RU95337U1

RU95337U1 - REINFORCED HEAT PROTECTIVE COATING

Info

Publication number: RU95337U1
Application number: RU2009144238/22U
Authority: RU
Inventors: Анатолий Михайлович Смыслов; Марина Константиновна Смыслова; Аскар Джамилевич Мингажев; Игорь Геннадиевич Петухов; Андрей Александрович Быбин; Виктор Викторович Седов; Антон Владимирович Новиков; Константин Сергеевич Селиванов; Сергей Петрович Павлинич
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Производственное предприятие Турбинаспецсервис"
Priority date: 2009-11-30
Filing date: 2009-11-30
Publication date: 2010-06-27

Abstract

1. Армированное теплозащитное покрытие преимущественно для деталей турбин газотурбинных двигателей и энергетических установок, содержащее подслой, нанесенный на поверхность основного материала детали, и сформированный на подслое армированный керамический слой, отличающееся тем, что армированный керамический слой сформирован поэтапно в следующей последовательности: нанесен дискретный слой керамического материала в виде островковых участков на поверхности подслоя, оставляя открытыми от 4 до 98% от общей поверхности подслоя; на керамический дискретный слой и открытые участки подслоя нанесен, по крайней мере, один дискретный металлический слой в виде полос или сетки площадью от 4 до 98% от общей поверхности формируемого покрытия и толщиной от 0,8 до 5 мкм; нанесен внешний сплошной керамический слой. ! 2. Армированное теплозащитное покрытие по п.1, отличающееся тем, что перед нанесением подслоя проведена ионно-плазменная подготовка и ионно-имплантационная обработка поверхности лопатки ионами Nb, Pt, Yb, Y, La, Hf, Cr, Si, Ag, Pd или их сочетанием. ! 3. Армированное теплозащитное покрытие по п.2, отличающееся тем, что в качестве материала подслоя использован жаростойкий сплав. ! 4. Армированное теплозащитное покрытие по п.3, отличающееся тем, что в качестве жаростойкого сплава использован сплав состава: Cr - от 18 до 34%; Al - от 3 до 16%; Y - от 0,2 до 0,7%; Ni - остальное, или состава: Cr - от 18 до 34%; Al - от 3 до 16%; Y - от 0,2 до 0,7%; Со - от 16 до 30%; Ni - остальное. ! 5. Армированное теплозащитное покрытие по п.3, отличающееся тем, что в качестве жаростойкого сплава использован сплав состава: Si - от 4,0 до 12,0%; Y - от 1,0 до 2,0%; Al - остальное. ! 6. Армированное теплозащитное покр 1. Reinforced heat-protective coating mainly for parts of turbines of gas turbine engines and power plants, containing a sublayer deposited on the surface of the main material of the part and a reinforced ceramic layer formed on the sublayer, characterized in that the reinforced ceramic layer is formed in stages in the following sequence: a discrete layer of ceramic material in the form of island sections on the surface of the sublayer, leaving open from 4 to 98% of the total surface of the sublayer; at least one discrete metal layer in the form of stripes or mesh with an area of 4 to 98% of the total surface of the formed coating and a thickness of 0.8 to 5 μm is deposited on the ceramic discrete layer and exposed areas of the sublayer; an external continuous ceramic layer is applied. ! 2. The reinforced heat-shielding coating according to claim 1, characterized in that before applying the sublayer, ion-plasma preparation and ion-implantation treatment of the surface of the blade with Nb, Pt, Yb, Y, La, Hf, Cr, Si, Ag, Pd or their combination. ! 3. Reinforced heat-shielding coating according to claim 2, characterized in that a heat-resistant alloy is used as the material of the sublayer. ! 4. Reinforced heat-shielding coating according to claim 3, characterized in that an alloy of the composition: Cr — from 18 to 34% is used as a heat-resistant alloy; Al - from 3 to 16%; Y - from 0.2 to 0.7%; Ni - the rest, or composition: Cr - from 18 to 34%; Al - from 3 to 16%; Y - from 0.2 to 0.7%; Co - from 16 to 30%; Ni is the rest. ! 5. Reinforced heat-shielding coating according to claim 3, characterized in that an alloy of the composition: Si — from 4.0 to 12.0% is used as a heat-resistant alloy; Y - from 1.0 to 2.0%; Al is the rest. ! 6. Reinforced heat-shielding cover

Description

Полезная модель относится к области машиностроения, а именно к лопаткам энергетических и транспортных турбин, и, в особенности, газовых турбин авиадвигателей с теплозащитными покрытиями.The utility model relates to the field of mechanical engineering, namely to the blades of energy and transport turbines, and, in particular, gas turbines of aircraft engines with heat-protective coatings.

Газотурбинные установки и двигатели находят все более широкое применение в современной технике: двигатели самолетов и вертолетов, судовые газотурбинные двигатели, энергетические ГТУ и газоперекачивающие агрегаты. К основным деталям, определяющим надежность, экономичность и ресурс их работы, являются рабочие лопатки турбины. Турбинные лопатки работают в достаточно жестких условиях: высокие температуры, агрессивные среды (кислород, сера, окислы ванадия и другие элементы), значительные знакопеременные механические нагрузки и резкие теплосмены. Существующие тенденции совершенствования турбомашин приводят к еще большему к ужесточению указанных условий эксплуатации и к повышению стоимости деталей. Все это требует применения на лопатках турбин более эффективных защитных покрытий.Gas turbine installations and engines are finding wider application in modern technology: aircraft and helicopter engines, marine gas turbine engines, gas turbine engines and gas pumping units. The main parts that determine the reliability, efficiency and resource of their work are the turbine blades. Turbine blades operate in rather harsh conditions: high temperatures, aggressive environments (oxygen, sulfur, vanadium oxides and other elements), significant alternating mechanical loads and sudden heat changes. Existing trends in the improvement of turbomachines lead to even greater tightening of these operating conditions and to an increase in the cost of parts. All this requires the use of more effective protective coatings on the blades of turbines.

Одним из путей повышения температуры в турбине при сохранении ресурса лопаток является применение теплозащитных покрытий (ТЗП). Керамические ТЗП, при их достаточной толщине, могут ощутимо снизить теплоприток к основному материалу охлаждаемой лопатки и обеспечить ее работоспособность в условиях высоких температур.One of the ways to increase the temperature in the turbine while maintaining the resource of the blades is the use of heat-protective coatings (TZP). Ceramic TZP, with their sufficient thickness, can significantly reduce heat gain to the main material of the cooled blade and ensure its performance at high temperatures.

Наиболее перспективным материалом для формирования теплозащитного слоя ТЗП является керамика на основе диоксида циркония, стабилизированного оксидом иттрия (ZrO₂·Y₂O₃). Для обеспечения адгезии керамического слоя и защиты основного материала детали от окисления, ТЗП имеет жаростойкий подслой.The most promising material for the formation of a heat-protective layer of thermal protection layer is ceramic based on zirconia stabilized with yttrium oxide (ZrO ₂ · Y ₂ O ₃ ). To ensure the adhesion of the ceramic layer and protect the main material of the part from oxidation, TZP has a heat-resistant sublayer.

Известно с теплозащитное покрытие для лопатки турбины [Патент РФ №2325467, МПК С23С 4/10. Способ получения создающего термический барьер покрытия. / Я.Вигрен, М.Ханссон. / Вольво аэро корп. /. 2008.] содержащее связующий подслой, нанесенный на предварительно обработанную поверхность лопатки, нанесенный на него жаростойкий слой системы MeCrAlY и внешний теплозащитный керамический слой на основе диоксида циркония, стабилизированного оксидом иттрия.It is known with a heat-insulating coating for a turbine blade [RF Patent No. 2323267, IPC С23С 4/10. A method of obtaining a thermal barrier coating. / J. Wigren, M. Hansson. / Volvo Aero Bldg. /. 2008.] containing a binder sublayer deposited on a pre-processed surface of the blade, a heat-resistant layer of the MeCrAlY system applied to it and an external heat-protective ceramic layer based on yttrium-stabilized zirconia.

Известно также теплозащитное покрытие для деталей газовых турбин (Патент США №4,904,542 "Многослойное коррозионно-стойкое покрытие"), содержащее многослойное газотермическое покрытие состоящего из чередующихся керамических и металлических слоев. Так же известно многослойное высокотемпературное покрытие, состоящее из керамических слоев, разделенных металлическими слоями. Данное покрытие имеет ряд существенных недостатков. Входящие в его состав керамика образована путем плазменного напыления, что существенно снижает его термическую усталость и долговечность. Материал металлических слоев выбирается исходя из характеристик его стойкости к эрозии. Это ведет к тому что при наличии перепадов температуры как по толщине, так и по его поверхности в материале металлического слоя возникнут термические напряжения, которые будут переданы керамике, имеющей низкую прочность на растяжение.A thermal barrier coating for gas turbine parts is also known (US Patent No. 4,904,542, "Corrosion Resistant Coating"), comprising a multilayer gas-thermal coating consisting of alternating ceramic and metal layers. A multilayer high-temperature coating is also known, consisting of ceramic layers separated by metal layers. This coating has a number of significant disadvantages. The ceramics included in its composition are formed by plasma spraying, which significantly reduces its thermal fatigue and durability. The material of the metal layers is selected based on the characteristics of its resistance to erosion. This leads to the fact that in the presence of temperature differences both in thickness and on its surface, thermal stresses will arise in the material of the metal layer, which will be transferred to ceramics having low tensile strength.

Известно также теплозащитного покрытие, преимущественно для рабочих лопаток турбин газотурбинных двигателей и энергетических установок, включающее, сформированный на подготовленной поверхности лопатки подслой, полученный путем нанесения жаростойкого слоя и переходного слоя и нанесенный на переходный слой внешний керамический слой на основе ZrO₂ стабилизированный Y₂O₃ (патент РФ №2078148).A heat-protective coating is also known, mainly for working blades of turbines of gas turbine engines and power plants, including a sublayer formed on the prepared surface of the blade obtained by applying a heat-resistant layer and a transition layer and an external ceramic layer based on ZrO ₂ stabilized with Y ₂ O ₃ applied to the transition layer (RF patent No. 2078148).

Известеное теплозащитное покрытие содержит слой жаростойкого покрытия из сплава на никелевой основе, нанесенный методом вакуумно-плазменной технологии, второй слой из сплава на основе алюминия, легированного никелем 13-16% и иттрием 1,5-1,8%, подвергнутые вакуумному отжигу, третий, керамический слой из диоксида циркония стабилизированного 7-9 мас.%, оксида иттрия (ZrO₂·7% Y₂O₃) и подвергнутый последующему дополнительному вакуумному диффузионному и окислительному отжигу.The known heat-resistant coating contains a layer of a heat-resistant coating of a nickel-based alloy deposited by the vacuum-plasma technology, a second layer of an aluminum-based alloy doped with nickel 13-16% and yttrium 1.5-1.8%, subjected to vacuum annealing, the third , a ceramic layer of stabilized zirconia 7-9 wt.%, yttrium oxide (ZrO ₂ · 7% Y ₂ O ₃ ) and subjected to subsequent additional vacuum diffusion and oxidative annealing.

Наиболее близким по технической сущности является армированное теплозащитное покрытие, преимущественно для деталей турбин газотурбинных двигателей и энергетических установок, содержащее подслой, нанесенный на поверхность основного материала детали и сформированный на подслое армированный керамический слой. (А.Хасуй. Техника напыления. М.машиностроение 1975. Патент США №6610420 // МПК В32В 015/04; F03B 003/12 // Thermal Barrier coating system of a turbine engine component / 2003).The closest in technical essence is a reinforced heat-insulating coating, mainly for parts of turbines of gas turbine engines and power plants, containing a sublayer deposited on the surface of the main material of the part and formed on a sublayer of a reinforced ceramic layer. (A. Khasuy. Spraying technique. M. Engineering 1975. US Patent No. 6610420 // MPK B32B 015/04; F03B 003/12 // Thermal Barrier coating system of a turbine engine component / 2003).

Основным недостатком прототипа является низкая жаростойкость подслоя и недостаточно высокие эксплуатационные свойства керамического слоя, сложность получения армирующей составляющей в керамическом слое и как следствие этого - высокая трудоемкость процесса формирования покрытия, а также недостаточная выносливость и циклическая прочность деталей с покрытием, т.е. параметры, которые необходимо обеспечивать при эксплуатации рабочих лопаток турбин газотурбинных двигателей и установок.The main disadvantage of the prototype is the low heat resistance of the sublayer and the insufficiently high performance properties of the ceramic layer, the difficulty of obtaining a reinforcing component in the ceramic layer and, as a result, the high complexity of the coating formation process, as well as insufficient endurance and cyclic strength of coated parts, i.e. parameters that must be ensured during the operation of the working blades of turbines of gas turbine engines and installations.

Техническим результатом заявляемого технического решения является повышение эксплуатационных свойств теплозащитного покрытия, снижение трудоемкости, при одновременном повышении выносливости и циклической прочности деталей с защитными покрытиями.The technical result of the claimed technical solution is to increase the operational properties of the heat-shielding coating, reducing the complexity, while increasing the endurance and cyclic strength of parts with protective coatings.

Технический результат достигается тем, что армированное теплозащитное покрытие, преимущественно для деталей турбин газотурбинных двигателей и энергетических установок, содержащее подслой, нанесенный на поверхность основного материала детали и сформированный на подслое армированный керамический слой, в отличие от прототипа, армированный керамический слой сформирован поэтапно, в следующей последовательности:The technical result is achieved by the fact that the reinforced heat-insulating coating, mainly for parts of turbines of gas turbine engines and power plants, containing a sublayer deposited on the surface of the main material of the part and formed on the sublayer of the reinforced ceramic layer, in contrast to the prototype, the reinforced ceramic layer is formed in stages, in the following sequences:

- нанесен дискретный слой керамического материала в виде островковых участков на поверхности подслоя, оставляя открытыми от 4% до 98% от общей поверхности подслоя;- a discrete layer of ceramic material is applied in the form of island sections on the surface of the sublayer, leaving 4% to 98% of the total surface of the sublayer open;

- на керамический дискретный слой и открытые участки подслоя нанесен, по крайней мере, один дискретный металлический слой в виде полос или сетки площадью от 4% до 98% от общей поверхности формируемого покрытия и толщиной от 0,8 мкм до 5 мкм;- at least one discrete metal layer in the form of stripes or mesh with an area of 4% to 98% of the total surface of the formed coating and a thickness of 0.8 μm to 5 μm is deposited on the ceramic discrete layer and exposed areas of the sublayer;

- нанесен внешний сплошной керамический слой.- applied an external continuous ceramic layer.

Технический результат достигается тем, что в армированном теплозащитном покрытии перед нанесением подслоя проведена ионно-плазменная подготовка и ионно-имплантационная обработка поверхности лопатки ионами Nb, Pt, Yb, Y, La, Hf, Cr, Si, Ag, Pd или их сочетанием.The technical result is achieved by the fact that in the reinforced heat-resistant coating before applying the sublayer, ion-plasma preparation and ion-implantation treatment of the surface of the blade with Nb, Pt, Yb, Y, La, Hf, Cr, Si, Ag, Pd ions, or a combination thereof was carried out.

Технический результат достигается тем, что в армированном теплозащитном покрытии в качестве материала подслоя использован жаростойкий сплав, а в качестве жаростойкого сплава использован один из сплавов состава: Cr - от 18% до 34%; Аl - от 3% до 16%; Y - от 0,2% до 0,7%; Ni - остальное, или состава: Cr - от 18% до 34%; Аl - от 3% до 16%; Y - от 0,2% до 0,7%; Со - от 16% до 30%; Ni - остальное, или Si - от 4,0% до 12,0%; Y - от 1,0 до 2,0%; Аl - остальное.The technical result is achieved by the fact that in the reinforced heat-resistant coating, a heat-resistant alloy is used as the sublayer material, and one of the alloys of the composition is used as the heat-resistant alloy: Cr - from 18% to 34%; Al - from 3% to 16%; Y - from 0.2% to 0.7%; Ni - the rest, or composition: Cr - from 18% to 34%; Al - from 3% to 16%; Y - from 0.2% to 0.7%; Co - from 16% to 30%; Ni - the rest, or Si - from 4.0% to 12.0%; Y - from 1.0 to 2.0%; Al is the rest.

Технический результат достигается тем, что в армированном теплозащитном покрытии жаростойкий слой нанесен при чередовании с периодической имплантацией ионами Nb, Pt, Yb, Y, La, Hf, Cr, Si, Ag, Pd или их сочетанием, обеспечивающей, при имплантации образование микро- или нано-слоя разделяющего, жаростойкий слой на микро-слои, а перед нанесением подслоя на поверхность лопатки дополнительно нанесены слои из Nb, Pt, Cr или их сочетания толщиной от 0,1 мкм до 2,0 мкм, а толщина жаростойкого слоя составляет от 5 мкм до 60 мкм при количестве микрослоев в жаростойком слое от 3 до 1000.The technical result is achieved in that in a reinforced heat-resistant coating, a heat-resistant layer is deposited during alternation with periodic implantation with Nb, Pt, Yb, Y, La, Hf, Cr, Si, Ag, Pd ions, or a combination thereof, which ensures micro- or the nano-layer separating the heat-resistant layer on the micro-layers, and before applying the sublayer, additional layers of Nb, Pt, Cr or a combination of them are applied on the surface of the blade from 0.1 μm to 2.0 μm, and the thickness of the heat-resistant layer is from 5 microns to 60 microns with the number of microlayers in the heat-resistant layer from 3 to 1000.

Технический результат достигается также тем, что в армированном теплозащитном покрытии при формировании подслоя, перед нанесением дискретного слоя керамического материала, дополнительно нанесен переходный слой в виде слоев из Nb, Pt, Hf, Cr, Si, Ag, Pd либо в виде сочетания слоев из Nb, Pt, Hf, Cr, Si, Ag, Pd либо в виде сплавов из Nb, Pt, Hf, Cr, Si, Ag, Pd причем толщина переходного слоя составляет от 1 мкм до 10 мкм, а в качестве материала дискретного слоя керамического материала и внешнего керамического слоя использован ZrO₂-Y₂O₃ в соотношении Y₂O₃ - 5…9% вес, ZrO₂ - остальное, причем толщина армированного керамического слоя составляет от 20 мкм до 350 мкм, а в качестве материала дискретного металлического слоя использован один из металлов Nb, Pt, Hf, Cr, либо их сочетание, либо сплав состава: Cr - от 18% до 34%; Аl - от 3% до 16%; Y - от 0,2% до 0,7%; Ni - остальное, или состава: Cr - от 18% до 34%; Аl - от 3% до 16%; Y - от 0,2% до 0,7%; Со - от 16% до 30%; Ni - остальное, либо их сочетание.The technical result is also achieved by the fact that in the reinforced heat-insulating coating when forming a sublayer, before applying a discrete layer of ceramic material, an additional transition layer is applied in the form of layers of Nb, Pt, Hf, Cr, Si, Ag, Pd or as a combination of layers of Nb , Pt, Hf, Cr, Si, Ag, Pd or in the form of alloys of Nb, Pt, Hf, Cr, Si, Ag, Pd, and the thickness of the transition layer is from 1 μm to 10 μm, and as a material of a discrete layer of ceramic material and the outer ceramic layer used ZrO ₂ -Y ₂ O ₃ in the ratio of Y ₂ O ₃ - 5 ... 9% weight, ZrO ₂ - the rest e, moreover, the thickness of the reinforced ceramic layer is from 20 μm to 350 μm, and one of the metals Nb, Pt, Hf, Cr is used as the material of the discrete metal layer, or their combination or alloy composition: Cr - from 18% to 34% ; Al - from 3% to 16%; Y - from 0.2% to 0.7%; Ni - the rest, or composition: Cr - from 18% to 34%; Al - from 3% to 16%; Y - from 0.2% to 0.7%; Co - from 16% to 30%; Ni - the rest, or a combination thereof.

Технический результат достигается также тем, что в армированном теплозащитном покрытии нанесение слоев армированного теплозащитного покрытия осуществлено газо-термическим и/или вакуумными ионно-плазменными методами и/или магнетронными методами и/или электроннолучевым испарением и конденсацией в вакууме, а после нанесения покрытия проведен его диффузионный отжиг.The technical result is also achieved by the fact that in the reinforced heat-shielding coating, the layers of the reinforced heat-shielding coating are applied by gas-thermal and / or vacuum ion-plasma methods and / or magnetron methods and / or electron beam evaporation and condensation in vacuum, and after the coating is applied, its diffusion annealing.

Технический результат достигается также тем, что в армированном теплозащитном покрытии ионная имплантация проведена при энергии ионов от 0,2 кэВ до 30 кэВ и дозе имплантации ионов от 10¹⁰ до 5·10²⁰ ион/см², а перед ионно-имплантационной обработкой поверхности лопатки проведена упрочняющая обработка микро-шариками, а в качестве ионно-плазменной подготовки поверхности применена ионная очистка.The technical result is also achieved by the fact that in the reinforced heat-shielding coating, ion implantation was carried out at an ion energy of 0.2 keV to 30 keV and an ion implantation dose of 10 ¹⁰ to 5 · 10 ²⁰ ion / cm ² , and before ion implant treatment of the surface of the scapula hardening treatment with micro balls was carried out, and ion cleaning was used as an ion-plasma surface preparation.

Для оценки стойкости лопаток газовых турбин, с предлагаемыми теплозащитными покрытиями, были проведены следующие испытания. Режимы и условия нанесения покрытий на образцы из никелевых и кобальтовых сплавов (ЦНК-7, ЦНК-21, FSX-414, ЖС-6, ЖС-6У, ЭИ-893, U-5000) приведены в таблице 1.To assess the durability of gas turbine blades, with the proposed heat-resistant coatings, the following tests were carried out. Modes and conditions for coating samples of nickel and cobalt alloys (TsNK-7, TsNK-21, FSX-414, ZhS-6, ZhS-6U, EI-893, U-5000) are shown in Table 1.

Табл.1Table 1 № Группы образцовSample Group No. Ионы, имплантируемые в основуBase implantable ions Ионы, имплантируемые в покрытиеIons implanted in the coating ПодслойSublayer Дискретный металлический слойDiscrete metal layer Дополнительный слой на поверхности лопаткиExtra layer on the surface of the scapula Дополнительный слой на внутреннем слоеAdditional layer on the inner layer 1one 22 33 4four 55 66 77 (Прот)(Prot) -- -- Со - 20%Co - 20% Металл.Metal. -- -- Cr - 30%Cr - 30% сетка изmesh of Al - 13%Al - 13% СплаваAlloy Y - 0,6%Y - 0.6% NiCrAlYNiCrAlY Ni- ост.Ni- ost. 1one NbNb Y+PtY + Pt Cr - 18%Cr - 18% Nb, толщ.Nb, thickness Nb,Nb Nb, толщ.Nb, thickness 22 YbYb Y+CrY + Cr Al - 5%Al - 5% 1 мкм1 μm толщ.thickness 0,1 мкм0.1 μm 33 Yb+NbYb + nb Y+CrY + Cr Y - 0,2%Y - 0.2% 0,1 мкм0.1 μm Pt, толщ.Pt, thickness 4four PtPt NbNb Ni - ост.Ni - stop 0,1 мкм0.1 μm 55 YY NbNb Cr - 30%,Cr - 30% Nb+Pt,Nb + Pt Nb+Pt,Nb + Pt Nb, толщ.Nb, thickness 66 Y+PtY + Pt YbYb Al - 13%,Al - 13% толщ. 2,0thickness 2.0 толщ.thickness 2,0 мкм2.0 μm Y - 0,65%,Y 0.65% мкм.microns. 0,5 мкм0.5 μm 77 Y+CrY + Cr YbYb Ni -ост.Ni-ost. Nb,Nb Cr, толщ.Cr, thickness 88 Y+CrY + Cr PtPt толщ.thickness 0,1 мкм0.1 μm 2,0 мкм2.0 μm

99 Hf+NbHf + nb YY Cr - 22% Cr - 22% Nb+Cr, толщ. 2,0Nb + Cr, thickness 2.0 Pt, толщ. 0,1 мкмPt, thickness 0.1 μm Pt+Cr, толщ. 2,0 мкмPt + Cr, thickness 2.0 μm 1010 La+Nb+YLa + Nb + Y Cr+SiCr + Si Al - 11%,Al - 11% Y - 0,5%,Y - 0.5% мкмμm 11eleven Yb+NbYb + nb Yb+NbYb + nb Ni - ост.Ni - stop Cr, толщ. 0,1 мкмCr, thickness 0.1 μm Nb+Cr, толщ. 2,0 мкмNb + Cr, thickness 2.0 μm 1212 Si+CrSi + Cr Hf+NbHf + nb 1313 YY YY Cr - 24% Cr - 24% Cr - 22% Al- 11%,Cr - 22% Al - 11%, Pt+Cr, толщ.Pt + Cr, thickness Pt, толщ. 2,0 мкмPt, thickness 2.0 μm 14fourteen PtPt NbNb Al - 8%,Al - 8% Y - 0,4%Y - 0.4% Y - 0,5%, Ni - ост.Y - 0.5%, Ni - ost. 2,0 мкм2.0 μm 15fifteen Cr+SiCr + Si PtPt Ni - ост.Ni - stop Pt, толщ. 2,0 мкмPt, thickness 2.0 μm Nb+Pt, толщ. 0,5 мкмNb + Pt, thickness 0.5 μm 1616 NbNb Cr+SiCr + Si 1717 LaLa HfHf Cr - 26% Cr - 26% Cr, толщ. 2,0 мкм.Cr, thickness 2.0 microns. Cr, толщ.Cr, thickness Pt, толщ. 0,1 мкмPt, thickness 0.1 μm 18eighteen LaLa LaLa Al - 10%,Al - 10% Y - 0,3%, Y - 0.3% 2,0 мкм2.0 μm 1919 Yb+NbYb + nb YbYb Ni - ост.Ni - stop Nb+Cr, толщ. 2,0 мкмNb + Cr, thickness 2.0 μm Cr, толщ. 2,0 мкмCr, thickness 2.0 μm 20twenty YbYb YbYb 2121 AgAg HfHf Cr - 26% Cr - 26% Cr, толщ. 2,0 мкм.Cr, thickness 2.0 microns. Ag, толщ.Ag, thickness Pd, толщ. 0,1 мкмPd, thickness 0.1 μm 2222 PdPd AgAg Al - 10%,Al - 10% Y - 0,3%, Y - 0.3% 2,0 мкм2.0 μm 2323 Yb+PdYb + pd YbYb Ni - ост.Ni - stop Ag+Pd, толщ. 2,0 мкмAg + Pd, thickness 2.0 μm Cr, толщ. 2,0 мкмCr, thickness 2.0 μm 2424 YbYb AgAg

Дискретный слой керамического материала в виде наносился в виде островковых участков на поверхности подслоя, оставляя открытыми от 4% до 98% от общей поверхности подслоя. При этом, для охвата всего диапазона указанных площадей использовались экраны с изменением площади экранирования по протяженности от 0% до 100%. Это позволило сформировать и исследовать армированное керамическое покрытие в диапазоне площадей островковых керамических участков от 0% (полное экранирование при нанесении керамики) до 100% нанесение керамики сплошным слоем. Подобным же образом на керамический дискретный слой и открытые участки подслоя наносили дискретный металлический слой в виде полос и сетки, охватывая диапазон от 0% до 100%. При этом, для получения полос армирующей фазы покрытия использовали экран с протяженными прорезями, а для получения сетки наносили дважды через экран с прорезями, разворачивая его относительно предыдущего его положения для пересечения с предыдущими полосами. Испытания на термоциклирование, имитирующее условие эксплуатации ГТД показало, что наиболее оптимальной конструкцией покрытия является покрытие, сформированное при площади островковых участков дискретного керамического слоя от 2% до 96 (или от 4% до 98% открытых, междуостровковых участков) от общей поверхности формируемого покрытия, с дискретным металлическим слоем в виде полос или сетки площадью от 4% до 98% от общей поверхности формируемого покрытия и толщиной от 0,8 мкм до 5 мкм. В качестве дискретного слоя керамического материала и внешнего керамического слоя используют ZrO₂-Y₂O₃ в соотношении Y₂О₃ - 5…9% вес, ZrO₂ - остальное. Толщина армированного керамического слоя составляла от 20 мкм до 350 мкм. В качестве материалов дискретного металлического слоя, были исследованы вариации в виде одного из металлов Nb, Pt, Hf, Cr и их сочетания, а также варианты сплавов состава: Сr - от 18% до 34%; Аl - от 3% до 16%; Y - от 0,2% до 0,7%; Ni - остальное, и составов: Cr - от 18% до 34%; Аl - от 3% до 16%; Y - от 0,2% до 0,7%; Со - от 16% до 30%; Ni - остальное, и их сочетания, которые показали на возможность их применения для получения армирующей фазы.A discrete layer of ceramic material in the form was applied in the form of island sections on the surface of the sublayer, leaving 4% to 98% of the total surface of the sublayer open. At the same time, to cover the entire range of these areas, screens were used with a change in the screening area in length from 0% to 100%. This made it possible to form and study a reinforced ceramic coating in the range of island ceramic areas from 0% (full shielding when applying ceramic) to 100% continuous ceramic coating. Similarly, a discrete metal layer was applied to the ceramic discrete layer and exposed areas of the sublayer in the form of strips and a mesh, covering a range from 0% to 100%. Moreover, to obtain bands of the reinforcing phase of the coating, a screen with extended slots was used, and to obtain a grid, it was applied twice through the screen with slots, turning it relative to its previous position to intersect with the previous bands. Thermal cycling tests simulating the condition of GTE operation showed that the most optimal coating design is a coating formed with an island area of a discrete ceramic layer of 2% to 96 (or 4% to 98% of open, inter-island areas) of the total surface of the formed coating, with a discrete metal layer in the form of strips or a mesh with an area of 4% to 98% of the total surface of the formed coating and a thickness of 0.8 μm to 5 μm. As a discrete layer of ceramic material and an external ceramic layer, ZrO ₂ —Y ₂ O _{3 is used} in a ratio of Y ₂ O ₃ - 5 ... 9% by weight, ZrO ₂ - the rest. The thickness of the reinforced ceramic layer ranged from 20 μm to 350 μm. As materials of a discrete metal layer, we studied variations in the form of one of the metals Nb, Pt, Hf, Cr and their combinations, as well as options for alloys of the composition: Cr - from 18% to 34%; Al - from 3% to 16%; Y - from 0.2% to 0.7%; Ni - the rest, and compositions: Cr - from 18% to 34%; Al - from 3% to 16%; Y - from 0.2% to 0.7%; Co - from 16% to 30%; Ni - the rest, and their combinations, which showed the possibility of their use to obtain a reinforcing phase.

Режимы обработки образцов и нанесения покрытия: ионная имплантация (Nb, Pt, Yb, Y, La, Hf, Cr, Si или их сочетанием) при энергии ионов от 0,2 кэВ до 30 кэВ и дозе имплантации ионов от 10¹⁰ до 5·10²⁰ ион/см², (диффузионный отжиг в вакууме при температуре 400°С в течение 1 ч). Материал слоев и схема их чередования - согласно таблицы 1. Толщины слоев составляли: по способу-прототипу внутренний слой - толщиной 40 мкм и 80 мкм, внешний слой - 80 мкм и 40 мкм. При формировании по предлагаемому способу толщина внутреннего жаростойкого слоя составляла от 2 мкм до 10 мкм, а количество микро- или нанослоев в жаростойком слое составлял от 3 до 200; толщина внешнего жаростойкого слоя составляла от 10 мкм до 60 мкм, а количество микро- или нанослоев - от 3 до 1000. В качестве дискретного слоя керамического материала и внешнего керамического слоя использовались ZrO₂-Y₂O₃ в соотношении Y₂O₃ - 5…9% вес, ZrO₂ - остальное. При этом толщина армированного керамического слоя составляла от 20 мкм до 350 мкм.Modes of sample processing and coating: ion implantation (Nb, Pt, Yb, Y, La, Hf, Cr, Si, or a combination thereof) at ion energies from 0.2 keV to 30 keV and ion implantation dose from 10 ¹⁰ to 5 · 10 ²⁰ ion / cm ² (diffusion annealing in vacuum at a temperature of 400 ° C for 1 h). The material of the layers and their alternation scheme are according to table 1. The thickness of the layers was: according to the prototype method, the inner layer was 40 μm and 80 μm thick, the outer layer was 80 μm and 40 μm. When forming according to the proposed method, the thickness of the inner heat-resistant layer was from 2 microns to 10 microns, and the number of micro- or nanolayers in the heat-resistant layer was from 3 to 200; the thickness of the external heat-resistant layer was from 10 μm to 60 μm, and the number of micro- or nanolayers was from 3 to 1000. ZrO ₂ -Y ₂ O ₃ in the ratio of Y ₂ O ₃ - 5 was used as a discrete layer of ceramic material and an external ceramic layer. ... 9% weight, ZrO ₂ - the rest. The thickness of the reinforced ceramic layer ranged from 20 μm to 350 μm.

Проведенные испытания на выносливость и циклическую прочность образцов из никелевых и кобальтовых сплавов ЦНК-7, ЦНК-21, FSX-414, ЖС-6, ЖС-6У,ЭИ-893, U-5000 в условиях высоких температур (при 870-950°С) на воздухе. Результаты испытаний показали следующее: условный предел выносливости (σ_-1) лопаток составляет:The endurance and cyclic strength tests of samples of nickel and cobalt alloys TsNK-7, TsNK-21, FSX-414, ZhS-6, ZhS-6U, EI-893, U-5000 at high temperatures (at 870-950 ° C) in the air. The test results showed the following: the conditional endurance limit (σ _-1 ) of the blades is:

1) по известному способу - никелевые сплавы в среднем 230-250 МПа, кобальтовые - 220-235 МПа;1) by a known method - nickel alloys on average 230-250 MPa, cobalt - 220-235 MPa;

2) по предлагаемому способу никелевые сплавы в среднем 260-290 МПа, кобальтовые - 250-275МПа (таблица 2);2) according to the proposed method, nickel alloys on average 260-290 MPa, cobalt - 250-275 MPa (table 2);

Табл.2Table 2 № групп образцовNo. of groups of samples Никелевые сплавы, МПаNickel alloys, MPa Кобальтовые сплавы, МПаCobalt alloys, MPa 1one 22 33 1one 255-280255-280 235-250235-250 22 260-285260-285 245-260245-260 33 260-285260-285 245-265245-265 4four 265-300265-300 240-260240-260 55 280-290280-290 250-275250-275 66 275-285275-285 240-265240-265 77 260-280260-280 250-270250-270 88 270-285270-285 245-265245-265 99 275-290275-290 240-250240-250 1010 275-285275-285 250-280250-280 11eleven 270-290270-290 245-275245-275 1212 280-300280-300 245-270245-270 1313 275-295275-295 250-275250-275 14fourteen 270-290270-290 250-265250-265 15fifteen 265-285265-285 250-270250-270 1616 275-290275-290 240-270240-270

1717 275-295275-295 250-275250-275 18eighteen 270-280270-280 245-270245-270 1919 265-285265-285 250-275250-275 20twenty 270-285270-285 240-250240-250 2121 270-290270-290 245-270245-270 2222 275-285275-285 245-270245-270 2323 260-280260-280 240-250240-250 2424 270-285270-285 250-260250-260

Изотермическая жаростойкость покрытий оценивалась на образцах диаметром d=10 мм и длиной 1=30 мм. Образцы покрытиями помещались в тигли и выдерживались на воздухе при температуре Т=1200°С. Жаростойкость покрытий оценивалась по характерному времени (τ) до появления первых очагов газовой коррозии или других дефектов, которые определялось путем визуального осмотра через каждые 50 часов испытаний при температуре 1200°С. Взвешивание образцов вместе с окалиной производилось через 500 и 1000 ч испытаний, при этом определялась величина удельного прироста массы образца на единицу его поверхности по сравнению с исходным весом ΔР, г/м².The isothermal heat resistance of the coatings was evaluated on samples with a diameter of d = 10 mm and a length of 1 = 30 mm. Coated samples were placed in crucibles and kept in air at a temperature of T = 1200 ° C. The heat resistance of the coatings was evaluated by the characteristic time (τ) before the appearance of the first foci of gas corrosion or other defects, which was determined by visual inspection after every 50 hours of testing at a temperature of 1200 ° C. The samples were weighed together with the scale after 500 and 1000 hours of testing, and the specific weight gain of the sample per unit of its surface was determined in comparison with the initial weight ΔР, g / m ² .

Стойкость покрытий к теплосменам оценивалось по количеству циклов, которые выдерживали покрытия до разрушения керамического слоя. Цикл теплосмены представлял собой нагрев образца до 1150°С, температурную выдержку в течение 15 мин и охлаждение в воде до температуры 20°С. После каждого цикла теплосмены по наличию отслоений оценивалось стойкость покрытия. Данные по сравнительным испытаниям на термостойкость показали, что в среднем количество теплосмен до полного разрушения у покрытия-прототипа составило 14 циклов, а у покрытий, нанесенных по предлагаемому способу - от 32 до 47 циклов.The resistance to heat exchange of coatings was estimated by the number of cycles that the coatings withstood until the ceramic layer was destroyed. The heat exchange cycle was the heating of the sample to 1150 ° C, temperature exposure for 15 min and cooling in water to a temperature of 20 ° C. After each heat exchange cycle, the resistance of the coating was evaluated by the presence of delamination. Data on comparative tests for heat resistance showed that on average the number of heat exchanges before complete destruction of the prototype coating was 14 cycles, and for coatings deposited by the proposed method from 32 to 47 cycles.

Повышение стойкости к теплосменам, жаростойкости покрытий и предела выносливости лопаток из никелевых и кобальтовых сплавов с покрытиями, указывает на то, что наличие следующих существенных признаков заявляемого технического решения «армированное теплозащитное покрытие: нанесенный подслой и сформированный на подслое армированный керамический слой, при формировании армированного керамического слоя поэтапно, в следующей последовательности:The increase in heat transfer resistance, heat resistance of coatings and the endurance limit of blades made of nickel and cobalt alloys with coatings indicates that the presence of the following essential features of the claimed technical solution is “reinforced heat-protective coating: applied sub-layer and formed on the sub-layer of the reinforced ceramic layer, during the formation of the reinforced ceramic layer in stages, in the following sequence:

- нанесении дискретного слоя керамического материала в виде островковых участков на поверхности подслоя, оставляя открытыми от 4% до 98% от общей поверхности подслоя;- applying a discrete layer of ceramic material in the form of island sections on the surface of the sublayer, leaving open from 4% to 98% of the total surface of the sublayer;

- нанесении на керамический дискретный слой и открытые участки подслоя, по крайней мере, одного дискретного металлического слоев виде полос или сетки площадью от 4% до 98% от общей поверхности формируемого покрытия и толщиной от 0,8 мкм до 5 мкм;- applying to the ceramic discrete layer and exposed areas of the sublayer of at least one discrete metal layer in the form of strips or grids with an area of 4% to 98% of the total surface of the formed coating and a thickness of 0.8 μm to 5 μm;

- нанесении внешнего сплошного керамического слоя.- applying an external continuous ceramic layer.

А также, наличие следующих признаков покрытия: проведенная перед нанесением подслоя ионно-плазменная подготовка и ионно-имплантационная обработка поверхности лопатки ионами Nb, Pt, Yb, Y, La, Hf, Cr, Si или их сочетанием; использование жаростойкого сплава в качестве материала подслоя; использование в качестве жаростойкого сплава сплав состава: Cr - от 18% до 34%; Аl - от 3% до 16%; Y - от 0,2% до 0,7%; Ni -остальное, или состава: Cr - от 18% до 34%; Аl - от 3% до 16%; Y - от 0,2% до 0,7%; Со - от 16% до 30%; Ni - остальное или использование в качестве жаростойкого сплава сплав состава: Si - от 4,0% до 12,0%; Y - от 1,0 до 2,0%; Аl - остальное; чередование нанесения жаростойкого слоя с периодической имплантацией ионами Nb, Pt, Yb, Y, La, Hf, Cr, Si, Ag, Pd или их сочетанием которую проводят до образования микро- или нанослоя разделяющего жаростойкий слой на микрослои; дополнительно нанесение перед нанесением подслоя на поверхность лопатки слоя из Nb, Pt, Cr или их сочетания толщиной от 0,1 мкм до 2,0 мкм; обеспечение толщины жаростойкого слоя от 5 мкм до 60 мкм; обеспечение количества микрослоев в жаростойком слое от 3 до 1000; нанесение при формировании подслоя, перед нанесением дискретного слоя керамического материала, дополнительно переходного слоя в виде слоев из Nb, Pt, Hf, Cr, Si, Ag, Pd либо в виде сочетания слоев из Nb, Pt, Hf, Cr, Si, либо в виде сплавов из Nb, Pt, Hf, Cr, Si, при обеспечении толщины переходного слоя от 1 мкм до 10 мкм; использование в качестве материала дискретного слоя керамического материала и внешнего керамического слоя ZrO₂-Y₂O₃ в соотношении Y₂O₃ - 5…9% вес, ZrO₂ - остальное, причем толщина армированного керамического слоя составляет от 20 мкм до 350 мкм; нанесение дискретного слоя керамического материала толщиной от 18 до 340 мкм, но не более 97% от общей толщины армированного керамического слоя, толщина армированного керамического слоя составляет от 20 мкм до 350 мкм, а в качестве материала дискретного металлического слоя используют один из металлов Nb, Pt, Hf, Cr, либо их сочетание, либо сплав состава: Cr - от 18% до 34%; А1 - от 3% до 16%; Y - от 0,2% до 0,7%; Ni - остальное, или состава: Cr - от 18% до 34%; Аl - от 3% до 16%; Y - от 0,2% до 0,7%; Со - от 16% до 30%; Ni - остальное, либо их сочетание; нанесение слоев армированного теплозащитного покрытия осуществляют газо-термическим и/или вакуумными ионно-плазменными методами и/или магнетронными методами и/или электронно-лучевым испарением и конденсацией в вакууме; проведенный после нанесения покрытия диффузионный отжиг, проведенная ионная имплантация при энергии ионов от 0,2 кэВ до 30 кэВ и дозе имплантации ионов от 10 до 5·10 ион/см²; проведение перед ионно-имплантационной обработкой поверхности лопатки упрочняющей обработки микро-шариками, а в качестве ионно-плазменной подготовки поверхности использование ионной очистки - позволяют достичь технического результата заявляемого технического решения - повышение эксплуатационных свойств теплозащитного покрытия, снижение трудоемкости, при одновременном повышении выносливости и циклической прочности деталей с защитными покрытиями.And also, the presence of the following signs of coating: conducted before applying the sublayer, ion-plasma preparation and ion-implantation treatment of the surface of the scapula with ions of Nb, Pt, Yb, Y, La, Hf, Cr, Si, or a combination thereof; the use of heat-resistant alloy as the material of the sublayer; use as a heat-resistant alloy alloy composition: Cr - from 18% to 34%; Al - from 3% to 16%; Y - from 0.2% to 0.7%; Ni - the rest, or composition: Cr - from 18% to 34%; Al - from 3% to 16%; Y - from 0.2% to 0.7%; Co - from 16% to 30%; Ni - the rest or use as a heat-resistant alloy alloy composition: Si - from 4.0% to 12.0%; Y - from 1.0 to 2.0%; Al is the rest; alternating deposition of a heat-resistant layer with periodic implantation with Nb, Pt, Yb, Y, La, Hf, Cr, Si, Ag, Pd ions or a combination thereof, which is carried out until the formation of a micro- or nanolayer separating the heat-resistant layer into microlayers; additionally applying a layer of Nb, Pt, Cr, or a combination thereof, from a thickness of 0.1 μm to 2.0 μm, before applying the sublayer to the surface of the blade; providing a thickness of the heat-resistant layer from 5 μm to 60 μm; ensuring the number of microlayers in the heat-resistant layer from 3 to 1000; applying during the formation of a sublayer, before applying a discrete layer of ceramic material, an additional transition layer in the form of layers of Nb, Pt, Hf, Cr, Si, Ag, Pd or as a combination of layers of Nb, Pt, Hf, Cr, Si, or the form of alloys of Nb, Pt, Hf, Cr, Si, while ensuring the thickness of the transition layer from 1 μm to 10 μm; using as a material a discrete layer of ceramic material and an external ceramic layer ZrO ₂ -Y ₂ O ₃ in the ratio Y ₂ O ₃ - 5 ... 9% weight, ZrO ₂ - the rest, and the thickness of the reinforced ceramic layer is from 20 microns to 350 microns; applying a discrete layer of ceramic material with a thickness of 18 to 340 microns, but not more than 97% of the total thickness of the reinforced ceramic layer, the thickness of the reinforced ceramic layer is from 20 microns to 350 microns, and one of the metals Nb, Pt is used as the material of the discrete metal layer , Hf, Cr, or their combination, or alloy composition: Cr - from 18% to 34%; A1 - from 3% to 16%; Y - from 0.2% to 0.7%; Ni - the rest, or composition: Cr - from 18% to 34%; Al - from 3% to 16%; Y - from 0.2% to 0.7%; Co - from 16% to 30%; Ni - the rest, or a combination thereof; the layers of the reinforced heat-shielding coating are applied by gas-thermal and / or vacuum ion-plasma methods and / or magnetron methods and / or electron-beam evaporation and condensation in vacuum; diffusion annealing carried out after coating, ion implantation carried out at an ion energy of 0.2 keV to 30 keV and an ion implantation dose of 10 to 5 · 10 ion / cm ² ; carrying out hardening treatment with micro balls before ion implantation treatment of the surface of the blade, and using ion cleaning as the ion-plasma preparation of the surface — they allow achieving the technical result of the claimed technical solution — improving the operational properties of the heat-shielding coating, reducing labor intensity, while increasing endurance and cyclic strength parts with protective coatings.

Claims

1. Армированное теплозащитное покрытие преимущественно для деталей турбин газотурбинных двигателей и энергетических установок, содержащее подслой, нанесенный на поверхность основного материала детали, и сформированный на подслое армированный керамический слой, отличающееся тем, что армированный керамический слой сформирован поэтапно в следующей последовательности: нанесен дискретный слой керамического материала в виде островковых участков на поверхности подслоя, оставляя открытыми от 4 до 98% от общей поверхности подслоя; на керамический дискретный слой и открытые участки подслоя нанесен, по крайней мере, один дискретный металлический слой в виде полос или сетки площадью от 4 до 98% от общей поверхности формируемого покрытия и толщиной от 0,8 до 5 мкм; нанесен внешний сплошной керамический слой.1. Reinforced heat-protective coating mainly for parts of turbines of gas turbine engines and power plants, containing a sublayer deposited on the surface of the main material of the part and a reinforced ceramic layer formed on the sublayer, characterized in that the reinforced ceramic layer is formed in stages in the following sequence: a discrete layer of ceramic material in the form of island sections on the surface of the sublayer, leaving open from 4 to 98% of the total surface of the sublayer; at least one discrete metal layer in the form of stripes or mesh with an area of 4 to 98% of the total surface of the formed coating and a thickness of 0.8 to 5 μm is deposited on the ceramic discrete layer and exposed areas of the sublayer; an external continuous ceramic layer is applied.

2. Армированное теплозащитное покрытие по п.1, отличающееся тем, что перед нанесением подслоя проведена ионно-плазменная подготовка и ионно-имплантационная обработка поверхности лопатки ионами Nb, Pt, Yb, Y, La, Hf, Cr, Si, Ag, Pd или их сочетанием.2. The reinforced heat-shielding coating according to claim 1, characterized in that before applying the sublayer, ion-plasma preparation and ion-implantation treatment of the surface of the blade with Nb, Pt, Yb, Y, La, Hf, Cr, Si, Ag, Pd or their combination.

3. Армированное теплозащитное покрытие по п.2, отличающееся тем, что в качестве материала подслоя использован жаростойкий сплав.3. Reinforced heat-shielding coating according to claim 2, characterized in that a heat-resistant alloy is used as the material of the sublayer.

4. Армированное теплозащитное покрытие по п.3, отличающееся тем, что в качестве жаростойкого сплава использован сплав состава: Cr - от 18 до 34%; Al - от 3 до 16%; Y - от 0,2 до 0,7%; Ni - остальное, или состава: Cr - от 18 до 34%; Al - от 3 до 16%; Y - от 0,2 до 0,7%; Со - от 16 до 30%; Ni - остальное.4. Reinforced heat-shielding coating according to claim 3, characterized in that an alloy of the composition: Cr — from 18 to 34% is used as a heat-resistant alloy; Al - from 3 to 16%; Y - from 0.2 to 0.7%; Ni - the rest, or composition: Cr - from 18 to 34%; Al - from 3 to 16%; Y - from 0.2 to 0.7%; Co - from 16 to 30%; Ni is the rest.

5. Армированное теплозащитное покрытие по п.3, отличающееся тем, что в качестве жаростойкого сплава использован сплав состава: Si - от 4,0 до 12,0%; Y - от 1,0 до 2,0%; Al - остальное.5. Reinforced heat-shielding coating according to claim 3, characterized in that an alloy of the composition: Si — from 4.0 to 12.0% is used as a heat-resistant alloy; Y - from 1.0 to 2.0%; Al is the rest.

6. Армированное теплозащитное покрытие по п.4, отличающееся тем, что жаростойкий слой нанесен при чередовании с периодической имплантацией ионами Nb, Pt, Yb, Y, La, Hf, Cr, Si, Ag, Pd или их сочетанием, обеспечивающей при имплантации образование микро- или нанослоя, разделяющего жаростойкий слой на микрослои.6. The reinforced heat-shielding coating according to claim 4, characterized in that the heat-resistant layer is deposited during alternation with periodic implantation with Nb, Pt, Yb, Y, La, Hf, Cr, Si, Ag, Pd ions, or a combination thereof, which ensures formation during implantation micro- or nanolayers separating the heat-resistant layer into microlayers.

7. Армированное теплозащитное покрытие по любому из пп.1-6, отличающееся тем, что перед нанесением подслоя на поверхность лопатки дополнительно наносят слои из Nb, Pt, Cr или их сочетания толщиной от 0,1 до 2,0 мкм.7. Reinforced heat-shielding coating according to any one of claims 1 to 6, characterized in that prior to applying the sublayer, layers of Nb, Pt, Cr or a combination thereof from 0.1 to 2.0 μm thick are additionally applied to the surface of the blade.

8. Армированное теплозащитное покрытие по п.5, отличающееся тем, что перед нанесением подслоя на поверхность лопатки дополнительно наносят слои из Nb, Pt, Cr или их сочетания толщиной от 0,1 до 2,0 мкм.8. The reinforced heat-shielding coating according to claim 5, characterized in that prior to applying the sublayer, layers of Nb, Pt, Cr or a combination thereof from 0.1 to 2.0 μm thick are additionally applied to the surface of the blade.

9. Армированное теплозащитное покрытие по любому из пп.3-6, 8, отличающееся тем, что толщина жаростойкого слоя составляет от 5 до 60 мкм.9. Reinforced heat-shielding coating according to any one of claims 3 to 6, 8, characterized in that the thickness of the heat-resistant layer is from 5 to 60 microns.

10. Армированное теплозащитное покрытие по любому из пп.6 и 8, отличающееся тем, что количество микрослоев в жаростойком слое составляет от 3 до 1000.10. Reinforced heat-shielding coating according to any one of claims 6 and 8, characterized in that the number of microlayers in the heat-resistant layer is from 3 to 1000.

11. Армированное теплозащитное покрытие по п.9, отличающееся тем, что количество микрослоев в жаростойком слое составляет от 3 до 1000.11. Reinforced heat-shielding coating according to claim 9, characterized in that the number of microlayers in the heat-resistant layer is from 3 to 1000.

12. Армированное теплозащитное покрытие по любому из пп.1-6, 8, 11, отличающееся тем, что при формировании подслоя перед нанесением дискретного слоя керамического материала дополнительно наносят переходный слой в виде слоев из Nb, Pt, Hf, Cr, Si, Ag, Pd, либо в виде сочетания слоев из Nb, Pt, Hf, Cr, Si, Ag, Pd, либо в виде сплавов из Nb, Pt, Hf, Cr, Si, Ag, Pd, причем толщина переходного слоя составляет от 1 до 10 мкм.12. Reinforced heat-shielding coating according to any one of claims 1 to 6, 8, 11, characterized in that when forming a sublayer before applying a discrete layer of ceramic material, an additional transition layer is applied in the form of layers of Nb, Pt, Hf, Cr, Si, Ag , Pd, either as a combination of layers of Nb, Pt, Hf, Cr, Si, Ag, Pd, or as alloys of Nb, Pt, Hf, Cr, Si, Ag, Pd, and the thickness of the transition layer is from 1 to 10 microns.

13. Армированное теплозащитное покрытие по п.7, отличающееся тем, что при формировании подслоя перед нанесением дискретного слоя керамического материала дополнительно наносят переходный слой в виде слоев из Nb, Pt, Hf, Cr, Si, Ag, Pd, либо в виде сочетания слоев из Nb, Pt, Hf, Cr, Si, либо в виде сплавов из Nb, Pt, Hf, Cr, Si, Ag, Pd, причем толщина переходного слоя составляет от 1 до 10 мкм.13. Reinforced heat-shielding coating according to claim 7, characterized in that when the sublayer is formed before applying the discrete layer of ceramic material, an additional transition layer is applied in the form of layers of Nb, Pt, Hf, Cr, Si, Ag, Pd, or as a combination of layers from Nb, Pt, Hf, Cr, Si, or in the form of alloys from Nb, Pt, Hf, Cr, Si, Ag, Pd, and the thickness of the transition layer is from 1 to 10 μm.

14. Армированное теплозащитное покрытие по п.9, отличающееся тем, что при формировании подслоя перед нанесением дискретного слоя керамического материала дополнительно наносят переходный слой в виде слоев из Nb, Pt, Hf, Cr, Si, Ag, Pd, либо в виде сочетания слоев из Nb, Pt, Hf, Cr, Si, либо в виде сплавов из Nb, Pt, Hf, Cr, Si, Ag, Pd, причем толщина переходного слоя составляет от 1 до 10 мкм.14. Reinforced heat-shielding coating according to claim 9, characterized in that when the sublayer is formed before applying a discrete layer of ceramic material, an additional transition layer is applied in the form of layers of Nb, Pt, Hf, Cr, Si, Ag, Pd, or as a combination of layers from Nb, Pt, Hf, Cr, Si, or in the form of alloys from Nb, Pt, Hf, Cr, Si, Ag, Pd, and the thickness of the transition layer is from 1 to 10 μm.

15. Армированное теплозащитное покрытие по п.13, отличающееся тем, что в качестве материала дискретного слоя керамического материала и внешнего керамического слоя использован ZrO₂-Y₂O₃ в соотношении Y₂O₃ - 5…9 вес.%, ZrO₂ - остальное, причем толщина армированного керамического слоя составляет от 20 до 350 мкм.15. Reinforced heat-shielding coating according to claim 13, characterized in that ZrO ₂ -Y ₂ O ₃ in the ratio of Y ₂ O ₃ - 5 ... 9 wt.%, ZrO ₂ - is used as the material of the discrete layer of ceramic material and the outer ceramic layer the rest, and the thickness of the reinforced ceramic layer is from 20 to 350 microns.

16. Армированное теплозащитное покрытие по п.14, отличающееся тем, что в качестве материала дискретного слоя керамического материала и внешнего керамического слоя использован ZrO₂- Y₂O₃ в соотношении Y₂O₃ - 5…9 вес.%, ZrO₂ - остальное, причем толщина армированного керамического слоя составляет от 20 до 350 мкм.16. Reinforced heat-shielding coating according to claim 14, characterized in that ZrO ₂ - Y ₂ O ₃ in the ratio of Y ₂ O ₃ - 5 ... 9 wt.%, ZrO ₂ - is used as the material of the discrete layer of ceramic material and the outer ceramic layer. the rest, and the thickness of the reinforced ceramic layer is from 20 to 350 microns.

17. Армированное теплозащитное покрытие по любому из пп.1-6, 8, 11, 13-16, отличающееся тем, что толщина дискретного слоя керамического материала составляет от 18 до 340 мкм, но не более 97% от общей толщины армированного керамического слоя.17. Reinforced heat-shielding coating according to any one of claims 1 to 6, 8, 11, 13-16, characterized in that the thickness of the discrete layer of ceramic material is from 18 to 340 microns, but not more than 97% of the total thickness of the reinforced ceramic layer.

18. Армированное теплозащитное покрытие по п.17, отличающееся тем, что толщина армированного керамического слоя составляет от 20 до 350 мкм, а в качестве материала дискретного металлического слоя использован один из металлов Nb, Pt, Hf, Cr, либо их сочетание, либо сплав состава: Cr -от 18 до 34%; Al - от 3 до 16%; Y - от 0,2 до 0,7%; Ni - остальное, или состава: Cr - от 18 до 34%; Al - от 3 до 16%; Y - от 0,2 до 0,7%; Со - от 16 до 30%; Ni - остальное, либо их сочетание.18. Reinforced heat-shielding coating according to claim 17, characterized in that the thickness of the reinforced ceramic layer is from 20 to 350 μm, and one of the metals Nb, Pt, Hf, Cr, or a combination thereof, or an alloy is used as the material of the discrete metal layer composition: Cr - from 18 to 34%; Al - from 3 to 16%; Y - from 0.2 to 0.7%; Ni - the rest, or composition: Cr - from 18 to 34%; Al - from 3 to 16%; Y - from 0.2 to 0.7%; Co - from 16 to 30%; Ni - the rest, or a combination thereof.

19. Армированное теплозащитное покрытие по любому из пп.1-6, 8, 11, 13-16, 18, отличающееся тем, что нанесение слоев армированного теплозащитного покрытия осуществлено газотермическим и/или вакуумными ионно-плазменными методами, и/или магнетронными методами, и/или электронно-лучевым испарением и конденсацией в вакууме.19. Reinforced heat-shielding coating according to any one of claims 1 to 6, 8, 11, 13-16, 18, characterized in that the layers of the reinforced heat-shielding coating are carried out by gas thermal and / or vacuum ion-plasma methods, and / or magnetron methods, and / or electron beam evaporation and condensation in vacuum.

20. Армированное теплозащитное покрытие по любому из пп.1-6, 8, 11, 13-16, 18, отличающееся тем, что после нанесения покрытия проведен его диффузионный отжиг.20. Reinforced heat-shielding coating according to any one of claims 1 to 6, 8, 11, 13-16, 18, characterized in that after coating is applied, its diffusion annealing is carried out.

21. Армированное теплозащитное покрытие по п.19, отличающееся тем, что после нанесения покрытия проведен его диффузионный отжиг.21. Reinforced heat-shielding coating according to claim 19, characterized in that after coating is applied, its diffusion annealing is carried out.

22. Армированное теплозащитное покрытие по любому из пп.2-6, 8, 11, 13-16, 18, 21, отличающееся тем, что ионная имплантация проведена при энергии ионов от 0,2 до 30 кэВ и дозе имплантации ионов от 10¹⁰ до 5·10²⁰ ион/см².22. Reinforced heat-shielding coating according to any one of claims 2 to 6, 8, 11, 13-16, 18, 21, characterized in that ion implantation is carried out at an ion energy of 0.2 to 30 keV and an ion implantation dose of 10 ¹⁰ up to 5 · 10 ²⁰ ion / cm ² .

23. Армированное теплозащитное покрытие по п.7, отличающееся тем, что ионная имплантация проведена при энергии ионов от 0,2 до 30 кэВ и дозе имплантации ионов от 10¹⁰ до 5·10²⁰ ион/см².23. The reinforced heat-shielding coating according to claim 7, characterized in that the ion implantation is carried out at an ion energy of 0.2 to 30 keV and an ion implantation dose of 10 ¹⁰ to 5 · 10 ²⁰ ion / cm ² .

24. Армированное теплозащитное покрытие по п.9, отличающееся тем, что ионная имплантация проведена при энергии ионов от 0,2 до 30 кэВ и дозе имплантации ионов от 10¹⁰ до 5·10²⁰ ион/см².24. The reinforced heat-shielding coating according to claim 9, characterized in that the ion implantation is carried out at an ion energy of 0.2 to 30 keV and an ion implantation dose of 10 ¹⁰ to 5 · 10 ²⁰ ion / cm ² .

25. Армированное теплозащитное покрытие по любому из пп.2-6, 8, 11, 13-16, 18, 21, 23, 24, отличающееся тем, что перед ионно-имплантационной обработкой поверхности лопатки проведена упрочняющая обработка микрошариками, а в качестве ионно-плазменной подготовки поверхности применена ионная очистка. 25. Reinforced heat-shielding coating according to any one of claims 2 to 6, 8, 11, 13-16, 18, 21, 23, 24, characterized in that prior to ion implant treatment of the surface of the blade, hardening treatment with microspheres is carried out, and as - Plasma surface preparation applied ion cleaning.