ОБРАБОТКА ПОВЕРХНОСТИ АМОРФНЫХ ПОКРЫТИЙ

1. Элемент конструкции, содержащий исходную подложку, диффузионный слой, расположенный на исходной подложке и имеющий первую поверхность, контактирующую с исходной подложкой, и вторую поверхность, противоположную первой поверхности, причем диффузионный слой имеет отрицательный профиль градиента твердости, увеличивающейся от второй поверхности к первой поверхности, и образован путем обработки слоя аморфного металла, нанесенного на исходную подложку, достаточным количеством энергии для, по меньшей мере, части слоя аморфного покрытия и, по меньшей мере, части исходной подложки для их сплавления вместе с образованием диффузионного слоя.
2. Элемент конструкции по п.1, в котором диффузионный слой образован любой из следующих обработок:
обработкой слоя аморфного металла достаточным количеством энергии для, по меньшей мере, части исходной подложки для диффузии и проникновения в слой аморфного металла; или
обработкой слоя аморфного металла достаточным количеством энергии для, по меньшей мере, части слоя аморфного металла для диффузии и проникновения в исходную подложку; или
обработкой слоя аморфного металла достаточным количеством энергии для обеспечения взаимной диффузии, по меньшей мере, части слоя аморфного металла для диффузии и проникновения в исходную подложку и, по меньшей мере, части исходной подложки для диффузии и проникновения в слой аморфного металла, образуя диффузионный слой; или
обработкой слоя аморфного металла достаточным количеством энергии для переплава, по меньшей мере, части слоя аморфного металла для образования диффузионного слоя; или
обработкой слоя аморфного металла достаточным количеством энергии для переплава, по существу, всего слоя аморфного металла для образования диффузионного слоя; или
обработкой слоя аморфного металла достаточным количеством энергии для образования диффузионного слоя, имеющего толщину, составляющую, по меньшей мере, 2% средней толщины слоя аморфного металла до обработки; или
обработкой слоя аморфного металла достаточным количеством энергии для образования диффузионного слоя, имеющего толщину, составляющую, по меньшей мере, 20% средней толщины слоя аморфного металла до обработки.
3. Элемент конструкции по любому из пп.1 или 2, в котором слой аморфного металла осажден на исходную подложку нанесением, по меньшей мере, одного из сплава на основе никеля, сплава на основе железа и их комбинаций на металлическую подложку, образуя при охлаждении слой аморфного металла.
4. Элемент конструкции по любому из пп.1 или 2, в котором перед осаждением слоя аморфного металла на подложку подложка очищена, по меньшей мере, одним из ультразвуковой очистки, поверхностной обработки труб, дробеструйной очистки, пескоструйной очистки, декапирования, травления и их комбинаций.
5. Элемент конструкции по любому из пп.1 или 2, в котором аморфный слой содержит множество различных слоев аморфных сплавов, каждый из которых нанесен путем совместного осаждения или послойно.
2
6. Элемент конструкции по любому из пп.1 или 2, который имеет твердость поверхности, составляющую, по меньшей мере, 4 ГПа, и прочность адгезионной связи между диффузионным слоем и исходной подложкой, составляющую, по меньшей мере, 351,535 кг/см.
7. Элемент конструкции по п.1 или 2, дополнительно содержащий слой керамического покрытия, расположенный на слое аморфного металла.
8. Элемент конструкции, содержащий исходную подложку, слой аморфного металла, диффузионный слой, расположенный между исходной подложкой и слоем аморфного металла и имеющий среднюю толщину, составляющую, по меньшей мере, 2% средней толщины слоя аморфного металла, и отрицательный профиль градиента твердости, уменьшающейся от первой поверхности, контактирующей со слоем аморфного металла, ко второй поверхности, контактирующей с исходной подложкой, при этом диффузионный слой образован обработкой слоя аморфного металла достаточным количеством энергии для, по меньшей мере, части исходной подложки для проникновения и диффузии в слой аморфного металла.
9. Элемент конструкции по п.8, дополнительно содержащий слой керамического покрытия, расположенный на слое аморфного металла.
10. Элемент конструкции, содержащий исходную подложку, слой аморфного металла, диффузионный слой, расположенный между исходной подложкой и слоем аморфного металла и имеющий среднюю толщину, составляющую, по меньшей мере, 2% средней толщины слоя аморфного металла, и отрицательный профиль градиента твердости, уменьшающейся от первой поверхности, контактирующей со слоем аморфного металла, ко второй поверхности, контактирующей с исходной подложкой, причем диффузионный слой образован обработкой слоя аморфного металла достаточным количеством энергии для, по меньшей мере, части слоя аморфного металла для проникновения и диффузии в исходную подложку.
11. Элемент конструкции по п.10, дополнительно содержащий слой керамического покрытия, расположенный на слое аморфного металла.
12. Способ обработки поверхности элемента конструкции, содержащий следующие стадии:
создание исходной подложки;
образование слоя аморфного металла на исходной подложке;
подвод достаточного количества энергии к слою аморфного металла для образования диффузионного слоя, имеющего отрицательный профиль градиента твердости, увеличивающейся от первой поверхности, контактирующей с исходной подложкой, ко второй поверхности, противоположной первой поверхности и удаленной от исходной подложки.
13. Способ по п.12, в котором подвод достаточного количества энергии к слою аморфного металла содержит, по меньшей мере, одно из следующего:
подвод достаточного количества энергии к, по меньшей мере, части слоя аморфного металла и, по меньшей мере, части исходной подложки для их сплавления вместе, образуя диффузионный слой; или
подвод достаточного количества энергии к, по меньшей мере, части исходной подложки для диффузии и проникновения в слой аморфного металла, образуя диффузионный слой; или
подвод достаточного количества энергии к, по меньшей мере, части слоя аморфного металла для диффузии и проникновения в исходную подложку, образуя диффузионный слой; или
подвод достаточного количества энергии для обеспечения взаимной диффузии исходной подложки и слоя аморфного металла с диффузией и проникновением, по меньшей мере, части слоя аморфного металла в исходную подложку и с диффузией и проникновением, по меньшей мере, части исходной подложки в слой аморфного металла, образуя диффузионный слой; или
подвод достаточного количества энергии для переплава, по меньшей мере, части слоя аморфного металла для диффузии и проникновения в исходную подложку, образуя диффузионный слой; или
подвод достаточного количества энергии для переплава, по существу, всего слоя аморфного металла для образования диффузионного слоя; или
подвод достаточного количества энергии к слою аморфного металла для образования диффузионного слоя, имеющего толщину, составляющую, по меньшей мере, 2% толщины слоя аморфного металла; или
подвод достаточного количества энергии к слою аморфного металла для образования диффузионного слоя, имеющего толщину, составляющую менее 2% толщины слоя аморфного металла.
4
14. Способ по п.12 или 13, в котором образование слоя аморфного металла содержит нанесение расплавленного металлического сплава на исходную подложку и охлаждение сплава для образования слоя аморфного металла на исходной подложке при скорости охлаждения, составляющей, по меньшей мере, 10 K/с.
15. Способ по п.12 или 13, в котором образование слоя аморфного металла содержит нанесение, по меньшей мере, металлического сплава в виде суспензии или порошка на исходную подложку, нагрев металлического сплава до достаточной температуры для связывания металлического сплава с исходной подложкой и охлаждение сплава для образования слоя аморфного металла на исходной подложке.
16. Способ по п.12 или 13, в котором образование слоя аморфного металла содержит образование слоя аморфного металла, содержащего множество различных слоев аморфного металла, причем каждый слой образован нанесением, нагревом и охлаждением различных металлических сплавов последовательно.
17. Способ по п.12 или 13, в котором образование слоя аморфного металла содержит образование слоя аморфного металла, содержащего множество различных слоев аморфного металла, по меньшей мере, один из которых образован одновременным нанесением, по меньшей мере, двух различных сплавов.
18. Способ по п.12 или 13, в котором образование слоя аморфного металла на исходной подложке содержит напыление покрытия металлического сплава на исходную подложку одним из газопламенного напыления, холодного напыления, плазменного напыления, напыления электродной дугой, напыления детонационной пушкой, высокоскоростного газопламенного напыления, лазерного плакирования, дуговой плавки, ионной имплантации, ионного осаждения, ионного испарения, покрытия импульсной плазмой, покрытия не импульсной плазмой и их комбинаций и охлаждение сплава для образования слоя аморфного металла.
19. Способ по п.12 или 13, в котором образование слоя аморфного металла содержит образование множества различных слоев аморфного металла, каждый из которых образован напылением покрытия и охлаждением различных расплавленных сплавов последовательно.
20. Способ по п.12 или 13, в котором образование слоя аморфного металла содержит образование множества различных слоев аморфного металла, по меньшей мере, один из которых образован напылением покрытия, по меньшей мере, двух различных металлических сплавов одновременно.
21. Способ по п.12 или 13, который дополнительно содержит нанесение, по меньшей мере, слоя керамического покрытия на исходную подложку перед образованием слоя аморфного металла на исходной подложке.
22. Способ по п.12 или 13, в котором подвод достаточного количества энергии содержит подвод энергии от любого из лазерного переплава, индукционного нагрева, электронно-лучевого переплава, источника плазмы или их комбинаций.
23. Способ обработки поверхности элемента конструкции, содержащий следующие стадии:
создание исходной подложки, содержащей металл;
нанесение, по меньшей мере, слоя аморфного металла на исходную подложку;
нанесение, по меньшей мере, слоя керамического покрытия на слой аморфного металла;
подвод достаточного количества энергии к слою керамического покрытия для обеспечения диффузии, по меньшей мере, части слоя аморфного металла в исходную подложку для образования диффузионного слоя, имеющего отрицательный профиль градиента твердости, увеличивающейся от первой поверхности диффузионного слоя, контактирующей с исходной подложкой, ко второй поверхности, противоположной первой поверхности.
24. Способ обработки поверхности элемента конструкции, содержащий следующие стадии:
создание исходной подложки, содержащей металл;
нанесение, по меньшей мере, слоя аморфного металла на исходную подложку путем термического напыления покрытия;
подвод достаточного количества энергии к слою аморфного металлического сплава для размягчения и диффузии, по меньшей мере, части слоя аморфного металла в, по меньшей мере, часть исходной подложки для образования диффузионного слоя, имеющего отрицательный профиль градиента твердости, увеличивающейся от первой поверхности, контактирующей с исходной подложкой, ко второй поверхности, противоположной первой поверхности и удаленной от исходной подложки.