Физико-химические процессы формирования функционально-градиентных материалов теплозащитных покрытий для деталей ГТД методом искрового плазменного спекания

В проекте предложены инновационные решения в технологии получения и составе теплозащитных покрытий из функционально градиентных материалов для производств аэрокосмического кластера Пермского края. Предлагается эффективный одностадийный метод получения ТЗП с внешним керамическим слоем нового состава с пониженной теплопроводностью по сравнению с составом (6-8)YSZ (диоксид циркония, стабилизированный иттрием), отсутствием фазовых переходов, низкой спекаемостью, эрозионной стойкостью, стойкостью к повреждениям от посторонних предметов или устойчивостью к кальций-магний-алюмосиликатному (CMAS) воздействию при температурах выше 1200 град.С.Задачами исследования являются: - определение закономерностей (диффузионные процессы¸ фазовые и химические превращения) при формировании ФГМ с внешним керамическим слоем YSZ и/или цирконатов редкоземельных элементов методом искрового плазменного спекания (ИПС); - получение экспериментальных образцов по разработанной технологии; - исследование физико-механических характеристик экспериментальных образцов ФГМ; - определение взаимосвязи “технологические параметры – структура – свойства”; - разработка рекомендаций для использования результатов исследования при решении прикладных задач в регионе.В качестве перспективных материалов для керамического слоя ТЗП рассматриваются керамики на основе цирконатов РЗМ типа Me2Zr2O7 (где Ме – Gd, Nd, Sm, La, Ce), имеющие теплопроводность 1–1,5 Вт/(м•К), несклонные к спеканию при рабочих температурах до 1300–1400 град.СВ рамках проекта будут: исследованы процессы формирования функционально градиентного материала теплозащитного покрытия с внешним керамическим слоем и металлической связкой на никелевом суперсплаве при искровом плазменном спекании как альтернативном распылению способе консолидации покрытий; установлены взаимосвязи «структура-свойства» ФГП материалов для ТЗП; получены градиентные материалы ТЗП с низкой теплопроводностью на основе YSZ и цирконатов редкоземельных элементов одношаговым методом искрового плазменного спекания.