PL B1. Powłoka ochronna na elementy ze stopów metali, zwłaszcza na elementy ze stopu γ-tytanowo-aluminiowego. Politechnika Łódzka,Łódź,PL

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (21) Numer zgłoszenia: (22) Data zgłoszenia: (13) B1 (51) Int.Cl. C23C 22/00 ( ) C23C 14/00 ( ) (54) Powłoka ochronna na elementy ze stopów metali, zwłaszcza na elementy ze stopu γ-tytanowo-aluminiowego (73) Uprawniony z patentu: Politechnika Łódzka,Łódź,PL (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 06/06 (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 10/09 (72) Twórca(y) wynalazku: Bogdan Wendler,Łódź,PL Łukasz Kaczmarek,Łódź,PL Adam Rylski,Łódź,PL Dorota Rylska,Łódź,PL Tomasz Liśkiewicz,Łódź,PL Marcin Jachowicz,Pabianice,PL (74) Pełnomocnik: Bałczewski Zbigniew Wojciech, Rzecznik Patentowy, Ośrodek Wynalazczości, Politechniki Łódzkiej PL B1

2 2 PL B1 Opis wynalazku Przedmiotem wynalazku jest powłoka ochronna na elementy ze stopów metali, zwłaszcza na elementy ze stopu γ-tytanowo-aluminiowego, przeznaczone do pracy w wysokich temperaturach i w temperaturach zmiennych w szerokim zakresie. Znany jest powszechnie sposób zwiększania żaroodporności i żarotrwałości elementów wykonanych, między innymi, ze stopów tytanowo-aluminiowych, narażonych na utlenianie podczas działania wysokich temperatur, polegający na chłodzeniu tych elementów. Stosowanie tego sposobu wiąże się z koniecznością zmian konstrukcyjnych urządzeń, w których te elementy pracują, a to stanowi poważną barierę zarówno technologiczną jak i ekonomiczną. Z opisu patentowego US nr jest znana powłoka żaroodporna na elementy ze stopu γ-tytanowo-aluminiowego, wytworzona ze szkła glinokrzemianowego w drodze wygrzewania elementów pokrytych tym szkłem w temperaturze K w czasie niezbędnym do wytworzenia międzyfazowej warstwy krzemkowej między tym elementem i właściwą powłoką szklistą. Natomiast z opisu patentowego US nr jest znana powłoka ochronna na elementy ze stopów tytanu, którą stanowi pojedyncza warstwa metaliczna złożona z tytanu, 5-40% atomowych chromu i 44-59% atomowych glinu, wytworzona na powierzchni tych elementów metodą natrysku plazmowego, ewentualnie pokryta dodatkową warstwą ceramiczną z tlenku cyrkonu stabilizowanego tlenkiem itru. Element pokryty tą warstwą, eksploatowany w temperaturze 1273 K, wykazuje po 160 godzinach powierzchniowy przyrost masy równy 0,2 mg/cm 2. W opisie patentowym US nr opisano pokrycie ochronne stopów γ-tytanowo- -aluminiowych, zawierające w procentach atomowych: 34,5-41,5% tytanu, 49-53% aluminium i 9,5-12,5% chromu. Powłoka ta po 160 godzinach eksploatacji w temperaturze 1273 K wykazuje powierzchniowy przyrost masy rzędu 0,4 mg/cm 2. Z opisu patentowego US nr znane są powłoki ochronne stopów γ-tytanowoaluminiowych, zawierające tytan, aluminium i tlen, charakteryzujące się dwuwarstwową budową przy czym zewnętrzną warstwę powłoki stanowi warstwa trójtlenku tytanu lub dwie podwarstwy trójtlenku tytanu i dwutlenku tytanu związane z podłożem warstwą α-trójtlenku aluminium. Powłoki te są przydatne do pokrywania stopów γ-tytanowo-aluminiowych zawierających w swym składzie dodatkowo chrom, mangan, molibden, niob, tantal i ewentualnie wolfram. Powłoka ochronna na elementy ze stopów metali, zwłaszcza na elementy ze stopu γ-tytanowo- -aluminiowego, zawierająca tytan i aluminium, według wynalazku charakteryzuje się tym, że zawiera 36-50% atomowych tytanu, 50-60% atomowych aluminium oraz wolfram w ilości 0,5-14% atomowych i posiada strukturę nanokrystaliczną i/lub amorficzną. Powłokę według wynalazku nanosi się korzystnie metodą magnetronową w atmosferze gazów szlachetnych, korzystnie argonu przy ciśnieniu co najwyżej 38 Pa w czasie co najmniej 10 minut przy potencjale ujemnym co najmniej 250 V przyłożonym do elementu lub metodą odparowania łukowego w atmosferze gazów szlachetnych przy ciśnieniu co najwyżej 10 Pa w czasie co najmniej 5 minut przy potencjale ujemnym co najmniej 180 V przyłożonym do pokrywanego elementu bądź metodą ablacji laserowej w próżni lub w atmosferze gazów szlachetnych przy ciśnieniu co najwyżej 1 kpa w czasie co najmniej 20 minut. Obecność w powłoce według wynalazku, poza tytanem i aluminium, wyłącznie wolframu okazała się czynnikiem o charakterze wyraźnie barierowym, redukującym istotnie penetracyjne właściwości tlenu przez powłokę do podłoża i wyraźnie intensyfikującym przemieszczanie się atomów aluminium do zewnętrznej powierzchni powłoki. Obecność wolframu powoduje, iż powłoka od zewnątrz w głąb do podłoża posiada charakter jednolity i równocześnie płynnie zmienny co do składu, od α-trójtlenku aluminium od zewnątrz do fazy γ-tytanowo-aluminiowo-wolframowej, wiążącej powłokę do i z podłożem, a jednocześnie obecność wolframu w obszarze powłoki przylegającym do podłoża utrzymuje wysoką adhezję powłoki do podłoża i nadaje jej właściwości, zwłaszcza w zakresie rozszerzalności cieplnej, nieomal identyczne z właściwościami podłoża, co przy eksploatacji szczególnie w warunkach szybkich zmian temperatur w szerokim zakresie zapobiega odwarstwianiu powłoki, a w konsekwencji jej złuszczaniu z podłoża. Sposób według wynalazku ilustrują poniższe przykłady nie ograniczając jego zakresu. Procenty w przykładach oznaczają procenty atomowe, zaś Ti, Al, W oznaczają symbole pierwiastków tytanu, aluminium i wolframu.

3 PL B1 3 P r z y k ł a d I. Obróbce poddano model zaworu wydechowego silnika spalinowego w kształcie stożka o średnicy podstawy 20 mm i kącie rozwarcia przy wierzchołku 2/3 π rad, wykonany ze stopu γ-tial o strukturze ziarnistej i składzie 50% Ti i 50% Al. Przed obróbką powierzchnię stożka przeszlifowano papierami ściernymi o ziarnistości rosnącej stopniowo od 300 do 1500 ziarn/cm 2 i opłukano w myjce ultradźwiękowej w kąpieli z acetonu w czasie 100 s. Tak przygotowany stożek zawieszono pionowo na drucie platynowym w komorze próżniowej wyposażonej w dwa stacjonarne magnetrony kołowe z płaskimi tarczami wykonanymi ze spieku o składzie 47% Al, 42% Ti i 11% W. Tarcza jednego z magnetronów była usytuowana równolegle do podstawy stożka i oś jej symetrii pokrywała się z osią symetrii stożka, zaś tarcza drugiego magnetronu była usytuowana równolegle do tworzącej stożka i oś jej symetrii przechodziła przez środek podstawy stożka. Po odpompowaniu powietrza z komory przepuszczano przez nią argon z szybkością 0,1 cm 3 /s pod ciśnieniem 5 Pa, zaś do stożka przyłożono potencjał ujemny 800 V wywołując w gazie wyładowanie jarzeniowe o prądzie 1 ma/cm 2 w czasie 600 s. Następnie obniżono ciśnienie w komorze do 0,05 Pa i przy niezmienionej szybkości przepływu gazu wprowadzono stożek w ruch obrotowy z szybkością 0,2 rad/s, po czym wzbudzono wyładowanie magnetronowe w obydwu magnetronach w czasie 4800 s. Moc wyładowania magnetronu umieszczonego na wprost podstawy stożka była równa 2,4 kw, zaś moc wyładowania drugiego magnetronu 5 kw. Stwierdzono, iż przyrost masy stożka po obróbce był równy 21,7 mg, zaś rentgenowska analiza fazowa powierzchni stożka, przy wykorzystaniu monochromatycznego promieniowania rentgenowskiego CoK α o długości fali λ=0,17902 nm wykazała, iż osadzona na nim powłoka miała strukturę amorficzną o składzie: 48% Al, 10% W i 42% Ti, wyznaczonym metodą rentgenowskiej analizy fluorescencyjnej. Stożek poddano następnie wygrzewaniu w temperaturze 1173 K w atmosferze statycznego powietrza, przy ciśnieniu 100 kpa w czasie 120 godzin. Masa stożka po procesie wygrzewania wzrosła o 0,47 mg, zaś analiza jego powierzchni, wykonana metodą jak wyżej, wykazała obecność dwóch faz: korundu OC-AI 2 O 3 oraz γ-tial. Badania uzupełniające składu chemicznego powierzchni stożka metodami spektrometrii energii elektronów Augera, EDS oraz EBSD wykazały, iż na powierzchni powłoki występowały jedynie atomy Al i O i tworzą one fazę α-ai 2 O 3. Metodą skaningowej mikroskopii elektronowej, na zgładzie skośnym pod kątem π/12 rad do tworzącej stożka i do jego podstawy, wykazano, iż grubość powłoki na całej powierzchni stożka była równa 8 μm. Dodatkowo, metodami Augera oraz EDS, wyznaczono profile składu chemicznego w kierunku prostopadłym do powierzchni stożka. Stwierdzono, iż powłoka składa się z cienkiej warstewki o grubości około 0,3 μm występującej tuż przy samej powierzchni powłoki i złożonej wyłącznie z atomów Al i O tworzących fazę α-al 2 O 3, natomiast pod tą warstewką znajdowała się warstwa złożona z atomów Al, Ti i W w proporcjach takich jak w powłoce bezpośrednio po jej osadzeniu, przy czym tuż pod cienką warstewką powierzchniową złożoną z atomów Al i O odpowiadającą fazie α-al 2 O 3 udział Al jest nieznacznie niższy i stopniowo wzrasta z odległością od powierzchni powłoki osiągając pierwotne stężenie w powłoce przed wygrzewaniem to jest 48% atomowych na głębokości około 1,5 μm od powierzchni. Badania składu fazowego wykazały, iż pod wpływem wygrzewania pierwotna amorficzna powłoka TiAlW uległa przemianie w polikrystaliczną powłokę γ-tial(w) tj. o takim samym składzie fazowym jak podłoże stożka co zapewniło bardzo dobrą adhezję między powłoką i powierzchnią stożka. Obliczona na podstawie przyrostu masy stożka paraboliczna stała szybkości utleniania powłoki była równa 1, g 2 /cm 4 s, czyli niższa o cztery rzędy wielkości od parabolicznej stałej szybkości utleniania podłoża ze stopu μγ-tial o jednakowym udziale atomowym składników oraz niższa o trzy rzędy wielkości od parabolicznej stałej szybkości utleniania powłoki γ-tial osadzonej metodą magnetronową w takich samych warunkach, lecz bez dodatku stopowego W. P r z y k ł a d II. Obróbce poddano element ścianki ognioodpornej ze stopu 40%Ti i 60% Al w postaci płytki o wymiarach 50x50x1 mm 3, przygotowany jak w przykładzie I. Płytkę zawieszono w komorze próżniowej między dwoma, umieszczonymi naprzeciw siebie magnetronami kołowymi. Tarcza jednego była wykonana ze stopu TiAl o równym udziale atomowym obydwu składników, zaś drugiego - ze spieku A1W, w którym udziały atomowe Al i W były równe odpowiednio 70% i 30%. Moc magnetronu z tarczą z TiAl była równa 5 kw, zaś magnetronu z tarczą z A1W 2 kw, a zawieszona płytka obracała się z szybkością kątową 1,7 rad/s. Po 4500 s rozpylania magnetronowego masa płytki zwiększyła się o 90,2 mg, powłoka osadzona na płytce miała strukturę amorficzną zaś jej skład chemiczny, ustalony metodą mikroanalizy rentgenowskiej, był następujący: 54% Al, 5% W i 41% Ti. Po wyjęciu z komory próżniowej płytkę poddano 320 cyklom obróbki, z których każdy składał się

4 4 PL B1 z nagrzewania w powietrzu pod ciśnieniem atmosferycznym do temperatury 1173 K, wygrzewania w tej temperaturze w czasie 1350 s i chłodzenia do temperatury 310 K. Masa płytki po 320 cyklach wzrosła o 24,4 mg, zaś badania składu fazowego powierzchni powłoki osadzonej na płytce, metodą dyfraktometru rentgenowskiej, wykazały obecność dwóch faz: korundu α-al 2 O 3 oraz γ-tial. Badania metodami Augera, EDS i EBSD wykazały, iż na powierzchni powłoki występuje faza α-al 2 O 3 o grubości 1,3 μm, a pod nią znajduje się faza o strukturze γ-tial, złożona z pierwiastków Al, Ti oraz W, zaś całkowita grubość powłoki była równa 4,5 μm. Paraboliczna stała szybkości utleniania, obliczona na podstawie przyrostu masy w wyniku utlenienia, była równa 5, g 2 /cm 4 s, czyli o cztery rzędy wielkości mniejsza od parabolicznej stałej szybkości utleniania w takich samych warunkach podłoża ze stopu γ-tial o jednakowym udziale atomowym składników, bez dodatków stopowych. P r z y k ł a d III. Obróbce poddano model łopatki turbinowej o długości 70 mm i szerokości 25 mm z równoatomowego stopu TiAl, przygotowany jak w przykładzie I. Łopatkę zawieszono w komorze próżniowej na drucie wolframowym zamocowanym w stalowym przepuście obrotowym, izolowanym elektrycznie od komory, w odległości 350 mm od źródła rozpylania łukowego w postaci tarczy wykonanej z drobnoziarnistego spieku o składzie 54% Al, 42% Ti i 4% W. Po odpompowaniu powietrza z komory przepuszczano przez nią argon z szybkością 0,1 cm 3 /s pod ciśnieniem 3 Pa, zaś do łopatki przyłożono napięcie polaryzacji -600 V w czasie 60 s i następnie napięcie ujemne 1200 V w czasie 60 s, w celu oczyszczenia powierzchni i zwiększenia adhezji między powłoką i podłożem. Po oczyszczeniu powierzchni obniżono ciśnienie argonu do 0,2 Pa, łopatkę wprowadzono w ruch obrotowy z szybkością 0,25 rad/s i przyłożono do niej potencjał ujemny 180 V, po czym wzbudzono wyładowanie łukowe przy jednoczesnym intensywnym chłodzeniu katody wodą. Czas intensywnego odparowywania katody pod wpływem łuku o natężeniu prądu 100 A i mocy 18 kw wynosił 1200 s. Następnie łuk wyłączono pozostawiając przepływ argonu aż do schłodzenia łopatki, po czym wyjęto ją z komory próżniowej. Przyrost masy łopatki był równy 2,6 mg/cm 2. Metodą rentgenowskiej analizy fazowej stwierdzono, iż powłoka osadzona na łopatce miała strukturę krystaliczną odpowiadającą fazie γ-tial, natomiast jej skład, wyznaczony metodą rentgenowskiej analizy fluorescencyjnej, był następujący: 55% Al, 3% W i 42% Ti. Następnie łopatkę poddano 320 cyklom obróbki, z których każdy składał się z nagrzewania w powietrzu pod ciśnieniem atmosferycznym do temperatury 1173 K, wygrzewania w tej temperaturze w czasie 1350 s i chłodzenia do temperatury 310 K. Stwierdzony przyrost masy był równy 0,9 mg/cm 2, zaś rentgenowska analiza fazowa powierzchni wykazała obecność dwóch faz: korundu α-al 2 O 3 oraz γ-tial. Badanie składu chemicznego obszaru przy powierzchni metodami Augera, EDS oraz EBSD wykazało, iż faza α-al 2 O 3 miała grubość około 2,2 μm, zaś pod nią znajdowała się faza γ-tial(w). W drodze przełamania próbki przy pomocy skaningowej mikroskopii elektronowej stwierdzono, iż całkowita grubość powłoki była równa 6,5 μm. Paraboliczna stała szybkości utleniania powierzchni łopatki, obliczona na podstawie przyrostu masy, była równa 1, g 2 /cm 4 s, czyli niższa o trzy rzędy wielkości od parabolicznej stałej szybkości utleniania w takich samych warunkach podłoża ze stopu γ-tial o jednakowym udziale atomowym Al i Ti. P r z y k ł a d IV. Obróbce poddano podkładkę dystansową ze stopu 40%Ti i 60%Al o średnicy 30 mm i grubości 1,5 mm, przygotowaną jak w przykładzie I. Podkładkę zawieszono w komorze próżniowej, w odległości 350 mm od źródła rozpylania łukowego w postaci tarczy wykonanej z drobnoziarnistego spieku o składzie 50% Al, 42% Ti i 8% W. Po odpompowaniu powietrza z komory przepuszczano przez nią argon z szybkością 0,1 cm 3 /s pod ciśnieniem 3 Pa, zaś do podkładki przyłożono napięcie polaryzacji -600 V w czasie 60 s i następnie V w czasie 60 s, w celu oczyszczenia jej powierzchni i zwiększenia adhezji między powłoką i podłożem. Po oczyszczeniu podkładki obniżono ciśnienie argonu do 0,2 Pa, wprowadzono podkładkę w ruch obrotowy z szybkością 0,4 rad/s, po czym przyłożono do niej potencjał ujemny 200 V i wzbudzono wyładowanie łukowe przy jednoczesnym intensywnym chłodzeniu katody wodą. Czas intensywnego odparowywania katody pod wpływem łuku o natężeniu prądu 80 A i mocy 16 kw wynosił 1200 s. Następnie łuk wyłączono pozostawiając przepływ argonu aż do schłodzenia podkładki, po czym wyjęto ją z komory próżniowej i stwierdzono przyrost masy 2 mg/cm 2. Metodą rentgenowskiej analizy fazowej stwierdzono, iż osadzona powłoka posiadała strukturę krystaliczną odpowiadającą fazie γ-tial, zaś jej skład wyznaczony metodą rentgenowskiej analizy fluorescencyjnej był następujący: 51% Al, 7% W i 42% Ti. Następnie podkładkę poddano utlenieniu w warunkach jak w przykładzie I. Po 120 godzinach wygrzewania w temperaturze 1223 K w atmosferze statycznego powietrza przy ciśnieniu 100 kpa nastąpił dalszy wzrost masy podkładki o 1,4 mg, zaś

5 PL B1 5 rentgenowska analiza fazowa powierzchni próbki wykazała obecność dwóch faz: korundu α-al 2 O 3 oraz γ-tial. Badania składu chemicznego powierzchni podkładki metodami Augera, EDS oraz EBSD wykazały, że faza α-al 2 O 3 posiadała grubość tylko około 0,3 μm, zaś pod nią znajdowała się faza γ-tial(w). Po przełamaniu podkładki przy pomocy skaningowej mikroskopii elektronowej stwierdzono, iż całkowita grubość powłoki była równa 4,5 μm. Paraboliczna stała szybkości utleniania powierzchni, obliczona na podstawie przyrostu masy, była równa 1, g 2 /cm 4 s, czyli niższa o cztery rzędy wielkości od parabolicznej stałej szybkości utleniania w takich samych warunkach podłoża ze stopu γ-tial o równym udziale atomowym Al i Ti. P r z y k ł a d V. Obróbce poddano model łopatki turbosprężarki ze stopu Ti (50%) i Al (50%), o długości 37 mm i szerokości 12 mm, przygotowany jak w przykładzie I. Łopatkę umieszczono w komorze próżniowej na stoliku obrotowym w odległości 60 mm od płaskiej tarczy wykonanej z drobnoziarnistego spieku o składzie 46% Al, 41% Ti i 13% W. Po odpompowaniu powietrza z komory do momentu, gdy jego ciśnienie resztkowe powietrza było równe Pa, na łopatkę naniesiono, metodą ablacji laserowej, amorficzną powłokę γ-tialw, używając impulsowego lasera neodymowego Nd:YAG pracującego na podstawowej składowej harmonicznej o długości fali 1064 nm. Na tarczę ze spieku TiAlW w czasie 4 godzin kierowano wiązkę lasera o energii 0,6 J, strumieniu 40 J/cm 2, częstotliwości powtarzania impulsów 50 Hz i czasie pojedynczego impulsu 10 ns. Rentgenowska analiza fazowa powierzchni łopatki przy wykorzystaniu monochromatycznego promieniowania rentgenowskiego CoK α o długości fali λ=0,1792 nm wykazała, iż osadzona powłoka posiadała strukturę amorficzną, a jej skład, wyznaczony metodą rentgenowskiej analizy fluorescencyjnej, był taki sam, jak tarczy ze spieku. Następnie łopatkę poddano 400 cyklom obróbki, z których każdy składał się z nagrzewania w powietrzu pod ciśnieniem atmosferycznym do temperatury 1173 K, wygrzewania w tej temperaturze w czasie 1800 s i chłodzenia do temperatury 310 K. Masa łopatki po 400 cyklach wzrosła o 2,4 mg. Rentgenowska analiza fazowa powierzchni przy wykorzystaniu monochromatycznego promieniowania rentgenowskiego CoK α wykazała obecność dwóch faz: korundu α-al 2 O 3 oraz γ-tial. Badania uzupełniające składu chemicznego obszaru przy powierzchni metodami Augera, EDS i EBSD wykazały, iż w obszarze w pobliżu powierzchni powłoki występowały jedynie atomy Al i O, przy czym tworzyły one fazę α-al 2 O 3. Po wykonaniu przełomu łopatki, wykorzystując metody skaningowej mikroskopii elektronowej stwierdzono, iż całkowita grubość powłoki była równa 2 μm. Po wyznaczeniu metodą Augera profili składu chemicznego na przełomie łopatki stwierdzono, iż powłoka składa się z cienkiej warstewki o grubości około 0,5 μm usytuowanej tuż przy samej powierzchni powłoki i zawierającej wyłącznie atomy Al i O, zaś pod nią powłoka zawiera Al, Ti i W we wzajemnych proporcjach takich, jakie występowały bezpośrednio po osadzeniu czyli pierwotna amorficzna powłoka TiAlW pod wpływem wygrzewania w temperaturze 1173 K ulega przemianie w polikrystaliczną powłokę γ-tial(w) tj. o takim samym składzie fazowym jaki ma podłoże łopatki, co zapewniało bardzo dobrą adhezję. Paraboliczna stała szybkości utleniania, obliczona na podstawie przyrostu masy, była równa g 2 /cm 4 s, czyli niższa o cztery rzędy wielkości od parabolicznej stałej szybkości utleniania w takich samych warunkach podłoża ze stopu γ-tial o jednakowym udziale atomowym Al i Ti. P r z y k ł a d VI. Obróbce poddano model odwracacza ciągu silnika odrzutowego w postaci płytki o przekątnej 40 mm i grubości 3 mm ze stopu TiAl o składzie 60% Al i 40% Ti, przygotowany jak w przykładzie I. Płytkę umieszczono w komorze próżniowej na stoliku obrotowym w odległości 60 mm od płaskiej tarczy wykonanej z drobnoziarnistego spieku o składzie 50% Al, 39% Ti i 11% W i prowadzono proces osadzania powłoki jak w przykładzie V w czasie 8 godzin. Rentgenowska analiza fazowa powierzchni płytki przy wykorzystaniu monochromatycznego promieniowania rentgenowskiego CoK α o długości fali λ.=0,1792 nm wykazała, iż powłoka posiadała strukturę amorficzną a jej skład, wyznaczony metodą rentgenowskiej analizy fluorescencyjnej, był taki sam, jak tarczy ze spieku. Następnie płytkę poddano wygrzewaniu w temperaturze 1173 K w atmosferze statycznego powietrza przy ciśnieniu 100 kpa w czasie 120 godzin. Stwierdzono przyrost masy płytki równy 0,07 mg/cm 2. Metodą rentgenowskiej analizy fazowej powierzchni przy wykorzystaniu mono chromatycznego promieniowania rentgenowskiego CoK α stwierdzono obecność dwóch faz: korundu α-al 2 O 3 oraz γ-tial. Badania uzupełniające składu chemicznego powierzchni metodami Augera oraz EBSD wykazały, iż w pobliżu powierzchni powłoki występują jedynie atomy Al i O tworzące fazę α-al 2 O 3. Po wykonaniu przełomu płytki metoda skaningowej mikroskopii elektronowej wykazała, iż całkowita grubość powłoki jest równa około 3,5 μm. Po wyznaczeniu metodą Augera oraz EDS profili składu chemiczne-

6 6 PL B1 go na przełomie płytki stwierdzono, iż na powłokę składała się cienka warstewka o grubości około 0,2 μm, występująca tuż przy samej powierzchni powłoki, w skład której wchodziły wyłącznie atomy Al i O, natomiast po tą warstewką powłoka zawierała Al, Ti i W w proporcjach takich, jak bezpośrednio po osadzeniu. Badania składu fazowego wykazały, że pod wpływem wygrzewania w temperaturze w temperaturze 1173 K pierwotna amorficzna powłoka TiAlW uległa przemianie w polikrystaliczną powłokę γ-tial(w) o takim samym składzie fazowym jak podłoże, co zapewniało bardzo dobrą adhezję między powłoką a podłożem. Paraboliczna stała szybkości utleniania płytki, obliczona na podstawie przyrostu masy, była równa 1, g 2 /cm 4 s, czyli niższa o cztery rzędy wielkości od parabolicznej stałej szybkości utleniania w takich samych warunkach podłoża ze stopu γ-tial o jednakowym udziale atomowym Al i Ti. Zastrzeżenie patentowe Powłoka ochronna na elementy ze stopów metali, zwłaszcza na elementy ze stopu γ-tytanowo- -aluminiowego, zawierająca tytan i aluminium, znamienna tym, że zawiera 36-50% atomowych tytanu, 50-60% atomowych aluminium oraz wolfram w ilości 0,5-14% atomowych i posiada strukturę nanokrystaliczną i/lub amorficzną. Departament Wydawnictw UP RP Cena 2,00 zł.