Влияние кривизны поверхности подложки на структуру и свойства термобарьерных, конденсационных покрытий

Abstract

Представлены результаты исследований химического состава, структуры и некоторых свойств термобарьерных градиентных покрытий, получаемых путем электронно-лучевого испарения композиционного керамического слитка на основе диоксида циркония на поверхность жаропрочных сплавов по одностадийной технологии. Предложена методика осаждения термобарьерных покрытий на образцы в оснастке, моделирующей условия конденсации на участках пера лопатки газовой турбины с положительной и отрицательной кривизной поверхности (в области спинки и корыта). Установлено влияние температуры осаждения покрытий на их структуру и свойства (микротвердость, пористость и термоциклическую долговечность). Показан положительный эффект от применения обработки ионами аргона внешнего керамического слоя в процессе осаждения покрытия, а также градиентное введение в его состав оксида гадолиния для предотвращения появления микроструктурных дефектов в виде микротрещин и повышения термоциклической долговечности покрытий в области корыта.

Results of investigations of chemical composition, structure and some properties of thermal barrier gradient coatings produced by electron beam evaporation of composite ceramic ingot on the base of zirconium dioxide to the surface of heat-resistant alloys using a single-stage technology are presented. The method of deposition of thermal barrier coatings on samples in fixture, simulating the conditions of condensation on areas of gas turbine blade airfoil with positive and negative curvature of surface (in the area of convex and concave sides) was offered. The effect of temperature of coatings deposition on their structure and properties (microhardness, porosity and thermal cycling life) was established. A positive effect is shown by application of treatment of external ceramic layer by argon ions during the process of deposition, as well as by a gradient adding of gadolinium oxide into its composition to prevent the appearance of microstructural defects in the form of microcracks and to improve the thermocyclic life of coatings in the area of concave side.