Деталь с покрытием для газотурбинного двигателя и способ её изготовления - RU2020100064A
Код документа: RU2020100064A
Формула
1. Деталь с покрытием для газотурбинного двигателя, содержащая подложку и, по меньшей мере, один защитный от алюмосиликатов кальция и магния (СМAS) слой на этой подложке, при этом защитный слой содержит первую фазу из защитного от алюмосиликатов кальция и магния (CMAS) материала, способного образовывать фазу типа апатит или анортит в присутствии алюмосиликатов кальция и магния (CMAS), и вторую фазу, содержащую частицы, по меньшей мере, одного силиката редкоземельного элемента REa, диспергированные в первой фазе, при этом защитный от алюмосиликатов кальция и магния (CMAS) материал первой фазы, способный образовывать фазы типа апатит или анортит, представляет собой один из следующих материалов или их любые смеси: цирконаты редкоземельного элемента REb2Zr2O7, где REb означает Y (иттрий), La (лантан), Ce (церий), Pr (празеодим), Nd (неодим), Pm (прометий), Sm (самарий), Eu (европий), Gd (гадолиний), Tb (тербий), Dy (диспрозий), НО (гольмий), Er (эрбий), Tm (тулий), Yb (иттербий), Lu (лютеций), полностью стабилизированные диоксиды циркония, фазы дельта A4B3O12, где А означает Y → Lu и В означает Zr, Hf, композиты Y2O3 с ZrO2, Al2O3, гранаты из иттрия и алюминия (YAG), композиты YSZ-Al2O3 или YSZ-Al2O3-TiO2.
2. Деталь по п. 1, в которой по меньшей мере, один указанный силикат редкоземельного элемента представляет собой моносиликат редкоземельного элемента REa2SiO5 или дисиликат редкоземельного элемента REa2Si2O7, где: REa выбирают из: Y (иттрия), La (лантана), Ce (церия), Pr (празеодима), Nd (неодима), Pm (прометея), Sm (самария), Eu (европия), Gd (гадолиния), Tb (тербия), Dy (диспрозия), НО (гольмия), Er (эрбия), Tm (тулия), Yb (иттербия), Lu (лютеция).
3. Деталь по п. 1 или 2, в которой частицы силиката редкоземельного элемента REa, диспергированные в защитном от алюмосиликатов кальция и магния (CMAS) слое, имеют средний размер от 5 нм до 50 мкм.
4. Деталь по п. 1, в которой защитный от алюмосиликатов кальция и магния (CMAS) слой содержит частицы, по меньшей мере, одного силиката редкоземельного элемента в количестве от 1 до 80 об. %.
5. Деталь по п. 4, в которой содержание в объемных процентах частиц из керамики на основе силиката редкоземельного элемента REa в защитном от алюмосиликатов кальция и магния (CMAS) слое изменяется по толщине защитного слоя, причем содержание в объемных процентах частиц из керамики на основе силиката редкоземельного элемента REа постепенно возрастает на участке между первой зоной слоя соседней с подложкой и второй зоной этого слоя, удаленной от первой зоны.
6. Деталь по п. 1, в которой защитный от алюмосиликатов кальция и магния (CMAS) слой имеет толщину от 1 до 1000 мкм.
7. Деталь по п. 1, которая дополнительно содержит слой теплового барьера, расположенный между подложкой и защитным от алюмосиликатов кальция и магния (CMAS) cлоем.
8. Деталь по п. 1, в которой подложка выполнена из суперсплава на основе никеля или кобальта и содержит на своей поверхности алюминообразованный связующий слой.
9. Способ изготовления детали газотурбинного двигателя по п. 1, включающий в себя, по меньшей мере, один этап формирования защитного от алюмосиликатов кальция и магния (CMAS) слоя непосредственно на подложке или на слое теплового барьера, расположенного на подложке, при этом этап формирования проводят с применением одного из следующих способов:
- плазменное напыление, по меньшей мере, одной суспензии, содержащей порошок или предшественник защитного от алюмосиликатов кальция и магния (CMAS) материала и порошок или предшественник силиката редкоземельного элемента RE,
- напыление высокоскоростным пламенем, по меньшей мере, одной суспензии, содержащей порошок или предшественник защитного от алюмосиликатов кальции и магния (CMAS) материала и порошок или предшественник силиката редкоземельного элемента RE,
- плазменное напыление при атмосферном давлении порошка защитного от алюмосиликатов кальция и магния (CMAS) материала в сочетании с плазменным напылением суспензии или напылением высокоскоростным пламенем раствора, содержащего предшественник керамики на основе силиката редкоземельного элемента RE или суспензии порошка из керамики на основе силиката редкоземельного элемента RE.
