Формирование многокомпонентных многослойных жаростойких покрытий на лопатки гтд с помощью ионного магнетрона

Формирование многокомпонентных многослойных жаростойких покрытий на лопатки гтд с помощью ионного магнетрона

Приведены результаты исследования установки [1] о возможности получения многослойных многокомпонентных покрытий с регулируемым процентным соотношением компонентов. Анализ полученных покрытий показал, что предложенный метод позволяет формировать многослойные многокомпонентные покрытия с управляемой...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:
Bibliographische Detailangaben
Veröffentlicht in:Физическая инженерия поверхности
Datum:2003
Hauptverfasser: Колесник, В.В., Белан, Н.В., Иващенко, С.С., Колесник, В.П., Слюсарь, Д.В., Жеманюк, П.Д., Прокопенко, А.Н.
Format: Artikel
Sprache:Russian
Veröffentlicht: Науковий фізико-технологічний центр МОН та НАН України 2003
Online Zugang:https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/98450
Tags: Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:Формирование многокомпонентных многослойных жаростойких покрытий на лопатки гтд с помощью ионного магнетрона / В.В. Колесник, Н.В. Белан, С.С. Иващенко, В.П. Колесник, Д.В. Слюсарь, П.Д. Жеманюк, А.Н. Прокопенко // Физическая инженерия поверхности. — 2003. — Т. 1, № 3-4. — С. 316–318. — Бібліогр.: 1 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-98450
record_format dspace
spelling Колесник, В.В.
Белан, Н.В.
Иващенко, С.С.
Колесник, В.П.
Слюсарь, Д.В.
Жеманюк, П.Д.
Прокопенко, А.Н.
2016-04-14T17:30:17Z
2016-04-14T17:30:17Z
2003
Формирование многокомпонентных многослойных жаростойких покрытий на лопатки гтд с помощью ионного магнетрона / В.В. Колесник, Н.В. Белан, С.С. Иващенко, В.П. Колесник, Д.В. Слюсарь, П.Д. Жеманюк, А.Н. Прокопенко // Физическая инженерия поверхности. — 2003. — Т. 1, № 3-4. — С. 316–318. — Бібліогр.: 1 назв. — рос.
1999-8074
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/98450
621.793.74
Приведены результаты исследования установки [1] о возможности получения многослойных многокомпонентных покрытий с регулируемым процентным соотношением компонентов. Анализ полученных покрытий показал, что предложенный метод позволяет формировать многослойные многокомпонентные покрытия с управляемой стехиометрией в процессе его формирования.
Наведені результати дослідження установки [1] про можливості отримання багатошарових багатокомпонентних покриттів з регульованим відсотком компонентів. Аналіз отриманих покриттів показав, що запропонований метод дозволяє формувати багатошарові багатокомпонентні покриття з керованою стехіометрією в процесі його формування.
The results of research into an opportunity of obtaining multilayered multicomponent coatings with an adjustable percentage of components are presented. The analysis of the coatings obtained has shown that the shudy method – allows to form multilayered multicomponent coa-tings with controlled stoichiometry during their deposition.
ru
Науковий фізико-технологічний центр МОН та НАН України
Физическая инженерия поверхности
Формирование многокомпонентных многослойных жаростойких покрытий на лопатки гтд с помощью ионного магнетрона
Формування багатокомпонентних багатошарових жаростійких покриттів на лопатки гтд за допомогою іонного магнетрона
Formation of multicomponent multilayer heat-resistant coatings on turbine engine blades by ion magnetron
Article
published earlier
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
title Формирование многокомпонентных многослойных жаростойких покрытий на лопатки гтд с помощью ионного магнетрона
spellingShingle Формирование многокомпонентных многослойных жаростойких покрытий на лопатки гтд с помощью ионного магнетрона
Колесник, В.В.
Белан, Н.В.
Иващенко, С.С.
Колесник, В.П.
Слюсарь, Д.В.
Жеманюк, П.Д.
Прокопенко, А.Н.
title_short Формирование многокомпонентных многослойных жаростойких покрытий на лопатки гтд с помощью ионного магнетрона
title_full Формирование многокомпонентных многослойных жаростойких покрытий на лопатки гтд с помощью ионного магнетрона
title_fullStr Формирование многокомпонентных многослойных жаростойких покрытий на лопатки гтд с помощью ионного магнетрона
title_full_unstemmed Формирование многокомпонентных многослойных жаростойких покрытий на лопатки гтд с помощью ионного магнетрона
title_sort формирование многокомпонентных многослойных жаростойких покрытий на лопатки гтд с помощью ионного магнетрона
author Колесник, В.В.
Белан, Н.В.
Иващенко, С.С.
Колесник, В.П.
Слюсарь, Д.В.
Жеманюк, П.Д.
Прокопенко, А.Н.
author_facet Колесник, В.В.
Белан, Н.В.
Иващенко, С.С.
Колесник, В.П.
Слюсарь, Д.В.
Жеманюк, П.Д.
Прокопенко, А.Н.
publishDate 2003
language Russian
container_title Физическая инженерия поверхности
publisher Науковий фізико-технологічний центр МОН та НАН України
format Article
title_alt Формування багатокомпонентних багатошарових жаростійких покриттів на лопатки гтд за допомогою іонного магнетрона
Formation of multicomponent multilayer heat-resistant coatings on turbine engine blades by ion magnetron
description Приведены результаты исследования установки [1] о возможности получения многослойных многокомпонентных покрытий с регулируемым процентным соотношением компонентов. Анализ полученных покрытий показал, что предложенный метод позволяет формировать многослойные многокомпонентные покрытия с управляемой стехиометрией в процессе его формирования. Наведені результати дослідження установки [1] про можливості отримання багатошарових багатокомпонентних покриттів з регульованим відсотком компонентів. Аналіз отриманих покриттів показав, що запропонований метод дозволяє формувати багатошарові багатокомпонентні покриття з керованою стехіометрією в процесі його формування. The results of research into an opportunity of obtaining multilayered multicomponent coatings with an adjustable percentage of components are presented. The analysis of the coatings obtained has shown that the shudy method – allows to form multilayered multicomponent coa-tings with controlled stoichiometry during their deposition.
issn 1999-8074
url https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/98450
citation_txt Формирование многокомпонентных многослойных жаростойких покрытий на лопатки гтд с помощью ионного магнетрона / В.В. Колесник, Н.В. Белан, С.С. Иващенко, В.П. Колесник, Д.В. Слюсарь, П.Д. Жеманюк, А.Н. Прокопенко // Физическая инженерия поверхности. — 2003. — Т. 1, № 3-4. — С. 316–318. — Бібліогр.: 1 назв. — рос.
work_keys_str_mv AT kolesnikvv formirovaniemnogokomponentnyhmnogosloinyhžarostoikihpokrytiinalopatkigtdspomoŝʹûionnogomagnetrona
AT belannv formirovaniemnogokomponentnyhmnogosloinyhžarostoikihpokrytiinalopatkigtdspomoŝʹûionnogomagnetrona
AT ivaŝenkoss formirovaniemnogokomponentnyhmnogosloinyhžarostoikihpokrytiinalopatkigtdspomoŝʹûionnogomagnetrona
AT kolesnikvp formirovaniemnogokomponentnyhmnogosloinyhžarostoikihpokrytiinalopatkigtdspomoŝʹûionnogomagnetrona
AT slûsarʹdv formirovaniemnogokomponentnyhmnogosloinyhžarostoikihpokrytiinalopatkigtdspomoŝʹûionnogomagnetrona
AT žemanûkpd formirovaniemnogokomponentnyhmnogosloinyhžarostoikihpokrytiinalopatkigtdspomoŝʹûionnogomagnetrona
AT prokopenkoan formirovaniemnogokomponentnyhmnogosloinyhžarostoikihpokrytiinalopatkigtdspomoŝʹûionnogomagnetrona
AT kolesnikvv formuvannâbagatokomponentnihbagatošarovihžarostíikihpokrittívnalopatkigtdzadopomogoûíonnogomagnetrona
AT belannv formuvannâbagatokomponentnihbagatošarovihžarostíikihpokrittívnalopatkigtdzadopomogoûíonnogomagnetrona
AT ivaŝenkoss formuvannâbagatokomponentnihbagatošarovihžarostíikihpokrittívnalopatkigtdzadopomogoûíonnogomagnetrona
AT kolesnikvp formuvannâbagatokomponentnihbagatošarovihžarostíikihpokrittívnalopatkigtdzadopomogoûíonnogomagnetrona
AT slûsarʹdv formuvannâbagatokomponentnihbagatošarovihžarostíikihpokrittívnalopatkigtdzadopomogoûíonnogomagnetrona
AT žemanûkpd formuvannâbagatokomponentnihbagatošarovihžarostíikihpokrittívnalopatkigtdzadopomogoûíonnogomagnetrona
AT prokopenkoan formuvannâbagatokomponentnihbagatošarovihžarostíikihpokrittívnalopatkigtdzadopomogoûíonnogomagnetrona
AT kolesnikvv formationofmulticomponentmultilayerheatresistantcoatingsonturbineenginebladesbyionmagnetron
AT belannv formationofmulticomponentmultilayerheatresistantcoatingsonturbineenginebladesbyionmagnetron
AT ivaŝenkoss formationofmulticomponentmultilayerheatresistantcoatingsonturbineenginebladesbyionmagnetron
AT kolesnikvp formationofmulticomponentmultilayerheatresistantcoatingsonturbineenginebladesbyionmagnetron
AT slûsarʹdv formationofmulticomponentmultilayerheatresistantcoatingsonturbineenginebladesbyionmagnetron
AT žemanûkpd formationofmulticomponentmultilayerheatresistantcoatingsonturbineenginebladesbyionmagnetron
AT prokopenkoan formationofmulticomponentmultilayerheatresistantcoatingsonturbineenginebladesbyionmagnetron
first_indexed 2025-11-27T05:37:50Z
last_indexed 2025-11-27T05:37:50Z
_version_ 1850799357618552832
fulltext ФІП ФИП PSE т. 1, № 3 – 4, vol. 1, No. 3 – 4316 ВВЕДЕНИЕ Непрерывно возрастающие требования к качест- ву выпускаемых механизмов связаны с необхо- димостью повышения их точности, надежности, производительности, коэффициента полезного действия, которые определяются эксплуатацион- ными свойствами их деталей и узлов (износостой- костью, усталостной прочностью, контактной жесткостью, коррозионной и эрозионной стойкоc- тью и т.д.). Важнейшей задачей научно-техни- ческого прогресса является изыскание новых ма- териалов и методов их обработки с целью исполь- зования их в современном машиностроении. Одним из актуальных вопросов является воп- рос разрушения деталей, работающих в тяжелых внешних условиях (повышенные температуры, вибрация, эрозия, коррозия и т.д.), и поиск путей увеличения стойкости применяемых материалов. Особенно остро стоят эти вопросы в современ- ном авиадвигателестроении, где используются весьма дорогостоящие материалы для изготовле- ния деталей газотурбинных двигателей, прежде- временный износ которых приводит к ощутимым материальным затратам. Анализ существующих методов обработки и защиты рабочих лопаток газотурбинных двигате- лей показал, что наиболее перспективным явля- ется метод нанесения защитных покрытий с по- мощью ионно-плазменной технологии. В настоя- щее время одной из важнейших задач вакуумных технологий является получение многокомпо- нентных покрытий. Однако при формировании конденсатов на основе многокомпонентных мате- риалов возникает задача получения покрытий заданного состава. ОБОРУДОВАНИЕ И ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ МНОГОСЛОЙНЫХ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ ЖАРОСТОЙКИХ ПОКРЫТИЙ Для формирования исследуемых покрытий ис- пользовалась установка [1], которая представ- ляет собой вакуумный отсек, в котором располо- жены основные узлы генерации плазмы. Осо- бенностью этой установки является то, что соз- дание осесимметричного магнитного поля обес- печивается совмещением элементов вакуумной камеры с элементами магнитной системы. Полю- сами магнитной системы являются торцевые фланцы, изготовленные из магнитопроводящей стали. Обеспечение требуемой формы магнит- ного поля достигается магнитопроводящими ци- линдрами, расположенными соосно с торцевыми фланцами и выступающими внутрь вакуумного отсека. Цилиндрические водоохлаждаемые мишени располагались симметрично относительно оси системы и имели потенциал катода. В качестве распыляемого материала использовалась группа катодов-мишеней, изготовленных из сплава Co – (18 ÷ 20) %Cr – (5 ÷ 7) %Al – (0,3 ÷ 0,4) %Y, а также мишени, изготовленные из алюминия и никеля. Электрическая схема подключения поз- воляла менять запирающий потенциал на като- дах-мишенях в ходе проведения эксперимента. Формирование покрытия осуществлялось на полированные подложки, изготовленные из меди. Материал подложки был выбран отличным от компонентов, составляющих сплав, для облегче- ния проведения рентгенофлюоресцентного и рентгеноспектрального микроанализа получен- ных покрытий. Распыление проводилось при давлении рабо- чего газа P~2 Па и подводимой к разряду мощ- УДК 621.793.74 ФОРМИРОВАНИЕ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ МНОГОСЛОЙНЫХ ЖАРОСТОЙКИХ ПОКРЫТИЙ НА ЛОПАТКИ ГТД С ПОМОЩЬЮ ИОННОГО МАГНЕТРОНА В.В. Колесник, Н.В. Белан, С.С. Иващенко, В.П. Колесник, Д.В. Слюсарь, П.Д. Жеманюк*, А.Н. Прокопенко* Национальный аэрокосмический университет им. Н.Е.Жуковского “Харьковский авиационный институт” *ОАО “Мотор Сич”, (Запорожье) Украина Поступила в редакцию 15.12.2003 Приведены результаты исследования установки [1] о возможности получения многослойных много- компонентных покрытий с регулируемым процентным соотношением компонентов. Анализ полученных покрытий показал, что предложенный метод позволяет формировать многослойные многокомпонентные покрытия с управляемой стехиометрией в процессе его формирования. ФІП ФИП PSE т. 1, № 3 – 4, vol. 1, No. 3 – 4 317 ности 2,2 кВт, при этом на подложкодержатель подавался положительный постоянный потенциал Uп. Величина Uп подбиралась экспериментально так, чтобы обеспечить максимальную скорость осаждения. Перед осаждением покрытия под- ложки подвергались ионной чистке. Формирование многослойного покрытия было осуществлено в следующей последовательности: – первоначально распылялся жаропрочный сплав CoCrAlY. На мишени из алюминия и никеля подан запирающий потенциал; – второй слой покрытия формировался рас- пылением всех мишеней, расположенных в вакуумной камере. Все катоды-мишени имеют одинаковый потенциал; – третий слой формировался распылением мишеней, изготовленных из алюминия и никеля. На катоды, изготовленные из сплава CoCrAlY, подан запирающий потенциал; – наружный слой покрытия формировался распылением алюминиевой мишени. Мишени из никеля и сплава находятся под запирающим потенциалом. Исследования проводились на электронном растровом микроскопе JSMT – 300 с приставкой для рентгеноспектрального микроанализа (РСМА) “Phoenix” фирмы EDAX, США. Хими- ческий состав поверхности покрытия определяли рентгенофлюоресцентным методом на приборе EX – 6500 фирмы BAIR, США. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ МНОГОСЛОЙНЫХ МНОГОКОМ- ПОНЕНТНЫХ ПОКРЫТИЙ По результатам рентгенофлюоресцентного ана- лиза (табл. 1) видно, что набор распыленных хи- мических элементов присутствует в сформиро- ванном покрытии. Также было выявлено наличие в сформированном покрытии незначительного процентного содержания материала подложки. По мере роста покрытия процентное содержание материала подложки резко уменьшалось. Наличие посторонних примесей в покрытии вызвано конструктивными особенностями ваку- умного отсека. Так, например, полюса магнитной системы изготовлены из магнитопроводящей стали, экраны, закрывающие изоляторы – из ти- тана. Как видно из представленных результатов (см. табл. 1), незначительному распылению под- вергаются и элементы конструкции вакуумной камеры. Так как целью работы являлось опре- деление возможности получения многокомпо- нентных покрытий с заданным процентным со- отношением компонентов, то наличием примесей в покрытии, в данном случае, можно пренебречь. Однако для получения многокомпонентных по- крытий без примесей необходимо изготавливать конструкционные элементы вакуумного отсека из материалов, составляющих покрытие. Толщина сформированного покрытия ~ 59,00 мкм (рис. 1). Четкой границы между слоями нет, что можно объяснить следующим образом. В процессе распыления какой-либо группы ка- тодов-мишеней на остальные мишени, находя- щиеся под запирающим потенциалом, осажда- ется часть распыляемого материала. При перек- лючении запирающего потенциала происходит, в начальный момент времени, распыление матери- ала, осажденного на эту группу катодов-мишеней, а затем распыление самих мишеней. Таким об- разом, формируется переходная зона между слоями. Отмеченный эффект “перепыления” мишеней является благоприятным фактором для форми- рования многослойных покрытий. Однако иссле- дуемая система позволяет получать многослой- ное покрытие с четкими границами между слоя- ми. Для этого необходимо подобрать запирающий потенциал таким образом, чтобы на “запертых” мишенях не осаждался распыляемый материал. Распределение химических элементов, полу- ченное с помощью рентгеноспектрального микро- анализа в режиме картирования, в пределах слоя равномерное (см. рис. 2) и свидетельствует о том, что сформировано многослойное покрытие. Процентное содержание кобальта и хрома по тол- Рис. 1. Толщина многослойного многокомпонентного по- крытия. Травление образца химическое в реактиве Марбля. Увеличение: ×640. Таблица 1 Результаты рентгенофлюоресцентного анализа № образца Al Cr Fe Co Ni Cu Ti Y 5 70,5 2,8 10,9 1,2 8,0 0,8 5,9 0,06 В.В. КОЛЕСНИК, Н.В. БЕЛАН, С.С. ИВАЩЕНКО, В.П. КОЛЕСНИК, Д.В. СЛЮСАРЬ, П.Д. ЖЕМАНЮК, А.Н. ПРОКОПЕНКО ФІП ФИП PSE т. 1, № 3 – 4, vol. 1, No. 3 – 4318 щине покрытия заметно уменьшается, процент- ное содержание алюминия – увеличивается, а процентное содержание никеля сначала увеличи- вается, а затем снижается, что согласуется с ожидаемыми результатами. Таким образом, с по- мощью запирающего потенциала можно получать многослойные покрытия с регулируемым по толщине процентным соотношением химических элементов. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Анализ полученных покрытий позволил ус- тановить, что: – покрытие плотное, грубой несплошности между покрытием и подложкой не обнаружено; – исследуемая система позволяет получать многослойные многокомпонентные покрытия. Полученные результаты показали преиму- щества применения исследуемой системы для Рис. 2. Распределение химических элементов в режиме картирования. ФОРМУВАННЯ БАГАТОКОМПОНЕНТНИХ БАГАТОШАРОВИХ ЖАРОСТІЙКИХ ПОКРИТТІВ НА ЛОПАТКИ ГТД ЗА ДОПОМОГОЮ ІОННОГО МАГНЕТРОНА В.В. Колесник, М.В. Бєлан, С.С. Іващенко, В.П. Колесник, Д.В. Слюсар, П.Д. Жеманюк, О.М. Прокопенко Наведені результати дослідження установки [1] про можливості отримання багатошарових багатокомпо- нентних покриттів з регульованим відсотком ком- понентів. Аналіз отриманих покриттів показав, що за- пропонований метод дозволяє формувати багатоша- рові багатокомпонентні покриття з керованою стехіо- метрією в процесі його формування. нанесения многослойных многокомпонентных покрытий перед применяемыми в производстве системами. Так как в отличие от уже существу- ющих систем, где для получения многокомпо- нентных покрытий необходимо использовать катод из того же материала, предлагаемая сис- тема позволяет формировать покрытия любого стехиометрического состава путем совместного распыления катодов-мишеней, изготовленных из компонентов, составляющих покрытие. Поэтому данная система может быть рекомендована к применению в машиностроении. ЛИТЕРАТУРА 1. Колесник В.В., Падалка В.Г., Лунев И.В. Исследо- вание процессов генерирования ионных потоков в ионном магнетроне//Авиационно-космическая техника и технология: Сб. науч. трудов. Харьков: Гос. аэрокосмический ун-т “ХАИ”. – 1999. – Вып. 12.– С. 58-61. CuK 20µm ФОРМИРОВАНИЕ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ МНОГОСЛОЙНЫХ ЖАРОСТОЙКИХ ПОКРЫТИЙ НА ЛОПАТКИ ГТД С ПОМОЩЬЮ... FORMATION OF MULTICOMPONENT MULTILAYER HEAT-RESISTANT COATINGS ON TURBINE BLADES WITH ION MAGNETRON V.V. Kolesnik, N.V. Belan, S.S. Ivaschenko, V.P. Kolesnik, D.V. Slyusar, P.D. Zhemanyuk, A.N. Prokopenko The results of research into an opportunity of obtaining multilayered multicomponent coatings with an adjustable percentage of components are presented. The analysis of the coatings obtained has shown that the shudy method – allows to form multilayered multicomponent coa-tings with controlled stoichiometry during their deposition.

Ähnliche Einträge