Теплозащитные покрытия на основе диоксида циркония получены методом порошкового газоплазменного напыления, модифицированного посредством использования плазмотрона с повышенными энергетическими характеристиками и кольцевым способом введения порошковой смеси в плазменную струю.
Теплозащитное покрытие представляет собой двухслойную структуру, включающую жаростойкий подслой системы «Ni-Co-Cr-Al-Y» с интерметаллидным фазовым составом (β–NiAl + γ’-Ni3Al) и керамическое покрытие на основе диоксида циркония, стабилизированного оксидом иттрия, представляющее собой сочетание тетрагональной и кубической фаз ZrO2.
Подслой имеет слоистую микроструктуру зерен, характеризуется низкой пористостью (общая пористость П=5,7 %), высокими значениями плотности (ρ = 8 г/см3) и микротвердости (Нμ = 770 кгс/мм2).
Теплозащитное покрытие имеет сфероидальную форму зерен на поверхности и столбчатую субструктуру зерен внутренних слоев, обладает низкими значения общей и открытой пористости (П=4,3 % По=1 % соответственно), высокими показателями плотности (~7,6 г/см3) и твердости (HV=980 кгс/мм2), хорошей адгезией слоев. Эффективность теплозащиты жаропрочного сплава разработанным теплозащитным покрытием по показателю снижения температуры составляет 125±5˚С (заключение ФГУП «ЦИАМ им.П.И.Баранова).
Достигнутый комплекс физико-механических свойств обеспечивает повышение эрозионной стойкости и жаростойкости рабочей поверхности охлаждаемых турбинных лопаток газотурбинных двигателей (ГТД), изготавливаемых из жаропрочных никелевых сплавов. Результаты разработок внедрены на предприятиях газовой, энергетической и авиационной отраслей промышленности для повышения надежности и ресурса турбинных лопаток газотурбинных двигателей.
«Ni-Co-Cr-Al-Y +ZrO2»