用于在航空部件上沉积牺牲涂层的方法与流程

技术特征：
1.一种用于在航空部件上产生保护涂层的方法，包括：在包括镍和铝的所述航空部件上沉积金属氧化物模板层；和在热工艺期间加热含有所述金属氧化物模板层的所述航空部件，包括：将所述航空部件内含有的铝向含有所述金属氧化物模板层的所述航空部件的表面扩散；氧化所扩散的铝以产生设置在所述航空部件与所述金属氧化物模板层之间的氧化铝层；和去除所述金属氧化物模板层的至少一部分，同时留下所述氧化铝层。2.如权利要求1所述的方法，其中所述金属氧化物模板层包括氧化铬、氧化钨、氧化钼、氧化钒或它们的任何组合。3.如权利要求1所述的方法，其中所述金属氧化物模板层包括氧化铬，并且所述方法进一步包括在所述热工艺期间将所述氧化铬转化为氧化铬氢氧化物。4.如权利要求1所述的方法，其中所述金属氧化物模板层具有约10nm至约2,000nm的厚度，并且其中所述氧化铝层具有约10nm至约1,000nm的厚度。5.如权利要求1所述的方法，其中所述氧化铝层包括α-al2o3，并且其中所述金属氧化物模板层和所述氧化铝层具有刚玉晶体结构。6.如权利要求5所述的方法，其中所述金属氧化物模板层和所述氧化铝层具有晶格失配为约0.1％至约10％的晶体结构。7.如权利要求1所述的方法，其中在所述热工艺期间通过升华或蒸发或氧化来去除所述金属氧化物模板层，并且其中在所述热工艺期间将所述航空部件加热至约800℃至约1,500℃的温度约20分钟至约100小时。8.如权利要求1所述的方法，其中在与所述铝反应以产生所述氧化铝层之前，将氧扩散通过所述金属氧化物模板层，并且其中在所述热工艺期间将所述航空部件和所述金属氧化物模板层暴露于含有所述氧的空气。9.如权利要求1所述的方法，进一步包括在执行所述热工艺时为含有所述航空部件的喷气发动机或涡轮机提供动力，其中来自所述喷气发动机或所述涡轮机的热能用于在所述热工艺期间加热所述航空部件和所述金属氧化物模板层。10.如权利要求1所述的方法，其中在所述热工艺期间将所述航空部件和所述金属氧化物模板层在处理腔室或炉中加热，并且其中在所述热工艺的一个热循环期间将所述航空部件和所述金属氧化物模板层在第一时段内预热、在第二时段内维持在预定温度下并且在第三时段内冷却。11.如权利要求10所述的方法，其中所述第一时段为约1分钟至约30分钟，所述第二时段为约15分钟至约120分钟，并且所述第三时段为约0.5分钟至约15分钟，其中重复所述热循环2次至约300次，并且其中所述预定温度为约900℃至约1,200℃。12.如权利要求1所述的方法，其中所述航空部件是涡轮叶片、涡轮轮叶、支撑构件、框架、肋、翅片、销翅片、燃烧器燃料喷嘴、燃烧器护罩、内部冷却通道或它们的任何组合，其中所述航空部件包括镍超合金，并且其中所述镍超合金包括镍、铝和选自铬、钴、钛、钼、钨或它们的合金的一种或多种金属。13.如权利要求12所述的方法，其中所述镍超合金包括约40重量％或更多的镍和约0.5
重量％至约15重量％的铝。14.一种用于在航空部件上产生保护涂层的方法，包括：在包括镍和铝的所述航空部件上沉积金属氧化物模板层，其中所述金属氧化物模板层包括氧化铬、氧化钨、氧化钼、氧化钒或它们的任何组合，其中所述金属氧化物模板层通过原子层沉积(ald)工艺或化学气相沉积(cvd)工艺沉积在所述航空部件上；和在热工艺期间将含有所述金属氧化物模板层的所述航空部件加热至约900℃至约1,200℃的温度，包括：将所述航空部件内含有的铝向含有所述金属氧化物模板层的所述航空部件的表面扩散；氧化所扩散的铝以产生设置在所述航空部件与所述金属氧化物模板层之间的氧化铝层；和去除所述金属氧化物模板层的至少一部分，同时留下所述氧化铝层。15.一种航空部件，包括：主体，所述主体包括镍超合金，所述超合金包括镍、铝和选自铬、钴、钛、钼、钨或它们的合金的一种或多种金属；金属氧化物模板层，所述金属氧化物模板层设置在所述主体上，其中所述金属氧化物模板层包括铬、钨、钼、钒或它们的任何组合；和氧化铝层，所述氧化铝层设置在所述航空部件的所述主体与所述金属氧化物模板层之间。

技术总结
本公开内容的实施方式大体涉及在航空部件上的保护涂层和用于沉积所述保护涂层的方法。在一个或多个实施方式中，一种用于在航空部件上产生保护涂层的方法包括：在含有镍和铝(例如，镍-铝超合金)的所述航空部件上沉积金属氧化物模板层；和在热工艺和/或氧化工艺期间加热含有所述金属氧化物模板层的所述航空部件。所述热工艺和/或氧化工艺包括：将所述航空部件内含有的铝向含有所述金属氧化物模板层的所述航空部件的表面扩散；氧化所扩散的铝以产生设置在所述航空部件与所述金属氧化物模板层之间的氧化铝层；和去除所述金属氧化物模板层的至少一部分，同时留下所述氧化铝层。同时留下所述氧化铝层。同时留下所述氧化铝层。


技术研发人员：苏克蒂
受保护的技术使用者：应用材料公司
技术研发日：2020.04.08
技术公布日：2022/2/6