專(zhuān)利名稱(chēng)：用于保護(hù)制品的方法和相關(guān)的組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及抗氧化涂層。更具體地講，本發(fā)明涉及用等離子沉積的涂層保護(hù)制品免受高溫、氧化環(huán)境損害的方法。本發(fā)明還涉及適用于離子沉積方法的材料組合物。
背景技術(shù)：
鎳(Ni)、鈷(Co)和鐵(Fe)基合金，通常被用于生產(chǎn)用于高溫、高氧化環(huán)境中的制品。所述制品包括用于渦輪系統(tǒng)中的部件，例如，但不局限于飛機(jī)渦輪機(jī)，陸基渦輪機(jī)，和?；鶞u輪機(jī)等。為了在所述環(huán)境中生存，用所述合金制成的制品通常需要涂層，本文稱(chēng)之為“高溫涂層”，以便保護(hù)底層合金免受氧化和熱腐蝕。在某些場(chǎng)合下，所述高溫涂層可能起著粘接涂層的作用，以便保持隔熱涂層。所述高溫涂層通常是鋁化鎳(NiAl)-基的材料，有時(shí)候通過(guò)添加鉑(Pt)進(jìn)行改性，以便形成鉑鎳鋁基涂層。在其他場(chǎng)合下，所述高溫涂層是包括鉻(Cr)，鋁(Al)和鐵、鎳、和鈷中的至少一種的合金；所述合金在本領(lǐng)域中通常被稱(chēng)為“MCrAlX涂層”，其中，M表示包括鐵、鎳和鈷中的至少一種的材料，而X表示下文所披露的其他活性元素。
業(yè)已發(fā)現(xiàn)，添加諸如鋯、鉿、硅、鈦、鑭、鈰和釔之類(lèi)的活性元素，能有效改善鋁化鎳基的和MCrAlX-基的涂層的性能。不過(guò)，以節(jié)省成本的方式將所述活性元素添加到所述涂層中，在技術(shù)上一直被證實(shí)是一個(gè)重大挑戰(zhàn)。例如，盡管業(yè)已將電子束物理蒸汽沉積(EBPVD)用于沉積NiAl基和MCrAlX-基涂層，但是，證實(shí)了要保持對(duì)所述活性元素的組成控制是困難的，會(huì)導(dǎo)致涂層性能的不可接受的波動(dòng)性。化學(xué)蒸汽沉積(CVD)技術(shù)也存在組成不一致的問(wèn)題，這一問(wèn)題隨著所需要的涂層合金組成復(fù)雜性的增加而增加。
等離子沉積(IPD)方法，提供了代替CVD和EB-PVD進(jìn)行高溫涂層沉積的一種誘人的替代方案，與前者相比，在組成控制和較低的生產(chǎn)成本方面都具有優(yōu)點(diǎn)。不過(guò)，產(chǎn)生沉積物的NiAl-基的靶材料非常脆弱，限制了IPD在生產(chǎn)環(huán)境中的應(yīng)用。
因此，有必要提供具有改善了的性能、一致性和節(jié)省成本的高溫涂層。還需要適合用作IPD涂層方法的靶的材料，它具有更可靠的、節(jié)省成本的性能。

發(fā)明內(nèi)容
為了滿(mǎn)足上述和其他要求，提供了本發(fā)明的實(shí)施方案。一種實(shí)施方案是一種保護(hù)制品免受高溫、氧化環(huán)境損害的方法。該方法包括提供一種基質(zhì)、提供一種等離子沉積靶、以及通過(guò)等離子沉積方法用所述靶在所述基質(zhì)上沉積保護(hù)性涂層。所述靶包括大約2-大約25原子％的鉻并且其余為鋁。
第二種實(shí)施方案是一種合金，包括大約2-大約2 5原子％的鉻，最高可達(dá)大約4％原子的選自鋯、鉿、鉭、硅、釔、鈦、鑭、鈰及其組合的材料。
最高可達(dá)大約0.2％的選自碳、硼及其組合的材料；和其余為鋁。
第三種實(shí)施方案是一種用于等離子沉積方法的靶，包括本發(fā)明的合金。
第四種實(shí)施方案是一種用于高溫、氧化環(huán)境的制品。包括一種基質(zhì)和沉積在該基質(zhì)上的涂層，以及構(gòu)成本發(fā)明制品的涂層。


通過(guò)結(jié)合附圖閱讀以下詳細(xì)說(shuō)明，可以更好地理解本發(fā)明的其他特征、方面和優(yōu)點(diǎn)，在附圖中，類(lèi)似的編號(hào)表示類(lèi)似的部件，其中圖1是一種等離子沉積裝置的示意圖。
具體實(shí)施例方式
等離子沉積(IPD)是一種物理蒸汽沉積方法，該方法業(yè)已被用于諸如耐磨涂層、裝飾涂層和耐高溫涂層的工業(yè)用途中。參見(jiàn)圖1，典型的IPD涂層裝置100部分包括一個(gè)真空室102，在它上面安裝了一個(gè)陰極電弧源104。陰極電弧源104與第一直流電源106連接，并且部分包括靶108。它是由要沉積的材料制成的。在所述IPD方法中，掃過(guò)所述陰極電弧源104的電弧使靶108表面上的材料蒸發(fā)，然后使蒸發(fā)的材料沉積在基質(zhì)110上。在電弧放電時(shí)，陰極電流集中在小的、能量極高的陰極電弧點(diǎn)上，在高度離子化的金屬蒸汽的等離子體中產(chǎn)生電子流。由于所述電弧方法的高能量，靶材料的所有合金元素被均勻地噴射，促進(jìn)了材料從靶108向基質(zhì)110的均勻的和可預(yù)測(cè)的組成轉(zhuǎn)移。該方法通常是在10-3-10-6Torr的真空度中進(jìn)行的。與其他PVD方法相反，不需要用坩堝材料來(lái)容納熔融材料。因此，IPD優(yōu)選能產(chǎn)生高純度的、密集的、多成分的涂層。
本發(fā)明的實(shí)施方案包括一種使用基于IPD方法的涂層方法保護(hù)制品免受高溫、氧化環(huán)境損害的方法。在所述實(shí)施方案中，提供了基質(zhì)110。本文所使用的術(shù)語(yǔ)“基質(zhì)”表示隨后要在它上面沉積涂層的任何制品?；|(zhì)110包括鎳合金、鐵合金和鈷合金中的至少一種。例如，在某些實(shí)施方案中，包括高強(qiáng)度、高溫類(lèi)型的合金。這種合金在本領(lǐng)域中被稱(chēng)為“超級(jí)合金”。在具體實(shí)施方案中，提供了一種超級(jí)合金基質(zhì)，包括提供用于在氣輪機(jī)組件的熱氣體通道中使用的部件。所述部件的例子包括，但不局限于渦輪機(jī)葉片、槳葉、內(nèi)燃機(jī)部件，如襯里和過(guò)渡部件。本發(fā)明的方法適合用作保護(hù)新制品的方法，并且用作保護(hù)以前業(yè)已使用過(guò)的制品的方法。例如，本發(fā)明的方法適合用于修復(fù)事先業(yè)已在高溫、氧化環(huán)境中使用過(guò)的制品的方法，如氣輪機(jī)組件。因此，在本發(fā)明的某些實(shí)施方案中，所提供的基質(zhì)110包括至少一種涂層。根據(jù)基質(zhì)110上的涂層的組成和條件，可以在使用本發(fā)明的方法之前，除去所述涂層，或者提供具有結(jié)合的所述涂層的基質(zhì)。
提供了IPD靶108。靶108包括大約2-大約25原子％的鉻，其余為鋁。將這種合金組成用于靶108，與生產(chǎn)NiAl-基的涂層的其他方法相比具有若干優(yōu)點(diǎn)。在本發(fā)明的實(shí)施方案中，用于靶108的材料與常用的NiAl-基的材料相比成本明顯更低，更便于機(jī)械加工。另外，用于本發(fā)明的IPD方法的良好的組成轉(zhuǎn)移特征，使得能夠?qū)⒒钚栽乜刂坪芎玫亟Y(jié)合到所述涂層方法中。
因此，在某些實(shí)施方案中，所提供的靶108還包括鋯、鉿、鉭、硅、釔、鈦、鑭、鈰、碳和硼中的至少一種。在某些實(shí)施方案中，靶108還包括最高可達(dá)大約4原子％的選自鋯、鉿、鉭、硅、釔、鈦、鑭、鈰及其組合的一種材料；和最高可達(dá)大約0.2％的選自碳、硼及其組合的材料。在具體實(shí)施方案中，靶108包括大約9原子％的鉻，大約1原子％的鋯，其余為鋁。在其他實(shí)施方案中，靶108包括大約9原子％的鉻，大約1原子％的鋯，大約2原子％的鉭，其余為鋁。在另一種替代實(shí)施方案中，靶108包括大約9原子％的鉻，大約1.5原子％的鉿，大約1.5原子％的硅，其余為鋁。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，用于靶108的合金組成的具體選擇，取決于若干因素，包括基質(zhì)110材料的選擇，和受保護(hù)制品將要承受的環(huán)境的類(lèi)型。
在一種典型的市售IPD涂層裝置中，靶108是具有簡(jiǎn)單形狀形式的，例如，但不局限于柱狀。上述適合作為靶108材料的材料是通過(guò)本領(lǐng)域公知的材料加工方法生產(chǎn)的。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，常用的冶金和生產(chǎn)方法適用于生產(chǎn)所述合金，并且在生產(chǎn)所述合金時(shí)摻入IPD靶，以便用于本發(fā)明的實(shí)施方案中。因此，在某些實(shí)施方案中，提供了等離子沉積靶108，包括提供用至少一種鑄造和粉末冶金工藝生產(chǎn)的靶108。
通過(guò)上述IPD方法，用靶108將一種保護(hù)性涂層沉積在基質(zhì)110上。在某些實(shí)施方案中，對(duì)基質(zhì)110施加負(fù)偏電壓，例如，通過(guò)與基質(zhì)110連接的第二直流電源112提供。施加負(fù)的偏電壓導(dǎo)致了在IPD涂層期間基質(zhì)加熱的增強(qiáng)，并且這種加熱會(huì)導(dǎo)致沉積材料的元素和基質(zhì)110的材料之間的混合和反應(yīng)，以便在原位形成有利的涂層組合物。例如，在基質(zhì)110包括鎳基超級(jí)合金的實(shí)施方案中，在用靶108進(jìn)行富鋁合金的IPD涂層期間，偏壓基質(zhì)110會(huì)導(dǎo)致在兩種材料之間發(fā)生相互作用，將保護(hù)性涂層從鋁合金涂層(其組成與108的組成類(lèi)似或相同)轉(zhuǎn)移到包括NiAl-基的材料的基質(zhì)上。在某些實(shí)施方案中，施加負(fù)偏壓包括施加大約-10伏到大約-1000伏的偏壓，例如，大約-50伏到大約-250伏的偏壓。偏壓的具體值的選擇取決于，例如，希望在沉積材料和基質(zhì)110材料之間發(fā)生的相互作用的數(shù)量和類(lèi)型。在另一種實(shí)施方案中，將所述保護(hù)性涂層沉積在所述基質(zhì)上，還包括研磨所述基質(zhì)，這樣能以類(lèi)似于施加偏壓的方式加熱所述基質(zhì)，導(dǎo)致上述相互作用。
所述保護(hù)性涂層的厚度通常是由多種因素決定的，例如，受保護(hù)的基質(zhì)110的預(yù)期遭遇的溫度和時(shí)間。在某些實(shí)施方案中，所沉積的保護(hù)性涂層的厚度為大約5微米-大約250微米。在具體實(shí)施方案中，所述涂層厚度為大約25微米-大約75微米。另外，通過(guò)本發(fā)明方法生產(chǎn)的保護(hù)性涂層，適合用作隔熱涂層系統(tǒng)的粘接涂層。因此，在本發(fā)明的某些實(shí)施方案中，所述方法還包括用一種隔熱涂層對(duì)所述保護(hù)性涂層進(jìn)行涂層，例如，含有釔-穩(wěn)定化的鋯的隔熱涂層。所述隔熱涂層的涂敷，是通過(guò)若干種合適的方法中的任意一種實(shí)現(xiàn)的，包括，但不局限于等離子噴霧和物理蒸汽沉積。
本發(fā)明的實(shí)施方案包括上述方法的變化形式。在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明的方法還包括在沉積所述保護(hù)性涂層之前，用一個(gè)金屬層對(duì)基質(zhì)110進(jìn)行涂覆。若干種涂覆方法中的任意一種都適合用該金屬層對(duì)基質(zhì)110進(jìn)行涂覆，包括但不局限于電鍍、無(wú)電鍍、化學(xué)蒸汽沉積和物理蒸汽沉積。在某些實(shí)施方案中，所述金屬層是以大約2-大約25微米的厚度沉積的，并且在具體實(shí)施方案中，所述金屬層的厚度在大約2-大約6微米范圍內(nèi)。在某些實(shí)施方案中，所述金屬層包括鉑、鈀、鎳和鈷中的至少一種。鎳或鈷在所述金屬層中的應(yīng)用，使得所述材料可以隨后與所述保護(hù)性涂層起反應(yīng)，以便形成諸如鋁化鎳的理想的高溫相。具有金屬層的涂層110具有包括鉑和鈀中的至少一種的金屬層，在沉積所述保護(hù)性涂層之前，使該方法具有形成諸如鉑改性的鋁化鎳基的保護(hù)性涂層的潛力。在某些實(shí)施方案中，在用所述金屬層對(duì)基質(zhì)110進(jìn)行涂覆之后，對(duì)基質(zhì)110進(jìn)行熱處理，例如，在大約700℃-大約1200℃的溫度下，處理大約30分鐘-大約8小時(shí)。該熱處理步驟能夠混合所述金屬層材料和所述基質(zhì)材料，以便，例如在基質(zhì)110的表面上形成富含鉑的、具有鎳的層。
隨后按照本發(fā)明的方法沉積富含鋁的合金，同時(shí)使所述富含鋁的材料與諸如在上面的例子中所披露的富含鉑的具有鎳的基質(zhì)110相互作用，可以產(chǎn)生鉑改性的鋁化鎳基的保護(hù)性涂層。所述相互作用可以在IPD涂層步驟中通過(guò)按上文所述方法施加偏壓或通過(guò)研磨基質(zhì)110在原位完成。另外，在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明的方法還包括在沉積所述保護(hù)性涂層之后，對(duì)所述基質(zhì)進(jìn)行熱處理。上述用于熱處理所述金屬層的熱處理時(shí)間和溫度，同樣適用于熱處理所述保護(hù)性涂層。該熱處理可用于與偏壓或研磨基質(zhì)110結(jié)合，以便進(jìn)一步加強(qiáng)涂層和基質(zhì)材料之間的相互作用，或者在IPD涂層中沒(méi)有產(chǎn)生明顯的相互作用的實(shí)施方案中，在沉積所述保護(hù)性涂層之后，對(duì)所述基質(zhì)的熱處理可用于導(dǎo)致完整的相互作用。
上述熱處理、基質(zhì)偏壓、基質(zhì)研磨及其組合的使用，通常是為了在基質(zhì)110的表面上產(chǎn)生保護(hù)性涂層，通過(guò)導(dǎo)致來(lái)自所述基質(zhì)的元素與在IPD方法期間沉積的富鋁合金相互作用，以便形成各種保護(hù)性材料。上文業(yè)已披露了涂敷Ni基基質(zhì)以便形成合金的NiAl-基的保護(hù)性涂層的例子。優(yōu)選的是，本發(fā)明的方法不需要NiAl-基的靶108就能形成這樣的涂層。這種靶的生產(chǎn)明顯比根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的靶108的生產(chǎn)更復(fù)雜，并且更脆弱。
本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，通過(guò)選擇基質(zhì)110，靶108，熱處理的組合，以及在某些實(shí)施方案中通過(guò)選擇金屬層，可將本發(fā)明的方法用于控制所述保護(hù)性涂層的組成。在某些實(shí)施方案中，沉積所述保護(hù)性涂層，包括形成含有至少80％體積的單一相的保護(hù)性涂層，例如，NiAl-基高溫涂層中常見(jiàn)的B2-結(jié)構(gòu)鋁化物中間金屬相。在其他實(shí)施方案中，沉積所述保護(hù)性涂層包括形成包括至少兩種相的保護(hù)性涂層，例如，上述B2-結(jié)構(gòu)相和鋁化鉑PtAl2，后者通常出現(xiàn)在鉑改性的鋁化鎳基的高溫涂層中。因此，本發(fā)明的方法可用于某些實(shí)施方案中，用于產(chǎn)生具有通常用于工業(yè)領(lǐng)域的結(jié)構(gòu)、組成和特性的涂層，如保護(hù)性高溫涂層。
為了進(jìn)一步利用上述實(shí)施方案的優(yōu)點(diǎn)，本發(fā)明的另一種實(shí)施方案是一種用于保護(hù)制品免受高溫、氧化環(huán)境損害的方法，該方法包括提供一種含有鎳基超級(jí)合金的基質(zhì)110，提供一種等離子沉積靶108，靶108含有大約2原子％-大約25原子％的鉻，最高可達(dá)大約4原子％的選自鋯、鉿、鉭、硅、釔、鈦、鑭、鈰及其組合的材料，最高可達(dá)大約0.2原子％的選自碳、硼及其組合的材料，其余含有鋁；通過(guò)等離子沉積方法，用所述靶108在所述基質(zhì)110上沉積一個(gè)保護(hù)性涂層，其中，在沉積所述保護(hù)性涂層期間對(duì)所述基質(zhì)110施加負(fù)偏壓；和在沉積所述保護(hù)性涂層之后，對(duì)所述基質(zhì)110進(jìn)行熱處理，其中，在熱處理之后，所述保護(hù)性涂層包括B2-結(jié)構(gòu)的鋁化物中間金屬相。用包括鉑、鈀、鎳和鈷中的至少一種的金屬層對(duì)基質(zhì)110進(jìn)行涂覆的額外步驟，并且上文所述的在用所述金屬層對(duì)基質(zhì)110進(jìn)行熱處理也可適用于本實(shí)施方案。
如上文所述，本發(fā)明的方法優(yōu)選能夠使用較廉價(jià)的、便于機(jī)械加工的富鋁合金形成，例如鋁化物基的保護(hù)性涂層。因此，本發(fā)明的實(shí)施方案還包括適用于本發(fā)明方法中的合金。該合金在上文結(jié)合提供IPD靶108的步驟進(jìn)行討論時(shí)業(yè)已披露過(guò)，同時(shí)披露了在所述組合物范圍內(nèi)的特定合金的多個(gè)例子。本發(fā)明的實(shí)施方案還包括用于等離子沉積工藝中的靶，包括上文所述的本發(fā)明的合金；并且，其他實(shí)施方案包括用于在高溫、氧化環(huán)境中使用的制品，其中，所述制品包括一種基質(zhì)，和沉積在該基質(zhì)上的涂層，并且，所述涂層包括上文所述的本發(fā)明的合金。
盡管本文披露了各種實(shí)施方案，通過(guò)本說(shuō)明書(shū)能夠理解的是，本領(lǐng)域技術(shù)人員在所附權(quán)利要求書(shū)限定的本發(fā)明的范圍內(nèi)，可以對(duì)各種要素加以組合、改變、提出等同方案或改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一種用于保護(hù)制品免受高溫、氧化環(huán)境損害的方法，該方法包括提供一種基質(zhì)(110)；提供一種等離子沉積靶(108)，所述靶(108)包括大約2-大約25原子％的鉻，其余為鋁；和通過(guò)等離子沉積方法，用所述靶(108)將保護(hù)性涂層沉積在所述基質(zhì)(110)上。
2.如權(quán)利要求1的方法，其中，提供所述靶(108)包括提供還含有鋯、鉿、鉭、硅、釔、鈦、鑭、鈰、碳和硼中的至少一種的靶(108)。
3.如權(quán)利要求2的方法，其中，提供所述靶(108)包括提供還含有最高可達(dá)大約4原子％的選自鋯、鉿、鉭、硅、釔、鈦、鑭、鈰及其組合的材料；以及可達(dá)大約0.2原子％的選自碳、硼及其組合的材料。
4.如權(quán)利要求3的方法，其中，提供所述靶(108)包括提供含有以下成分的靶(108)大約9原子％的鉻，大約1原子％的鋯，其余為鋁。
5.如權(quán)利要求3的方法，其中，提供所述靶(108)包括提供含有以下成分的靶(108)大約9原子％的鉻，大約1原子％的鋯，大約2原子％的鉭，和其余為鋁。
6.如權(quán)利要求3的方法，其中，提供所述靶(108)包括提供含有以下成分的靶(108)大約9原子％的鉻，大約1.5原子％的鉿，大約1.5原子％的硅，和其余為鋁。
7.如權(quán)利要求1的方法，還包括在沉積所述保護(hù)性涂層之前，用一個(gè)金屬層涂敷所述基質(zhì)(110)。
8.如權(quán)利要求7的方法，其中，用金屬層涂敷所述基質(zhì)(110)，包括用含有鉑、鈀、鎳和鈷中的至少一種的金屬層涂敷所述基質(zhì)(110)。
9.如權(quán)利要求8的方法，還包括在用所述金屬層對(duì)所述基質(zhì)(110)進(jìn)行涂層之后，對(duì)所述基質(zhì)(110)進(jìn)行熱處理。
10.如權(quán)利要求9的方法，其中，熱處理包括將所述基質(zhì)(110)加熱到大約900℃-大約1200℃，保持大約30分鐘-大約8小時(shí)。
11.如權(quán)利要求7的方法，其中，用金屬層對(duì)所述基質(zhì)(110)進(jìn)行涂層包括涂上一層大約2微米-大約25微米的厚度。
12.如權(quán)利要求11的方法，其中，用金屬層對(duì)所述基質(zhì)(110)進(jìn)行涂層包括涂上一層大約2微米-大約6微米的厚度。
13.如權(quán)利要求1的方法，還包括在沉積所述保護(hù)性涂層之后對(duì)所述基質(zhì)(110)進(jìn)行熱處理。
14.如權(quán)利要求13的方法，其中，熱處理包括將所述基質(zhì)(110)加熱到大約900℃-大約1200℃，保持大約30分鐘-大約8小時(shí)。
15.如權(quán)利要求1的方法，其中，提供所述基質(zhì)(110)包括提供鎳合金、鐵合金和鈷合金中的至少一種。
16.如權(quán)利要求15的方法，其中，提供所述基質(zhì)(110)包括提供一種超級(jí)合金。
17.如權(quán)利要求16的方法，其中，提供所述超級(jí)合金包括提供用于在氣輪機(jī)組件的熱氣體通道中使用的成分。
18.如權(quán)利要求1的方法，其中，提供基質(zhì)(110)包括提供包括至少一種涂層的基質(zhì)(110)。
19.如權(quán)利要求1的方法，其中，提供所述等離子沉積靶(108)包括提供用鑄造和粉末冶金工藝中的至少一種生產(chǎn)的靶(108)。
20.如權(quán)利要求1的方法，其中，將所述保護(hù)性涂層沉積在所述基質(zhì)(110)上，還包括對(duì)所述基質(zhì)(110)施加負(fù)偏壓。
21.如權(quán)利要求20的方法，其中，施加所述負(fù)偏壓包括施加大約-10伏至大約-1000伏的偏壓。
22.如權(quán)利要求21的方法，其中，施加所述負(fù)偏壓包括施加大約-50伏至大約-250伏的偏壓。
23.如權(quán)利要求1的方法，其中，將所述保護(hù)性涂層沉積在所述基質(zhì)(110)上，還包括研磨所述基質(zhì)(110)。
24.如權(quán)利要求1的方法，其中，沉積所述保護(hù)性涂層包括沉積厚度為大約5-大約250微米的保護(hù)性涂層。
25.如權(quán)利要求24的方法，其中，沉積所述保護(hù)性涂層包括沉積厚度為大約25-大約75微米的保護(hù)性涂層。
26.如權(quán)利要求1的方法，還包括用一個(gè)隔熱涂層對(duì)所述保護(hù)性層進(jìn)行涂覆。
27.如權(quán)利要求26的方法，其中，用一個(gè)隔熱層涂敷所述保護(hù)性層包括用含有釔穩(wěn)定化的鋯的隔熱涂層涂敷所述保護(hù)性層。
28.如權(quán)利要求1的方法，其中，沉積所述保護(hù)性涂層包括形成含有至少80％體積的單一相的保護(hù)性涂層。
29.如權(quán)利要求28的方法，其中，沉積所述保護(hù)性涂層包括形成含有至少80％體積的B2-結(jié)構(gòu)鋁化物中間金屬相的保護(hù)性涂層。
30.如權(quán)利要求1的方法，其中，沉積所述保護(hù)性涂層包括形成含有至少兩種相的保護(hù)性涂層。
31.如權(quán)利要求30的方法，其中，沉積所述保護(hù)性涂層包括形成包括B2-結(jié)構(gòu)鋁化物中間相和鋁化鉑(PtAl2)的保護(hù)性涂層。
32.一種保護(hù)制品免受高溫、氧化環(huán)境損害的方法，該方法包括提供一種含有鎳基超級(jí)合金的基質(zhì)(110)；提供一種等離子沉積靶(108)，所述靶(108)包括大約2原子％-大約25原子％的鉻，可達(dá)4原子％的選自鋯、鉿、鉭、硅、釔、鈦、鑭、鈰及其組合的材料，可達(dá)大約0.2原子％的選自碳、硼及其組合的材料，和其余為鋁；通過(guò)等離子沉積方法用所述靶(108)在所述基質(zhì)(110)上沉積一個(gè)保護(hù)性涂層，其中，在沉積所述保護(hù)性涂層期間，對(duì)所述基質(zhì)(110)施加負(fù)偏壓；在沉積所述保護(hù)性涂層之后，對(duì)所述基質(zhì)(110)進(jìn)行熱處理；其中，在所述熱處理之后，所述保護(hù)性涂層包括B2-結(jié)構(gòu)鋁化物中間金屬相。
33.如權(quán)利要求32的方法，還包括用含有鉑、鈀、鎳和鈷中的至少一種的金屬層涂敷所述基質(zhì)(110)；和在用所述金屬層涂敷所述基質(zhì)(110)之后，對(duì)所述基質(zhì)(110)進(jìn)行熱處理。
34.一種合金，包括大約2原子％-大約25原子％的鉻；可達(dá)4原子％的選自鋯、鉿、鉭、硅、釔、鈦、鑭、鈰及其組合的材料，可達(dá)大約0.2原子％的選自碳、硼及其組合的材料；和其余為鋁；
35.如權(quán)利要求34的合金，所述合金包括大約9原子％的鉻；大約1原子％的鋯；和其余為鋁。
36.如權(quán)利要求34的合金，其中，所述合金包括大約9原子％的鉻；大約1原子％的鋯；大約2原子％的鉭；和其余為鋁。
37.如權(quán)利要求34的合金，其中，所述合金包括大約9原子％的鉻；大約1.5原子％的鉿；大約1.5原子％的硅；和其余為鋁。
38.一種用于等離子沉積方法的靶(108)，所述靶(108)包括一種合金，該合金包括大約2原子％-大約25原子％的鉻，可達(dá)4原子％的選自鋯、鉿、鉭、硅、釔、鈦、鑭、鈰及其組合的材料，可達(dá)大約0.2原子％的選自碳、硼及其組合的材料，和其余為鋁。
39.一種用于高溫、氧化環(huán)境的制品，包括一種基質(zhì)(110)；和沉積在所述基質(zhì)上的涂層，所述基質(zhì)包括大約2原子％-大約25原子％的鉻，可達(dá)4原子％的選自鋯、鉿、鉭、硅、釔、鈦、鑭、鈰及其組合的材料，可達(dá)大約0.2原子％的選自碳、硼及其組合的材料，和其余為鋁。
全文摘要
提供了一種保護(hù)制品免受高溫、氧化環(huán)境損害的方法，同時(shí)提供了適用于該方法的合金組合物和等離子沉積靶(108)，以及用于這種環(huán)境的制品。該方法包括提供一種基質(zhì)(110)，提供一種等離子沉積靶(108)，并且通過(guò)等離子沉積方法，用靶(108)將保護(hù)性涂層沉積在基質(zhì)(110)上。靶(108)包括大約2－大約25原子％的鉻，其余為鋁。
文檔編號(hào)C23C14/34GK1500905SQ0315222
公開(kāi)日2004年6月2日 申請(qǐng)日期2003年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月31日
發(fā)明者D·M·利普金, J·-C·趙, D M 利普金, ふ 申請(qǐng)人:通用電氣公司