[发明专利]具有较高热稳定性的Al-Cr-O基涂层及其制造方法

权利要求书

1.一种用于在工件表面上制造Al-Cr-O基涂层的方法，该方法至少包括以下步骤：

a)将至少一个具有待涂覆的表面的工件安放在真空室内，和

b)在待涂覆的工件表面上沉积含有铝和铬的膜A，其中，在该膜中的按原子百分比的铝铬比具有对应于Al/Cr≤2.3的第一值，

该方法的特征是，还包括以下步骤：

c)形成Cr-O的不稳定化合物，例如CrO₃和/或CrO₂，由此使得所述膜A所含的至少一部分铬以Cr-O不稳定化合物形式离开所述膜A，

其中，步骤c)在一个时间段内被执行，在此期间，该膜A内的铬含量被减少直至获得该膜A中按原子百分比的铝铬比的对应于Al/Cr≥3.5的第二值，

并且其中，该膜A转变为膜B，该膜B具有减少的铬含量，对应于0％的铬或对应于Al/Cr比的所述第二值，产生了比具有对应于所述第一值的Al/Cr比的膜A更高的热稳定性。

2.根据权利要求1的方法，其中，在该真空室内产生氧等离子体，并且使在步骤b)中沉积的该膜A暴露于该氧等离子体，直到Cr扩散出该膜并与在该膜的表面处可得的氧反应，由此形成步骤c)中的Cr-O的不稳定化合物。

3.根据权利要求1的方法，其中，在步骤b)中沉积的该膜A在高于900℃的温度在含氧气氛中接受退火，直到Cr扩散出该膜A并与在该膜A的表面处可得的氧反应，由此形成步骤c)中的Cr-O的不稳定化合物。

4.根据权利要求1至3之一的方法，其中，按照基本上只形成不稳定化合物CrO₂的方式调整在步骤c)中形成Cr-O的不稳定化合物的条件。

5.根据权利要求1至4之一的方法，其中，在步骤b)中沉积的膜A是Al-Cr-O膜。

6.根据权利要求5的方法，其中，执行所述步骤c)的所述时间段被选择为足够长，使得在步骤b)中沉积的膜A所含的至少90％的铬扩散出膜A，并且在步骤d)中形成的膜B含有至少90％的具有刚玉结构的α-氧化铝。

7.根据权利要求6的方法，其中，执行所述步骤c)的所述时间段被选择足够长，使得在步骤b)中沉积的膜A所含的全部铬扩散出膜A，并且在步骤d)中形成的膜B仅含有具有刚玉结构的α-氧化铝。

8.根据权利要求5的方法，其中，执行所述步骤c)的所述时间段被选择为足够长，使得在步骤b)中沉积的膜A所含的足够多的铬扩散出膜A，以使膜B被形成为基本上只含有具有刚玉结构的Al-Cr-O固溶体，由此使如此制造的Al-Cr-O固溶体膜B具有按照原子百分比的铝铬比的对应于Al/Cr≥4的第二值。

9.根据权利要求3的方法，其中，该退火温度被选择为高于1000℃。

10.根据权利要求3的方法，其中，该退火温度被选择为高于1100℃。

11.根据权利要求3的方法，其中，该退火温度被选择为高于1200℃。

12.一种工件，具有通过根据权利要求6或7的方法涂覆的表面，由此包括具有刚玉结构的α-氧化铝膜，其显示出孔，所述孔在Cr扩散出该膜的过程中形成。

13.一种工件，具有通过利用根据前述权利要求1至11之一的方法涂覆的表面，其中，被涂覆的工件的表面材料是多晶氧化铝、蓝宝石刚玉、莫来石或含氧化铝的任何其它化合物，尤其是含有以下材料或由以下材料的混合物构成的化合物：

-氧化铝和钇稳定氧化锆，和/或

-氧化铝和氮化硅，和/或

-氧化铝和碳化硅，和/或

-氧化铝和氧化钇，和/或

-氧化铝和氧化铒。

14.根据权利要求12或13的工件，其中，该工件是涡轮发动机部件。