[发明专利]保护不含铪的镍基单晶超合金部件免受腐蚀和氧化的方法

权利要求书

1.一种保护不含铪的镍基单晶超合金部件(1)免受腐蚀和氧化的方法，其特征在于，所述方法至少包括以下步骤：

制造不含铪的镍基单晶超合金部件(1)；

在所述部件(1)上沉积包含铪的第一层(2)，然后同时或交替沉积包含至少10原子％铝的合金的底涂层和包含铪的第二层以形成混合层(3)，且最后沉积包含铪的第三层(4)；

使所述包含铪的第一层(2)扩散，以在所述不含铪的镍基单晶超合金部件(1)的上部形成第一相互扩散区(21)，并使所述包括铪的第三层(4)扩散，以在所述混合层(3)的表面上形成第二相互扩散区(41)；

在扩散处理之后，对所述第二相互扩散区(41)进行氧化处理，以在所述第二相互扩散区(41)的表面上获得掺杂铪的氧化铝层(42)。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括在进行所述扩散处理之前，首先沉积各个层和底涂层。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括至少以下步骤：

制造不含铪的镍基单晶超合金部件(1)，

在所述部件(1)上沉积包含铪的第一层(2)，

使所述包含铪的第一层(2)扩散，以在所述不含铪的镍基单晶超合金部件(1)的表面上形成第一相互扩散区(21)，

在所述第一相互扩散区(21)上同时或交替地沉积包含至少10原子％铝的合金的底涂层和包含铪的第二层以形成混合层(3)，

在所述混合层(3)上沉积包含铪的第三层(4)

使所述包含铪的第三层(4)扩散，以在所述混合层(3)的表面上形成第二相互扩散区(41)，

对所述第二相互扩散区(41)进行氧化处理，以在所述第二相互扩散区(41)的表面上获得掺杂铪的氧化铝层(42)。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括在所述掺杂铪的氧化铝层(42)上沉积绝热层(5)的步骤。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，至少一个所述沉积步骤通过物理气相沉积来进行。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，至少一个所述沉积步骤通过阴极溅射来进行。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述沉积在100℃至900℃的温度、0.1Pa至1Pa的压力、2W/cm²至15W/cm²的功率密度和-500V至-150V的阴极化、-200V至500V的离子轰击下，通过阴极溅射持续10分钟至30分钟来进行。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述扩散处理在真空下或在氩气和5体积％氦气的混合物存在下通过热处理来进行，该热处理包括升高温度直至达到800℃至1200℃的温度的步骤，保持该温度1小时至4小时的步骤，以及降低温度直至达到室温的冷却步骤。

9.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，对所述第二相互扩散区(41)进行的氧化处理在氧气分压或氩气分压下通过热处理来进行，该热处理包括升高温度直至达到900℃至1200℃的温度的步骤，保持该温度不到1小时的步骤，以及进行冷却直到达到室温的步骤。

10.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述包含铪的第一层(2)具有50nm至800nm的厚度。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述包含铪的第一层(2)具有50nm至300nm的厚度。

12.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述包含至少10原子％铝的合金的底涂层选自NiAlCrSi、NiAlCrSiPt、NiCoAlCrSiPt、NiAl、NiPtAl或MCrAlY，其中M为钴、镍或钴-镍。