых экспериментов регистрировался самопроизвольный монотонный рост температуры на лицевых поверхностях, которая уже через 170÷220 с составляла Tw ~ 2000°С (кривая 1 на фиг. 1а). При достижении этой температуры образцы снимали с испытаний для осмотра. Из приведенной на фиг. 1б фотографии поверхности видно, что в области, отвечающей эпицентру воздействия плазменного потока, появляется пузырчатость, характерная для нарушения сплошности оксидной пленки из-за образования летучих соединений SiO, МoО3, В2O3, упругость паров которых возрастает с повышением
температуры. Несплошность пленки в свою очередь приводит к увеличению каталитичности поверхности покрытия, а, следовательно, к дополнительному разогреву.
Для образцов с покрытиями, нанесенными из заявляемого материала, самопроизвольного роста температур на их поверхностях не наблюдалось. В процессе огневых экспериментов Tw оставалась на заданном уровне во всем временном интервале (970÷980 с) воздействия максимальных температур (кривая 1 на фиг. 2а). Покрытия на всех образцах сохранили целостность (фиг. 2б) и продемонстрировали существенно более высокую эффективность защитного действия, чем покрытие-прототип (потери масс составили 65±8 и 70±10 против 120±30 г/(м2⋅ч) соответственно).
Типичный вид микроструктуры оксидной пленки, формирующейся в процессе огневых испытаний покрытий, нанесенных из заявляемого материала, приведен при различных увеличениях на фиг. 3 (на примере образцов из ВН-3). Видно, что гетерогенная структура пленки представлена боросиликатным стеклом, модифицированным Са и РЗМ и одновременно армированным микро- и наноразмерными кристаллами ТiO2 и СаТiO3 игольчатого строения.
Каталитическую активность покрытий определяли из сопоставления результатов численных параметрических исследований обтекания и теплообмена теплоизолированного диска (расчет) и прямых измерений температур теплоизолированных эталонов и исследуемых образцов в процессе огневых испытаний (эксперимент). Результаты показали, что покрытия, нанесенные из заявляемого материала, обладают низкими значениями каталитической активности поверхности в гиперзвуковых потоках воздушной плазмы -значения константы скорости гетерогенной рекомбинации атомов азота и кислорода при Tw≤1840÷1850°С составляют Kw=2÷5 м/с.
Комплексный анализ полученных результатов подтвердил высокую работоспособность и эффективность защитного действия жаростойких покрытий, наносимых из заявляемого материала, а вместе с этим - достижение технического результата от реализации предлагаемого изобретения.
Работа выполнена в рамках государственного задания Министерства образования и науки РФ (задание №9.1077.2017/ПЧ).
Claims (4)
1. Материал для жаростойкого защитного покрытия, включающий титан, молибден, бор, кремний, отличающийся тем, что он дополнительно содержит кальций и по меньшей мере один элемент из группы редкоземельных металлов (РЗМ), включающей скандий, иттрий, лантан и лантаноиды с атомными номерами от 58 до 71, при следующем соотношении компонентов, мас.%: титан 35,0-40,0, молибден 8,0-10,0, бор 8,0-10,0, кальций 1,5-3,0, по меньшей мере один элемент из группы РЗМ 0,2-0,8, кремний - остальное.
2. Материал по п. 1, отличающийся тем, что он имеет гетерофазную структуру, представленную преимущественно следующими фазами: диборидом титана (TiB2), дисилицидом титана и молибдена переменного состава (TixMo1-xSi2, 0,1<х<0,87), дисилицидами титана, молибдена и кальция (TiSi2, MoSi2, CaSi2) и несвязанным в химические соединения кремнием (Si).
3. Материал по п. 1, отличающийся тем, что он предназначен для нанесения на изделия из углерод-углеродного композиционного материала, углерод-керамического композиционного материала, углеграфитового материала, сплава на основе ниобия, молибдена или вольфрама.
4. Материал по п. 1, отличающийся тем, что он предназначен для наслоенного нанесения методом шликерно-обжигового наплавления или газотермического напыления.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017142183A RU2685905C1 (ru) | 2017-12-05 | 2017-12-05 | Материал для жаростойкого защитного покрытия |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017142183A RU2685905C1 (ru) | 2017-12-05 | 2017-12-05 | Материал для жаростойкого защитного покрытия |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2685905C1 true RU2685905C1 (ru) | 2019-04-23 |
Family
ID=66314813
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017142183A RU2685905C1 (ru) | 2017-12-05 | 2017-12-05 | Материал для жаростойкого защитного покрытия |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2685905C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2716323C1 (ru) * | 2019-06-18 | 2020-03-11 | Игорь Лазаревич Синани | Способ защиты углеродсодержащих композиционных материалов крупногабаритных изделий от окисления |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1994007004A1 (en) * | 1992-09-05 | 1994-03-31 | Rolls-Royce Plc | Aluminide-silicide coatings, coating compositions, process for coating and improved coated products |
RU2078849C1 (ru) * | 1994-09-26 | 1997-05-10 | Научно-производственное объединение энергетического машиностроения им.акад.В.П.Глушко | Порошковая шихта и способ получения из нее защитного металлокерамического покрытия на изделиях из дисперсионно-твердеющих никелевых сплавов |
RU2082824C1 (ru) * | 1994-03-10 | 1997-06-27 | Московский государственный авиационный институт (технический университет) | Способ защиты жаропрочных материалов от воздействия агрессивных сред высокоскоростных газовых потоков (варианты) |
US6475642B1 (en) * | 2000-08-31 | 2002-11-05 | General Electric Company | Oxidation-resistant coatings, and related articles and processes |
-
2017
- 2017-12-05 RU RU2017142183A patent/RU2685905C1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1994007004A1 (en) * | 1992-09-05 | 1994-03-31 | Rolls-Royce Plc | Aluminide-silicide coatings, coating compositions, process for coating and improved coated products |
RU2082824C1 (ru) * | 1994-03-10 | 1997-06-27 | Московский государственный авиационный институт (технический университет) | Способ защиты жаропрочных материалов от воздействия агрессивных сред высокоскоростных газовых потоков (варианты) |
RU2078849C1 (ru) * | 1994-09-26 | 1997-05-10 | Научно-производственное объединение энергетического машиностроения им.акад.В.П.Глушко | Порошковая шихта и способ получения из нее защитного металлокерамического покрытия на изделиях из дисперсионно-твердеющих никелевых сплавов |
US6475642B1 (en) * | 2000-08-31 | 2002-11-05 | General Electric Company | Oxidation-resistant coatings, and related articles and processes |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2716323C1 (ru) * | 2019-06-18 | 2020-03-11 | Игорь Лазаревич Синани | Способ защиты углеродсодержащих композиционных материалов крупногабаритных изделий от окисления |
RU2716323C9 (ru) * | 2019-06-18 | 2020-12-29 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" | Способ защиты углеродсодержащих композиционных материалов крупногабаритных изделий от окисления |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Zhao et al. | Preparation, ablation behavior and mechanism of C/C-ZrC-SiC and C/C-SiC composites | |
Luo et al. | Ablation behavior of C/SiC-HfC composites in the plasma wind tunnel | |
Nozahic et al. | Self-healing thermal barrier coating systems fabricated by spark plasma sintering | |
Fahrenholtz et al. | Ultra-high temperature ceramics: materials for extreme environment applications | |
Feng et al. | Oxidation and ablation resistance of the ZrB2–CrSi2–Si/SiC coating for C/C composites at high temperature | |
Zhang et al. | Ablation behavior of ZrB2–SiC ultra high temperature ceramics under simulated atmospheric re-entry conditions | |
US5677060A (en) | Method for protecting products made of a refractory material against oxidation, and resulting protected products | |
Song et al. | Ultra-high temperature ablation behavior of Ti2AlC ceramics under an oxyacetylene flame | |
Astapov et al. | Operating capacity of anti-oxidizing coating in hypersonic flows of air plasma | |
Guérineau et al. | Oxidation mechanisms under water vapour conditions of ZrB2-SiC and HfB2-SiC based materials up to 2400° C | |
Zhang et al. | Ultra-high temperature ceramic coating for carbon/carbon composites against ablation above 2000 K | |
Li et al. | Effects of in situ amorphous graphite coating on ablation resistance of SiC fiber reinforced SiBCN ceramics in an oxyacetylene flame | |
US3061482A (en) | Ceramic coated metal bodies | |
Chen et al. | Environmental barrier coatings using low pressure plasma spray process | |
Astapov et al. | The oxidation resistance of the heterophase ZrSi2-MoSi2-ZrB2 powders–derived coatings | |
Wang et al. | Oxidation behavior and mechanism of MoSi2-Y2O3 composite coating fabricated by supersonic atmospheric plasma spraying | |
Jia et al. | Effect of LaB6 content on the gas evolution and structure of ZrC coating for carbon/carbon composites during ablation | |
Potanin et al. | Oxidation of HfB2–SiC ceramics under static and dynamic conditions | |
Lifanov et al. | Deposition of heat-resistant coatings based on the ZrSi2-MoSi2-ZrB2 system for protection of non-metallic composite materials in high-speed high-enthalpy gas flows | |
Perepezko et al. | Extended functionality of environmentally-resistant Mo-Si-B-based coatings | |
Wang et al. | High-temperature oxidation behavior of plasma-sprayed ZrO2 modified La-Mo-Si composite coatings | |
Astapov et al. | Investigation of destruction mechanisms for heat-resistant coatings in hypersonic flows of air plasma | |
Tong et al. | Rhenium coating prepared on carbon substrate by chemical vapor deposition | |
Brenner et al. | Cyclic ablation of high-emissivity Sm-doped ZrB2/SiC coatings on alumina substrates | |
Lin et al. | Effect of the Y2O3 amount on the oxidation behavior of ZrB2-SiC-based coatings for carbon/carbon composites |