СПОСОБ ВЫПОЛНЕНИЯ ТЕПЛОВОГО БАРЬЕРА В МНОГОСЛОЙНОЙ СИСТЕМЕ ЗАЩИТЫ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ДЕТАЛИ И ДЕТАЛЬ, СНАБЖЕННАЯ ТАКОЙ ЗАЩИТНОЙ СИСТЕМОЙ

1. Способ выполнения теплового барьера (23) в многослойной защитной системе (24) металлической детали из суперсплава, характеризующийся тем, что содержит этапы, на которых проводят термообработку путем искрового спекания защитных материалов (24) в наложенных слоях на металлической детали (22) в камере машины SPS (1), причем эти слои содержат, на основе (22) из суперсплава, по меньшей мере два огнеупорных керамических слоя на основе циркония (2a, 2b), с первым керамическим слоем (2a), называемым внутренним, химически и термически совместимым с основой (22), и последним керамическим слоем (2b), называемым наружным, расположенным поверх других слоев, причем этот наружный слой (2b) имеет свойства физико-химической стойкости к загрязняющим соединениям типа CMAS и/или имеет более высокую термостойкость, чем внутренний слой (2a).
2. Способ выполнения теплового барьера по п.1, в котором внутренний слой (2a) имеет существенно более высокий коэффициент теплового расширения, чем последний керамический слой (2b).
3. Способ выполнения теплового барьера по п.1, в котором свойства физико-химической стойкости наружного слоя (2b) относятся к спеканию, коррозии, эрозии и/или к аэродинамическим качествам, причем эти свойства достигаются выбором керамик, касающимся, соответственно, коэффициента теплопроводности, пористости, жесткости и/или шероховатости, подходящих и улучшенных термообработкой на аппарате SPS таким образом, чтобы наружный слой (2b) имел по сравнению с внутренним слоем (2a) по меньшей мере одно из свойств, выбранных из: более низкое тепловое расширение, более высокая твердость, более низкий коэффициент теплопроводности, существенно более высокая температура спекания, более низкая открытая пористость и/или более низкая шероховатость.
4. Способ выполнения теплового барьера по п.1, в котором совокупность металлических листов, образующих нижний металлический слой (21), расположена между основой (22) из суперсплава и керамическими слоями (2a, 2b).
T
P
5. Способ выполнения теплового барьера по п.1, в котором камера (11) снабжена средствами приложения давления и приложения электрического напряжения (16a, 16b), а также электрическими контактами (12a, 14a; 12b, 14b) для протекания пульсирующего тока в камеру (11), и в котором, на одном этапе выполнения, приложение давления и одновременное прохождение пульсирующего тока осуществляют согласно циклу искрового спекания (D, D), регулируемому по температуре, давлению и продолжительности, с участком выдерживания при постоянной температуре (P2), лежащем в интервале от 1000 до 1600°C, предпочтительно от 1100 до 1400°C, и участком выдерживания при постоянном давлении (P3), лежащем в интервале от 15 до 150 МПа, предпочтительно от 10 до 100 МПа, чтобы тепловой барьер (23) имел градиенты состава (G2), пористости (G1) и функции, с одной стороны, скрепления с нижним металлическим слоем (21), а с другой стороны, защиты и/или сглаживания наружного слоя.
6. Металлическая деталь из суперсплава, снабженная защитной системой, содержащей тепловой барьер, выполненная способом по любому из предыдущих пунктов, характеризующаяся тем, что она содержит основу (22), состоящую из суперсплава на основе никеля, нижний металлический слой (21), содержащий фазы бета-(Ni,Pt)Al и/или альфа-NiPtAl, обогащенные платиной, оксидный слой TGO (25), образованный термическим выращиванием при выполнении детали искровым спеканием, и тепловой барьер (23), образованный упомянутым способом из по меньшей мере двух керамических слоев на основе циркония (2a, 2b), химически и термомеханически совместимых, и имеющий наружную поверхность (2e), причем первый керамический слой (2a), называемый внутренним, расположен ближе всего к нижнему металлическому слою (21) и химически и термически совместим с этим нижним слоем (21), а последний наружный керамический слой (2b) расположен ближе всего к наружной поверхности (2e) барьера (23), причем этот последний слой (2b) выполнен с возможностью иметь свойства более высокой физико-химической и/или термической стойкости, чем у внутреннего слоя (2a).
7. Металлическая деталь по п.6, в которой внутренняя керамика (2a) имеет более высокий коэффициент теплового расширения, чем наружная керамика (2b), и наружная керамика (2b) имеет существенно более низкий коэффициент теплопроводности, чем внутренняя керамика (2a), и существенно более высокую температуру естественного спекания и/или предельную рабочую температуру, чем у внутреннего слоя (2a).
8. Металлическая деталь по п.6, в которой тепловой барьер (23) имеет градиент состава и пористости (3) от нижнего металлического слоя (21) до наружной поверхности (2e), и функции, с одной стороны, скрепления с нижним металлическим слоем (21), а с другой стороны, защиты и/или сглаживания наружной поверхности (2e).
2
2
7
9. Металлическая деталь по п.8, в которой керамики (2a, 2b) выбраны из соединений YSZ (оксид циркония, частично стабилизированный оксидом иттрия), соединений GYSZ (YSZ, легированные оксидом гадолиния), соединений LZ (цирконат лантана, LaZrO) и соединений LZC (цирконаты лантана, частично замещенного церием).
10. Металлическая деталь по п.9, в которой внутренняя/наружная керамики (2a, 2b) предпочтительно выбраны из пар: xYSZ/LZ с массовой долей x оксида иттрия, больше или равной 7 мас.%, xYSZ/LZC и xYSZ/GYSZ, в частности, с x = 7 и x = 8 масс.%.
y
(1-y)
11. Металлическая деталь по п.9, в которой соединения LZC представляют собой LZC с y = 70%, где y и 1-y означают дополняющее процентные содержания циркония и церия в цирконате, частично замещенном церием, и легированные соединения YSZ представляют собой tGvYSZ, где массовая процентная доля t оксида гадолиния равна 2%, а массовая процентная доля v соединения YSZ равна 8 мас.%.