Claims (19)
1. Способ формирования керамического покрытия на подложке посредством электронно-лучевого физического осаждения паров, включающий в себя этапы:1. A method of forming a ceramic coating on a substrate by means of electron beam physical vapor deposition, which includes the steps of:
установки в заданное положение в камере композитной мишени в виде стержня, сформованного из керамических порошковых материалов и имеющего неоднородный состав в продольном направлении,installation in a predetermined position in the chamber of the composite target in the form of a rod molded from ceramic powder materials and having an inhomogeneous composition in the longitudinal direction,
ввода в камеру, по меньшей мере, одной подложки, на которой должно быть сформировано керамическое покрытие, имеющее градиент состава, иintroducing into the chamber at least one substrate on which a ceramic coating having a composition gradient is to be formed, and
сканирования верхней поверхности стержня электронным пучком для того, чтобы вызывать плавление материала стержня на его верхней поверхности и формирование облака пара в камере под пониженным давлением,scanning the upper surface of the rod with an electron beam in order to cause the rod material to melt on its upper surface and the formation of a vapor cloud in the chamber under reduced pressure,
отличающийся тем, чтоcharacterized in that
- используют стержень, содержащий множество наложенных друг на друга слоев различного состава, причем внутри каждого слоя состав однороден по всему поперечному сечению стержня и каждый слой содержит диоксид циркония и, по меньшей мере, один оксид, выбранный из группы, содержащей оксиды никеля, кобальта, железа, иттрия, гафния, церия, лантана, тантала, ниобия, скандия, самария, гадолиния, диспрозия, иттербия и алюминия,- use a rod containing many superimposed layers of different composition, and inside each layer the composition is uniform over the entire cross section of the rod and each layer contains zirconium dioxide and at least one oxide selected from the group consisting of nickel, cobalt oxides, iron, yttrium, hafnium, cerium, lanthanum, tantalum, niobium, scandium, samaria, gadolinium, dysprosium, ytterbium and aluminum,
- получают керамическое покрытие, сформированное на подложке посредством постепенного расходования стержня, которое отражает изменение состава стержня.- get a ceramic coating formed on the substrate by gradually spending the rod, which reflects a change in the composition of the rod.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют стержень, состав которого изменяется непрерывным образом от одного слоя к другому.2. The method according to claim 1, characterized in that they use a rod whose composition varies continuously from one layer to another.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют стержень, состав которого изменяется ступенчато от одного слоя к другому.3. The method according to claim 1, characterized in that a rod is used, the composition of which varies stepwise from one layer to another.
4. Способ по п.3, отличающийся тем, что стержень сформирован путем наложения дисков различного состава.4. The method according to claim 3, characterized in that the rod is formed by overlaying disks of various compositions.
5. Способ по любому из п.п.1-4, отличающийся тем, что предназначен для формирования керамического покрытия на подложке в виде детали газовой турбины, изготовленной из суперсплава и снабженной металлическим подслоем термобарьерного покрытия.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that it is intended for forming a ceramic coating on a substrate in the form of a part of a gas turbine made of a superalloy and provided with a metal sublayer of a thermal barrier coating.
6. Способ по любому из п.п.1-5, отличающийся тем, что используют стержень, по меньшей мере, один слой которого дополнительно содержит соединение, выбранное из соединений типа пирохлора, соединений типа граната и соединений со структурой магнитоплюмбита.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that a rod is used, at least one layer of which further comprises a compound selected from compounds of the pyrochlore type, compounds of the garnet type and compounds with a magnetoplumbite structure.
7. Стержень, образованный из нескольких различных слоев для осуществления способа по любому из п.п.1-6, отличающийся тем, что каждый слой имеет однородный состав по всему поперечному сечению стержня и содержит диоксид циркония и, по меньшей мере, один оксид, выбранный из группы, содержащей оксиды никеля, кобальта, железа, иттрия, гафния, церия, лантана, тантала, ниобия, скандия, самария, гадолиния, диспрозия, иттербия и алюминия.7. A rod formed from several different layers for implementing the method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that each layer has a uniform composition over the entire cross section of the rod and contains zirconia and at least one oxide, selected from the group consisting of nickel, cobalt, iron, yttrium, hafnium, cerium, lanthanum, tantalum, niobium, scandium, samarium, gadolinium, dysprosium, ytterbium and aluminum oxides.
8. Стержень по п.7, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один его слой дополнительно содержит соединение, выбранное из соединений типа пирохлора, соединений типа граната и соединений со структурой магнитоплюмбита.8. The rod according to claim 7, characterized in that at least one layer thereof further comprises a compound selected from compounds of the pyrochlore type, compounds of the garnet type and compounds with a magnetoplumbite structure.
9. Стержень по п.7 или 8, отличающийся тем, что образован из уплотненных порошковых материалов.9. The rod according to claim 7 or 8, characterized in that it is formed from compacted powder materials.
10. Стержень по любому из п.п.7-9, отличающийся тем, что изготовлен в виде единого элемента с различными наложенными друг на друга слоями.10. The core according to any one of claims 7 to 9, characterized in that it is made in the form of a single element with various layers superimposed on each other.
11. Стержень по любому из п.п.7-9, отличающийся тем, что его состав изменяется постепенно в продольном направлении стержня.11. The rod according to any one of claims 7 to 9, characterized in that its composition changes gradually in the longitudinal direction of the rod.
12. Стержень по любому из п.п.7-9, отличающийся тем, что образован наложением дисков различных составов.12. The core according to any one of claims 7 to 9, characterized in that it is formed by the imposition of disks of various compositions.
13. Стержень по п.12, отличающийся тем, что диски снабжены взаимодействующими рельефными элементами.13. The rod according to item 12, wherein the disks are equipped with interacting embossed elements.
14. Способ изготовления стержня, выполненного в соответствии с любым из п.п.7-11, отличающийся тем, что включает в себя следующие этапы:14. A method of manufacturing a rod made in accordance with any of paragraphs.7-11, characterized in that it includes the following steps:
- приготавливают первую смесь порошковых материалов, имеющую первый состав,- prepare the first mixture of powder materials having a first composition,
- приготавливают, по меньшей мере, вторую смесь порошковых материалов, имеющую второй состав, отличный от первого,- prepare at least a second mixture of powder materials having a second composition different from the first,
- вводят в форму первую смесь порошковых материалов, затем вторую смесь порошковых материалов,- the first mixture of powder materials is introduced into the form, then the second mixture of powder materials,
- уплотняют порошковые материалы в форме, и- compact the powder materials in a mold, and
- осуществляют спекание уплотненных порошковых материалов.- carry out the sintering of compacted powder materials.
15. Способ по п.14, отличающийся тем, что приготавливают различные смеси порошковых материалов, соответствующие различным желаемым составам слоев стержня, и последовательно вводят указанные различные смеси в форму.15. The method according to 14, characterized in that prepare various mixtures of powder materials corresponding to various desired compositions of the layers of the rod, and sequentially enter these various mixtures in the form.
16. Способ по п.14, отличающийся тем, что приготавливают, по меньшей мере, две смеси порошковых материалов, причем одна смесь содержит порошок диоксида циркония и порошок стабилизатора диоксида циркония, а другая смесь содержит порошок диоксида циркония, порошок стабилизатора диоксида циркония и порошок дополнительного компонента, вводят в форму первую смесь порошковых материалов, затем одновременно первую смесь порошковых материалов и, по меньшей мере, вторую смесь порошковых материалов при постепенном уменьшении подачи первой смеси и постепенном увеличении подачи второй смеси, а затем вторую смесь порошковых материалов после прекращения ввода первой смеси.16. The method according to 14, characterized in that at least two mixtures of powder materials are prepared, one mixture containing zirconia powder and zirconia stabilizer powder, and the other mixture containing zirconia powder, zirconia stabilizer powder and powder an additional component, the first mixture of powder materials is introduced into the form, then simultaneously the first mixture of powder materials and at least the second mixture of powder materials while gradually reducing the flow of the first mixture and increasing a power supply of the second mixture, and then a second mixture of powdered materials, after cessation of input of the first mixture.
17. Способ по п.16, отличающийся тем, что смеси порошковых материалов помещены в соответствующие питатели и в процессе одновременного ввода смешиваются посредством прохода через смеситель с последующим поступлением в форму.17. The method according to p. 16, characterized in that the mixture of powder materials are placed in the appropriate feeders and in the process of simultaneous input are mixed by passing through a mixer and then entering the mold.
18. Способ по любому из п.п.14-17, отличающийся тем, что каждую смесь порошковых материалов приготавливают в жидкой среде.18. The method according to any one of paragraphs.14-17, characterized in that each mixture of powder materials is prepared in a liquid medium.
19. Способ по п.18, отличающийся тем, что в жидкую среду добавляют органическое связующее.19. The method according to p, characterized in that an organic binder is added to the liquid medium.