Многослойные функционально-градиентные термобарьерные покрытия, сформированные методами детонационного напыления и искрового плазменного спекания.

В проекте объектом исследований являются многослойные функционально-градиентные термобарьерные покрытия (ТБП), которые используют для тепловой защиты деталей машин и оборудования, подвергающихся воздействию высоких температур. Задачей развития систем ТБП, состоящих из слоев жаростойкого сплава и теплозащитной керамики, является повышение стойкости к окислению и циклическим тепловыми нагрузкам при сохранении или улучшении теплозащитных свойств. Перспективным направлением для решения данной проблемы является формирование функционально-градиентных слоев (ФГС) с контролируемой микроструктурой в составе системы ТБП. ФГС снижают перепады коэффициентов теплового расширения между слоями. Микроструктура и пористость покрытия влияют на его теплопроводность и прочностные характеристики. Еще одним потенциальным способом повышения износостойкости ТБП может быть использование агентов, активирующих механизмы самозалечивания микротрещин.Для получения новых систем ТБП с ФГС с заданной микроструктурой, состоящих из сплава типа MeCrAlY и керамики на основе диоксида циркония (ZrO2), будет использован метод детонационного напыления (ДН), развитие которого перспективно для данных целей. ДН будет осуществляться на уникальном комплексе CCDS2000, разработанном в ИГиЛ СО РАН, позволяющем наносить покрытия из широкого спектра порошкового материала, в том числе и тугоплавкую оксидную керамику. Для промежуточной термообработки слоев ТБП, а также получения аналогичных модельных систем ТБП, будет применен метод искрового плазменного спекания (ИПС) на установке Labox 1575. Метод заключается в спекании под давлением слоев из порошка и подложки в вакууме с нагревом при пропускании импульсного электрического тока через образец. Будут исследованы теплофизические свойства, окислительная стойкость и микроструктура разработанных покрытий, проведен их сравнительный анализ.