本發(fā)明涉及一種包含富含鉻(Cr)的區(qū)域的涂布材料，所述區(qū)域的Cr含量>95質(zhì)量％，其形成含Cr粒子。本發(fā)明進一步涉及一種產(chǎn)生涂層的方法及一種涂層。

背景技術(shù)：

常規(guī)地呈粉末或顆粒形式的涂布材料優(yōu)選地用于熱噴涂工藝。熱噴涂工藝包括例如等離子噴涂(常壓，在保護氣體下或在低壓下)、粉末火焰噴涂、高速火焰噴涂(HVOF，來源于高速氧燃料)、爆炸噴涂(沖擊波火焰噴涂)、激光噴涂以及冷氣噴涂(CGS)。所有熱噴涂工藝的常見特征是熱能與動能的相互作用。將涂布材料在噴燒器(熱能)中加熱和/或加速到較高速度(動能)。在冷氣噴涂中，例如已引入到高壓并且經(jīng)加熱的處理氣體(大多N2、He或其混合物)借助于收斂擴散噴嘴(也稱為超聲波噴嘴)膨脹。噴嘴的典型形式是拉伐爾(Laval)噴嘴(也稱為德拉伐爾(德Laval)噴嘴)。進而產(chǎn)生噴涂工藝所需要的動能。取決于使用的處理氣體，可以獲得900m/s(在氮氣的情況下)到2500m/s(在氦氣的情況下)的氣體速度。將涂布材料引入例如在噴嘴的最窄截面的上游的氣流中并且典型地自400加速到1200m/s。具有極良好粘著特性的稠密涂層可以用許多材料通過冷氣噴涂產(chǎn)生。與其它噴涂工藝相比氣體溫度極低。因此，噴涂粒子的熱能也極大地降低，其減少與氣體的反應(yīng)。然而，涂布材料的特性對涂布工藝并且因此對沉積的涂層的質(zhì)量具有顯著影響。

在熱噴射涂層中，涂層自涂布材料的個別粒子逐層積累。在沖擊襯底表面時出現(xiàn)加熱粒子的橫向散布。沖擊粒子形成封閉涂層，其取決于涂布材料的特性可以經(jīng)孔和微裂縫穿過。

對于熱噴涂層的質(zhì)量來說，涂布材料與襯底材料的粘著和涂布材料的粒子之間的內(nèi)聚力至關(guān)重要。原則上，熱噴涂涂層的粘著是多 個物理和化學(xué)粘著機制的相互作用，其取決于粒子速度(動能)、粒子溫度(熱能)以及襯底特性，如材料組成、粗糙度以及表面溫度。在冷氣噴涂的情況下，另一個準則是粒子在相對低溫下離開噴涂嘴。在具有高屈服強度/彈性極限的涂布材料的情況下，此可以與流動性不足相關(guān)，其結(jié)果是涂層積聚不可能。涂層的上文所描述的要求(如涂層粘著力、低孔隙率、較高晶界強度以及涂層延展性)由不同涂布材料在不同程度上滿足。尤其難以處理的涂布材料是鉻。

自鉻氧化物大規(guī)模產(chǎn)生鉻金屬粉末目前僅通過鋁熱和電解工藝來進行。然而，以那種方式產(chǎn)生的粉末具有不佳噴涂行為，尤其在低熱能組分的情況下。此外，由于使用Cr(VI)化合物，電解工藝對環(huán)境有害。愈來愈嚴格的環(huán)境規(guī)范意味著此工藝在經(jīng)濟上并且就環(huán)境來說是幾乎不合理的。

除鋁熱和電解工藝以外，也已嘗試用氫或碳減少鉻氧化物，如公開于出版物“較稀有金屬鉻的冶金(Metallurgy of the Rarer Metals-Chromium)”；亞瑟亨利敘利(Arthur Henry Sully)；巴特沃斯科學(xué)出版物(Butterworths Scientific Publications)(1954)中和專利或?qū)＠暾圙B 512,502、JP 54013408 A、JP 07216474 A、JP 3934686 B2以及JP 06081052 A中。然而，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)所描述的工藝不適用于轉(zhuǎn)換成大規(guī)模。

因此，迄今尚不可能使用已知Cr粉末產(chǎn)生稠密、強粘著、經(jīng)冷氣噴涂的涂層。盡管與W、Mo、Ti、Zr、Ni、Co、Fe、Al、Ag、Cu或其合金在一個列表中的Cr的具有<500ppm的O含量和<500ppm的H含量的冷氣噴涂層公開于WO 2008/057710(A2)中，可僅在更具延性材料，如Ti、Zr、Ni、Co、Fe、Al、Ag以及Cu的情況下實現(xiàn)技術(shù)轉(zhuǎn)換。在申請本發(fā)明時，專家中的通常觀點是由于Cr的高屈服強度、較高加工硬化以及脆性，無法產(chǎn)生冷氣噴涂的Cr涂層。

此為為何最大比例的含Cr涂層繼續(xù)電鍍沉積的一個原因。由于不佳效率程度和較高電流，在鉻鍍敷期間形成氫和氧。鉻浴通過爆裂氣泡精細地霧化。由于來自鉻(VI)的較高癌癥風(fēng)險，因此鉻浴必須抽吸清潔并且遏制鉻氣溶膠的形成。因此，出于此原因存在對遠離有環(huán) 境問題的Cr電鍍的極大的興趣。此外，較硬鉻涂層含有極精細裂紋的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其大致垂直于表面。這些裂紋的形成與在沉積期間經(jīng)排氣的氫氣緊密相關(guān)。一些氫暫時以氫化鉻形式并入到鉻涂層中。當氫化鉻隨后分解時，出現(xiàn)鉻涂層的收縮并且所得張應(yīng)力產(chǎn)生裂紋，其又降低防腐特性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明的目標是提供一種含Cr涂布材料，含Cr涂層，尤其具有較高Cr含量、具有良好涂層粘著力以及高密度的含Cr涂層可以可靠地用所述含Cr涂布材料通過熱涂布工藝，尤其通過冷氣噴涂產(chǎn)生。本發(fā)明的另一個目標是提供一種產(chǎn)生具有高密度的強粘著性含Cr涂層的方法，所述涂層盡可能沒有大致垂直于表面的裂紋。另一個目標是提供一種具有較高Cr含量的通過冷氣噴涂產(chǎn)生的涂層。

通過獨立權(quán)利要求書實現(xiàn)所述目標。在附屬權(quán)利要求中描述特定實施例。

涂布材料優(yōu)選地呈粉末或顆粒形式。粉末理解為意指多個粒子，其中粒子又可以由初級粒子和與初級粒子粘結(jié)的次級粒子組成。如果粒徑較小，那么對于噴涂工藝可以有利的是將又由初級和次級粒子組成的多個粉末粒子轉(zhuǎn)化成粉末顆粒。粉末顆粒粒子可以因此由多個粒子組成。這些粒子可以通過在存在或不存在一或多種其它成分下材料粘結(jié)來粘結(jié)在一起。粉末粒子或粉末顆粒粒子的尺寸稱為粒徑并且常規(guī)地借助于激光衍射測定法來測量。測量結(jié)果以分布曲線形式提供。d₅₀值進而指示平均粒徑。d₅₀意思指50％粒子小于指示值。

涂布材料包含Cr含量>95質(zhì)量％的富含Cr的區(qū)域。富含Cr的區(qū)域至少部分由富含Cr的相組成。富含Cr的區(qū)域與富含Cr的相在以下同義使用。Cr含量>95質(zhì)量％的富含Cr的相意思指溶解元素的比例≤5質(zhì)量％。優(yōu)選地，涂布材料中含有的大部分(>70質(zhì)量％，尤其>80質(zhì)量％，最尤其>90質(zhì)量％)Cr以Cr含量>95質(zhì)量％的富含Cr的相的形式存在。其它相成分可以并入到富含Cr的相中。當評估富含Cr的相中的Cr含量時不考慮這些。如果溶解元素的含量>5質(zhì) 量％(Cr含量<95質(zhì)量％)，那么這些區(qū)域的硬度過高，其對噴涂行為具有不利影響。富含Cr的區(qū)域形成粒子(以下也稱為含Cr粒子或僅稱為粒子)。

對于本發(fā)明，涂布材料滿足以下條件中的至少一個是重要的：

-至少一些含Cr粒子以聚集物或聚結(jié)物形式存在。

-至少一些含Cr粒子具有孔。

-富含Cr的區(qū)域的平均納米硬度_{HIT 0.005/5/1/5}≤4GPa。

-含Cr粒子的平均表面積借助于BET測量是>0.05m²/g。

已顯示即使當僅滿足這些條件中的一個時可以產(chǎn)生有利的涂層。當滿足兩個條件時，尤其當滿足三個或所有四個條件時可以產(chǎn)生特別有利的涂層。以下詳細地論述這些特征和這些特征對涂布工藝的影響。

如所提及，至少一些含Cr粒子有利地以聚集物或聚結(jié)物形式存在。在粉末冶金中，聚集物理解為通過較強粘結(jié)而粘結(jié)在一起的初級粒子群，而在聚結(jié)物中，初級粒子群通過較弱粘結(jié)而粘結(jié)在一起(參見例如杰曼(German),R.:“粉末冶金科學(xué)引言(Introduction to powder metallurgy science)”,MPIF,普林斯頓(Princeton)(1984),32)。以下，聚集物表示無法通過常規(guī)超聲波解聚而分解的群，而聚結(jié)物可以至少部分分成初級粒子。超聲波解聚進而在20kHz及600W下進行。涂布材料有利地以聚集物形式存在，如也自實例顯而易見。含Cr初級粒子之間的粘結(jié)進而是材料粘結(jié)(冶金粘結(jié))，優(yōu)選地?zé)o其它元素的參與。尤其有利的是，所有粒子中的>20％，尤其>50％以聚集物或聚結(jié)物形式存在。如下進行評估。獲取5個樣品，借助于掃描電子顯微鏡分析其。在于圖像部分中包括20到50個粒子的放大率下，有可能以簡單方式判定粒子是否以聚集物/聚結(jié)物形式存在。基于評估粒子的總數(shù)確定以聚集物/聚結(jié)物形式存在的粒子的數(shù)目，并且計算五個樣品的平均值。

如果含Cr粒子的平均納米硬度_{HIT 0.005/5/1/5}≤4GPa，那么更有利。根據(jù)EN ISO 14577-1(2002版)使用玻氏(Berkovich)壓頭和根據(jù)奧利佛(Oliver)和法爾(Pharr)的評估方法測定納米硬度_{HIT 0.005/5/1/5}。硬度值涉及優(yōu)選地不經(jīng)受額外后處理(如退火)的粉末或粉末顆粒。納米硬度優(yōu)選地≤3.5GPa。在極高要求的情況下，納米硬度_{HIT 0.005/5/1/5}≤3GPa是有利的。在極純Cr相的情況下，有可能產(chǎn)生納米硬度_{HIT 0.005/5/1/5}是大約1.5GPa的金屬粉末。為了測定納米硬度，制備粉末部分并且在粒子的拋光截面表面上測定納米硬度。

如果至少一些含Cr粒子具有孔，那么是更有利的。尤其有利的是，所有粒子中的>20％，尤其>50％具有孔。評估通過如上文所描述的掃描電子顯微鏡研究對特征聚集物/聚結(jié)物進行。

此外，粒子優(yōu)選地具有借助于定量圖像分析測定的>10體積％的平均孔隙率。尤其優(yōu)選地，粒子的平均孔隙率>20體積％，尤其優(yōu)選地>40體積％。已經(jīng)可能實現(xiàn)85體積％和更大的值。孔隙率P的優(yōu)選的范圍是10體積％<P<85體積％，20體積％<P<85體積％，或40體積％<P<85體積％。平均孔隙率的測定通過以下程序進行。首先制備粉末部分。為此，將粉末嵌入環(huán)氧樹脂中。在8小時的固化時間之后，金相學(xué)地制備樣品，亦即可以隨后進行對粉末截面的分析。制備包含以下步驟：在150到240N下用磨粒尺寸800、1000以及1200的牢固粘結(jié)SiC紙研磨；用3μm晶粒尺寸的金剛石懸浮液拋光；用晶粒尺寸0.04μm的OPS(氧化物拋光懸浮液)最終拋光；在超聲波浴中清潔樣品并且干燥樣品。隨后針對每一樣品制備不同代表性粒子的十個圖像。此借助于掃描電子顯微術(shù)使用4象限環(huán)形檢測器進行以檢測反向散射電子(BSE)。激發(fā)電壓是20kV，傾斜角是0°。聚焦圖像。對于正確圖像分析，分辨率應(yīng)至少是1024×768個像素。選擇對比度以使得孔清楚地自金屬基體顯現(xiàn)出。選擇圖像的放大率以使得每一圖像含有一個粒子。使用圖像存取(Image Access)軟件進行定量圖像分析。使用“粒子分析”模塊。每一圖像分析遵循以下步驟：設(shè)置灰度電平臨限值以使得檢測晶粒中的開孔體積；固定測量框，在此情況下是晶粒內(nèi)最大尺寸的圓圈/矩形(面積0.02-0.5mm²)；檢測設(shè)置：僅在ROI中測量，包括圖像邊緣，通過對象裁剪ROI。在采集期間或在分析圖像期間不使用濾波函數(shù)。因為反向散射電子圖像中的孔與金屬基體相比顯得較暗，將“暗色物件”在檢測設(shè)置中定義 為孔。在已經(jīng)分析10個圖像后，對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計評估。自其測定孔的平均表面積比例(％)，其可以與平均孔隙率(體積％)等效。

根據(jù)本發(fā)明的孔優(yōu)選地至少部分是開孔。開孔理解為通過孔通道連接到表面的孔。以總孔隙率計，開孔的體積比例有利地>30體積％，極有利地>50體積％，優(yōu)選地>70體積％并且尤其優(yōu)選地>90體積％。開孔又優(yōu)選地彼此相連。

有利、優(yōu)選地開口孔隙率和/或粉末形式(聚集物或聚結(jié)物)還促成含Cr粒子的極高的BET比表面積，有利地是>0.05m²/g。BET測量根據(jù)標準(ISO 9277:1995，測量范圍：0.01-300m²/g；儀器：雙子(Gemini)II 2370，加熱溫度：130℃，加熱時間：2小時，吸附物：氮氣，通過五點測定進行體積評估)進行。進一步優(yōu)選的實施例是：BET表面積≥0.06m²/g，≥0.07m²/g，≥0.08m²/g，≥0.09m²/g或≥0.1m²/g。

粉末形式(聚集物或聚結(jié)物)、低納米硬度、較高BET表面積以及孔隙率都單獨或尤其有利地組合對噴涂行為具有有利影響。假設(shè)低納米硬度有利地影響個別粉末粒子的流動性?？紫堵?、粉末形式以及BET表面積對噴涂行為的作用機制尚未詳細地理解。完全可能的是此為多個影響的相互作用，亦即：

·流動應(yīng)力降低

·微塑性流動工藝的促進

·通過冷變形的較低固化(到最近表面，也到孔表面的較少位錯路徑)

·在沖擊時的較高粒子散布

·較好機械互鎖并且因此較大粘著力。

下文將詳細描述具有上文所描述的特征的涂布材料如何可以更可靠的方式產(chǎn)生。

如果含Cr粒子的粒徑d₅₀>5μm并且<150μm，那么是更有利的。d₅₀值借助于激光衍射測定法使用標準(ISO 13320-2009)測量。更有利的范圍是：10μm<d₅₀<120μm或15μm<d₅₀<100μm。較低尺寸范圍內(nèi)的值可以在無額外?；襟E的情況下實現(xiàn)。如果 產(chǎn)生在無粒化的情況下進行，那么產(chǎn)生的產(chǎn)物稱為粉末。如果例如起始產(chǎn)物(例如Cr氧化物或Cr氫氧化物)，即中間物(例如Cr金屬粉末)通過常規(guī)工藝粒化，那么可以實現(xiàn)上限d₅₀范圍內(nèi)的值。以那種方式產(chǎn)生的產(chǎn)物稱為粉末顆粒。

在極脆性材料(如Cr)的情況下，涂布材料的粒徑迄今保持極精細，因為僅較小粒子實現(xiàn)粘著所需的速度。然而，極精細粉末不充分流動并且可以導(dǎo)致粉末饋送系統(tǒng)堵塞。此外，使用精細粉末引起涂層質(zhì)量受損，因為在具有極小粒徑的粉末的情況下與在較粗粉末的情況下相比在沖擊襯底時粘結(jié)的粒子較不佳。這些尺寸影響基于動態(tài)影響，如在沖擊時和在歸因于應(yīng)變速率固化的材料的較高動態(tài)強度時在邊界表面局部形成的熱的極快速均衡。在較小粒子沖擊的情況下都更明顯。在根據(jù)本發(fā)明的涂布材料的情況下，現(xiàn)在即使在較低沖擊速度的情況下可能實現(xiàn)較高涂層質(zhì)量。因此還可以使用較粗粉末。

有利的是，涂布材料中的Cr含量>20質(zhì)量％，優(yōu)選地>50質(zhì)量％、>60質(zhì)量％、>70質(zhì)量％或>80質(zhì)量％，尤其優(yōu)選地>90質(zhì)量％、95質(zhì)量％或>99質(zhì)量％。

當添加一或多種其它涂布材料時根據(jù)本發(fā)明的涂布材料還產(chǎn)生有利結(jié)果。在尤其冷氣噴涂的情況下，當將具有與Cr相比較低的屈服強度和/或硬度的材料施用于含Cr粒子表面(至少在區(qū)域中)時已可能實現(xiàn)極好的結(jié)果。優(yōu)選的含量是0.01到50質(zhì)量％，尤其優(yōu)選地0.1到30質(zhì)量％或3到25質(zhì)量％。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)面心金屬(如Ni或Cu)尤其適合。

涂層硬度可以有利地通過添加硬質(zhì)材料增加。所有常規(guī)硬質(zhì)材料，如碳化物、硼化物或氮化物可以用作硬質(zhì)材料。有利的碳化物是例如碳化鉻或碳化鎢。碳化鉻可以就地在產(chǎn)生期間產(chǎn)生，其引起碳化物的尤其均質(zhì)和精細分布。出人意料地，具有高達80質(zhì)量％的硬質(zhì)材料比例，其余部分是Cr的粉末混合物可以仍通過冷氣噴涂來噴涂。涂布材料中硬質(zhì)材料的優(yōu)選的比例是0.1質(zhì)量％到80質(zhì)量％，尤其優(yōu)選地1質(zhì)量％到50質(zhì)量％。

然而，當將固體潤滑劑(如石墨、硫化物(有利地二硫化鉬)、 氮化硼或氧化物(有利地氧化釩))添加到涂布材料中時，也可以實現(xiàn)有利特性。潤滑劑的最大含量由可實現(xiàn)的涂層質(zhì)量確定。優(yōu)選地，潤滑劑的含量是0.1質(zhì)量％到30質(zhì)量％，尤其優(yōu)選地1質(zhì)量％到25質(zhì)量％。

甚至已顯示當根據(jù)本發(fā)明的涂料組合物僅用以產(chǎn)生基于不同材料的涂層時其還產(chǎn)生涂層特性的改進。舉例來說，MCrAlY合金的層可以借助于冷氣噴涂以極高質(zhì)量產(chǎn)生。MCrAlY理解為意指基于Ni或Fe的合金，其包含Cr、Al以及稀土金屬(例如Y)。

涂布材料有利地包含0.005到5質(zhì)量％一或多種稀土金屬(包括釔)。稀土金屬可以優(yōu)選地還以氧化形式存在。稀土金屬或稀土金屬氧化物對腐蝕特性具有特別有利的影響。

優(yōu)選的其它組合物(優(yōu)選Cr含量>50質(zhì)量％)是：

·包含至少一種來自群組Fe、Co、Mn、Al、Nb、Ta以及V的金屬的Cr；優(yōu)選的含量是0.01到50質(zhì)量％；尤其優(yōu)選的含量是0.1到30質(zhì)量％或3到25質(zhì)量％；

·包含至少一種來自群組Ti、Zr、Hf、Mo、W以及Re的金屬的Cr；優(yōu)選的含量是0.01到20質(zhì)量％；

·包含Si和/或B的Cr，優(yōu)選地0.005到20質(zhì)量％，尤其優(yōu)選地最多10質(zhì)量％、5質(zhì)量％或2質(zhì)量％。

所有在說明書中提及的合金組分也以組合形式產(chǎn)生有利特性。

根據(jù)本發(fā)明的目標還通過使用根據(jù)本發(fā)明的涂布材料產(chǎn)生涂層的工藝來實現(xiàn)。有利的是，使用熱噴涂工藝。

尤其適合的工藝是冷氣噴涂。有利的是，工藝包含至少以下步驟：

·提供具有10到100巴，有利地20到60巴，尤其有利地30到50巴的壓力，和在室溫與1400℃之間，有利地300℃到1200℃，尤其有利地600℃到1000℃的溫度的處理氣體；

·在收斂擴散噴嘴中將所述處理氣體加速，優(yōu)選地加速到超聲波速度；

·在所述收斂擴散噴嘴上游、當中或下游將根據(jù)本發(fā)明的所述涂 布材料注入到所述處理氣體中；以及

·在涂布材料沖擊在襯底上時形成粘著層。

有利壓力和溫度的上限范圍由目前可獲得的安裝提供。原則上，較高處理氣體溫度和較高壓力增加粒子在襯底表面上的沖擊速度并且因此對涂層特性具有有利影響。較高處理氣體溫度還在沖擊在襯底表面上時引起粒子的較高溫度，其同樣地對涂層特性具有有利影響。因此，如果將來可獲得準許較高壓力和/或溫度的安裝，那么有利范圍可以朝向較高值偏移。

已知粒子的沖擊速度必須超過臨界極限以便實現(xiàn)粒子與襯底的粘著。此臨界速度主要取決于使用的涂布材料、粒子的粒徑和溫度以及襯底。在根據(jù)本發(fā)明的涂布材料的情況下，明顯有可能降低臨界沖擊速度。因此，還有可能使用氮氣或富含氮氣(>50體積％氮氣)的氣體作為處理氣體。因此，不需要如氦氣或含氦氣的氣體混合物的產(chǎn)生較高氣體速度但具有顯著較高工藝成本的處理氣體。因此，有利的是，氮氣或含氮氣的氣體用作處理氣體。

然而，還已顯示根據(jù)本發(fā)明的涂布材料還可有利地與粒子速度與冷氣噴涂相比較低并且粒子溫度較高的工藝技術(shù)一起使用。因此有可能用高速火焰噴涂工藝實現(xiàn)極良好涂布結(jié)果。

根據(jù)本發(fā)明的目標還由具有>50質(zhì)量％的Cr含量、>20μm的平均厚度以及含有至少部分變形含Cr晶粒的微結(jié)構(gòu)的涂層實現(xiàn)。優(yōu)選地，平均厚度>30、>40或>50μm。優(yōu)選地，Cr含量>70質(zhì)量％，尤其優(yōu)選地>90質(zhì)量％、>95質(zhì)量％或>99質(zhì)量％。涂層的變形含Cr晶粒的平均納米硬度_{HIT 0.005/5/1/5}優(yōu)選地是>4GPa。平均納米硬度_{HIT 0.005/5/1/5}優(yōu)選地>4.3GPa、>4.6GPa、>4.9GPa、>5.2GPa、>5.5GPa或>6GPa。層厚度的測定通過常規(guī)金相學(xué)方法進行。納米硬度的測量在截面上以與在說明書中所解釋用于測定粉末硬度的方式類似的方式進行。

涂層優(yōu)選地通過冷氣噴涂產(chǎn)生。冷氣噴涂有利地包含至少以下步驟：提供具有10到100巴的壓力和在室溫與1400℃之間的溫度的處理氣體；在收斂擴散噴嘴中將處理氣體加速；在收斂擴散噴嘴上游、 當中或下游將涂布材料注入到處理氣體中；以及在涂布材料沖擊在襯底上時形成粘著層。有利的是，氮氣或富含氮氣的氣體用作處理氣體。正如在開頭已經(jīng)提到，迄今尚不可能通過冷氣噴涂自基于Cr的材料(Cr含量>50質(zhì)量％)產(chǎn)生涂層。冷氣噴涂暗示晶粒在<噴涂粒子的熔點的溫度下的變形。晶粒優(yōu)選地是冷變形的。冷變形應(yīng)理解為意指冶金定義，即粒子在沖擊在襯底上時在低于所討論的材料的再結(jié)晶溫度的溫度下變形。因為溫度的作用時間極短，根據(jù)阿侖尼烏斯方程式(Arrhenius equation)再結(jié)晶需要的溫度極高。在沖擊時粒子的變形具有如下影響：涂層的由粒子形成的至少一些晶粒優(yōu)選地在側(cè)向方向上(與層表面平行)伸展，平均(至少10個伸展晶粒的平均值)縱橫比>1.3。尤其優(yōu)選地，平均縱橫比>2、>3、>4或>5?？v橫比金相學(xué)地，例如通過圖像分析測定。

涂層的優(yōu)選組成(還呈所列組分的組合形式)是：

·含量>60質(zhì)量％、>70質(zhì)量％、>80質(zhì)量％或>90質(zhì)量％的Cr；尤其優(yōu)選地純度>95質(zhì)量％或>99質(zhì)量％的Cr；

·包含固體潤滑劑的Cr(Cr含量>50質(zhì)量％)，所述固體潤滑劑如石墨、硫化物(有利地二硫化鉬)、氮化硼或氧化物(有利地氧化釩)，潤滑劑的優(yōu)選含量是0.1到30質(zhì)量％，尤其優(yōu)選地1質(zhì)量％到25質(zhì)量％；

·包含至少一種硬質(zhì)材料，尤其一或多種碳化物(例如碳化鉻和碳化鎢、硼化物和/或氮化物的Cr(Cr含量>50質(zhì)量％)；硬質(zhì)材料的優(yōu)選比例>0.1質(zhì)量％，尤其優(yōu)選地>1質(zhì)量％；硬質(zhì)材料的比例的優(yōu)選范圍是0.1到50質(zhì)量％；

·包含至少一種其它金屬的Cr(Cr含量>50質(zhì)量％)；

-優(yōu)選地具有與Cr相比較低的屈服強度和/或硬度的至少一種金屬；優(yōu)選的含量是0.01到50質(zhì)量％；

-優(yōu)選地至少一種來自群組Ni、Cu、Fe、Co、Mn、Al、Nb、Ta以及V的金屬；優(yōu)選的含量是0.01到50質(zhì)量％；尤其優(yōu)選的含量是0.1到30質(zhì)量％或3到25質(zhì)量％；

-優(yōu)選地至少一種來自群組Ti、Zr、Hf、Mo、W以及Re的金屬； 優(yōu)選的含量是0.01到20質(zhì)量％；

-優(yōu)選地至少一種稀土金屬(包括釔)；優(yōu)選的含量是0.005到5質(zhì)量％；優(yōu)選地還以氧化形式存在；

·包含優(yōu)選地0.005到20質(zhì)量％，尤其優(yōu)選地10質(zhì)量％、5質(zhì)量％或2質(zhì)量％Si和/或B的Cr(Cr含量>50質(zhì)量％)。

根據(jù)本發(fā)明的涂層優(yōu)選地具有>85％、尤其>93％、95％或98％的密度(通過浮力方法測量)。涂層的O含量(氧含量)優(yōu)選地<0.3質(zhì)量％、<0.2質(zhì)量％或<0.1質(zhì)量％。涂層的C含量(碳含量)優(yōu)選地<0.05質(zhì)量％、<0.035質(zhì)量％或<0.02質(zhì)量％。此外，涂層優(yōu)選地不含未經(jīng)歷由于噴涂操作的形狀變化的粒子。

以下描述可以用于低成本地以簡單和可靠方式產(chǎn)生根據(jù)本發(fā)明的涂布材料的工藝。

此工藝包含任選地用添加的固體碳源在氫氣和烴的至少暫時作用下還原至少一種來自由Cr氧化物和Cr氫氧化物組成的群組的化合物。存在適用作鉻氧化物或鉻氫氧化物的物質(zhì)，優(yōu)選地呈粉末形式的Cr(III)化合物，例如Cr₂O₃、CrOOH、Cr(OH)₃，或鉻氧化物與鉻氫氧化物的混合物。優(yōu)選的鉻源是Cr₂O₃。為了最終產(chǎn)物的高純度，優(yōu)選地，限制條件是所使用的Cr₂O₃至少是顏料等級。

優(yōu)選地，將來自由Cr氧化物和Cr氫氧化物組成的群組的化合物任選地與添加的固體碳源一起加熱到溫度T_R，1100℃≤T_R≤1550℃，和任選地保持在所述溫度下。<1100℃或>1550℃的溫度導(dǎo)致減弱的粉末特性，或較不經(jīng)濟的工藝。出于工業(yè)目的，當選擇大約1200℃到1450℃的溫度T_R時反應(yīng)進行地尤其好。

雖然在根據(jù)本發(fā)明的較低溫度范圍內(nèi)，在T_R下的極長保持時間是必需的以便產(chǎn)生90％的有利還原程度，在根據(jù)本發(fā)明的上限溫度范圍內(nèi)保持時間可以選擇為極短或可以完全省略。還原程度R定義為在時間t下分解的氧的量相對于氧化鉻或氫氧化鉻中存在的氧的總量的比率。

基于實例，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可以容易地確定用于其鍋爐(連續(xù)鍋爐、分批鍋爐、最大可實現(xiàn)的鍋爐溫度……)的溫度與時間的最 優(yōu)組合。反應(yīng)優(yōu)選地在T_R下保持基本上恒定(等溫)持續(xù)至少30％、尤其優(yōu)選地至少50％的反應(yīng)時間。

烴的存在確保通過化學(xué)輸送工藝形成具有根據(jù)本發(fā)明的特性的粉末。反應(yīng)的總壓力有利地是0.95巴到2巴。烴有利地以CH₄的形式存在。優(yōu)選地，至少在加熱操作期間，烴分壓至少暫時是5到500毫巴。殘余氣體氛圍優(yōu)選地是氫氣。氫氣和烴的作用優(yōu)選地至少在800℃到1050℃的溫度范圍內(nèi)發(fā)生。在此溫度范圍內(nèi)，烴分壓優(yōu)選地是5到500毫巴。自起始物質(zhì)形成的反應(yīng)混合物在所述溫度范圍內(nèi)持續(xù)優(yōu)選地至少45分鐘，尤其優(yōu)選地至少60分鐘。此時間包括在所述溫度范圍內(nèi)的加熱操作和任何等溫保持階段兩者。在根據(jù)本發(fā)明的工藝條件下，確保在優(yōu)選地<T_R的溫度下，至少一種選自由Cr氧化物和Cr氫氧化物組成的群組的化合物在氫氣和烴的作用下至少部分轉(zhuǎn)化成碳化鉻。優(yōu)選的碳化鉻是Cr₃C₂、Cr₇C₃或Cr₂₃C₆。經(jīng)由烴分壓建立的碳化鉻的部分形成又對粉末特性具有有利影響。在根據(jù)本發(fā)明的工藝條件下，進一步確保碳化鉻與存在于和/或添加到反應(yīng)混合物中的Cr氧化物/Cr氫氧化物反應(yīng)形成Cr，在T_R下此工藝占優(yōu)勢。

烴可以氣態(tài)形式添加到反應(yīng)中。優(yōu)選地，至少一種來自由Cr氧化物和Cr氫氧化物組成的群組的化合物在H₂-CH₄氣體混合物的至少暫時作用下還原。有利的是，選擇1到200，尤其有利的是1.5到20范圍內(nèi)的H₂/CH₄體積比率。H₂-CH₄氣體混合物的作用優(yōu)選地至少暫時在加熱到T_R的階段期間進行，對粉末形式的形成的影響尤其在850℃到1000℃的溫度范圍內(nèi)極其有利。如果達到大致1200℃的溫度，那么優(yōu)選地將氛圍改為純氫氣氛圍，優(yōu)選地，露點<-40℃(在氣體供應(yīng)區(qū)域中測量)。如果T_R低于1200℃，那么轉(zhuǎn)換到純氫氣氛圍優(yōu)選地在達到T_R時進行。在T_R下的等溫階段和冷卻到室溫有利地在氫氣氛圍中進行。尤其在冷卻期間，使用露點<-40℃的氫氣是有利的，以避免再氧化。

還有可能將固體碳源添加到Cr氧化物和/或Cr氫氧化物。優(yōu)選地，在鉻化合物中每摩爾氧使用在0.75與1.25摩爾之間，更優(yōu)選地在0.90與1.05摩爾之間的碳。進而意指可用于與鉻化合物反應(yīng)的碳 的量。在一尤其優(yōu)選的變型實施例中，在大約0.98下的O與C的比率是略微亞化學(xué)計量的。優(yōu)選地，限制條件為固體碳源選自群組碳黑、活性碳、石墨、釋放碳的化合物或其混合物。可以提及的釋放碳的化合物的實例是碳化鉻，如Cr₃C₂、Cr₇C₃以及Cr₂₃C₆。在含H₂氛圍中將粉末混合物加熱到T_R。優(yōu)選地調(diào)節(jié)H₂壓力以至少在800℃到1050℃的溫度范圍內(nèi)獲得5到500毫巴的CH₄分壓。有利地在氫氣氛圍中再次進行在T_R下的等溫階段和冷卻到室溫。在工藝的這些階段期間烴的存在不是必需的。在工藝的此階段中并且在冷卻階段期間氫氣防止再氧化工藝。在冷卻階段期間，優(yōu)選地使用露點<-40℃的氫氣氛圍。

在還原之前，可以將Cr氧化物或Cr氫氧化物粉末?；?。如已經(jīng)提到，?；硎緦⑤^小粒子轉(zhuǎn)化成顆粒，顆粒是較小粒子的累積。適合的?；に囀抢缭趶娏旌掀髦性谔砑颖砻婊钚蕴砑觿?例如聚乙烯吡咯烷酮)下的噴霧?；蚍謱恿；に?。在還原之前的?；灿欣?，因為其改進氣態(tài)起始物質(zhì)(例如氫氣)和氣態(tài)產(chǎn)物(例如CO)的穿透，因為區(qū)域存在于氣體可以在無摩擦損失的情況下流動的顆粒粒子之間。

在還原之前，并且尤其有利地在任何粒化操作之前，一或多種呈氧化形式的合金元素可以有利地添加到Cr氧化物或Cr氫氧化物中。優(yōu)選地，合金元素的氧化物無法經(jīng)還原或可以在氧化鉻的還原的條件下僅略微還原，以使得確保避免鉻通過呈元素狀態(tài)的合金元素的擴散而固溶體強化。

附圖說明

以下借助于實例更詳細地解釋本發(fā)明。

圖1顯示根據(jù)實例1的篩分粒級<45μm的根據(jù)本發(fā)明的涂布材料的掃描電子顯微鏡圖像。

圖2顯示根據(jù)實例1的篩分粒級是45-100μm的根據(jù)本發(fā)明的涂布材料的掃描電子顯微鏡圖像。

圖3顯示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的篩分粒級<45μm的電解還原Cr粉末。

圖4顯示根據(jù)實例2的使用根據(jù)本發(fā)明的涂布材料沉積在鋼管上的根據(jù)本發(fā)明的CGS Cr涂層。

圖5顯示根據(jù)實例2的使用根據(jù)本發(fā)明的涂布材料沉積在AlMg3管上的根據(jù)本發(fā)明的CGS Cr涂層的掃描電子顯微鏡圖像。

圖6顯示根據(jù)實例4的使用根據(jù)本發(fā)明(在B型安裝下噴涂)的涂布材料的根據(jù)本發(fā)明的CGS Cr涂層的掃描電子顯微鏡圖像。

圖7顯示其上已根據(jù)實例6嘗試用現(xiàn)有技術(shù)粉末沉積CGS Cr涂層的鋼襯底的掃描電子顯微鏡圖像。

圖8顯示根據(jù)實例6的使用根據(jù)本發(fā)明的涂布材料沉積在鋼襯底上的根據(jù)本發(fā)明的CGS Cr涂層的掃描電子顯微鏡圖像。

圖9顯示根據(jù)實例7的使用根據(jù)本發(fā)明的涂布材料產(chǎn)生的沉積在AlMg3襯底上的根據(jù)本發(fā)明的CGS Cr-10質(zhì)量％Cr₂₃C₆涂層的掃描電子顯微鏡圖像。

圖10顯示根據(jù)實例7的使用根據(jù)本發(fā)明的涂布材料產(chǎn)生的沉積在AlMg3襯底上的根據(jù)本發(fā)明的CGS Cr-50質(zhì)量％Cr₂₃C₆涂層的掃描電子顯微鏡圖像。

圖11顯示根據(jù)實例8的使用根據(jù)本發(fā)明的涂布材料產(chǎn)生的沉積在AlMg3襯底上的根據(jù)本發(fā)明的CGS Cr-30質(zhì)量％Cu涂層的掃描電子顯微鏡圖像。

圖12顯示根據(jù)實例9的使用根據(jù)本發(fā)明的涂布物質(zhì)產(chǎn)生的APSCr噴涂涂層的掃描電子顯微鏡圖像。

圖13顯示根據(jù)實例14的使用根據(jù)本發(fā)明的涂布材料產(chǎn)生的沉積在AlMg3襯底上的根據(jù)本發(fā)明的GCS Cr-Y₂O₃涂層的掃描電子顯微鏡圖像。

具體實施方式

實例1

在H₂作用下將平均粒徑d₅₀借助于激光繞射測量是0.9μm的Cr₂O₃與非晶碳黑(碳含量：Cr₂O₃中的每摩爾O，0.99摩爾)的混合物加熱到1050℃。調(diào)節(jié)加熱速率以使得在800℃到1050℃的溫度范 圍內(nèi)通過質(zhì)譜分析法測量的CH₄分壓>15毫巴。隨后將反應(yīng)混合物加熱到1450℃。在1450℃下的保持時間是5小時。在供應(yīng)露點<-40℃的干燥氫氣下進行自1050℃加熱到1450℃和保持在1250℃下，壓力是大約1巴。同樣地在露點<-40℃的H₂下進行爐內(nèi)冷卻。由此產(chǎn)生的Cr粉末在45μm下篩分(篩分粒級<45μm)并且其余部分在100μm下μm(篩分粒級是45-100μm)。<45μm的篩分粒級顯示于圖1中并且45-100μm的篩分粒級顯示于圖2中。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的電解還原的Cr粉末(參見圖3)同樣地在45μm下篩分。此用于比較目的。圖1和圖2清楚地顯示粒子具有孔。圖1和圖2還顯示粒子具有聚集物或聚結(jié)物的典型外觀。嘗試通過超聲波(20Hz，600W)的作用使粉末解聚。然而，因為此不可能，粉末以根據(jù)說明書中提供的定義的聚集物的形式存在。顯示于圖3中的現(xiàn)有技術(shù)粉末不具有孔，其也不以聚結(jié)物或聚集物形式存在。

孔隙率的測定如說明書中詳細描述通過定量圖像分析進行。進而測定10個粒子的孔隙率，45-100μm的篩分粒級的孔隙率值是在65體積％與74體積％之間。平均孔隙率是69體積％。對于<45μm的篩分粒級，孔隙率在25體積％與73體積％之間。平均孔隙率是37體積％。BET表面積根據(jù)ISO 9277:1995(儀器：雙子2317/2型，在真空中在130℃/2h下脫氣，吸附物：氮氣，通過五點測定進行體積評估)測定并且對于45-100μm的篩分粒級是0.09m²/g并且對于<45μm的篩分粒級是0.10m²/g。通過激光衍射測定法(根據(jù)ISO13320(2009))測定粒徑。d₅₀值在表1中給出。

其后，制備粉末部分并且在富含Cr的區(qū)域上的截面中測定平均(10次測量的平均值)納米硬度_{HIT 0.005/5/1/5}(根據(jù)EN ISO 14577-1，2002版，玻氏壓頭和根據(jù)奧利佛和法爾的評估方法測量)。平均納米硬度同樣概述在表1中。對于所有粉末，X射線衍射分析僅產(chǎn)生立方空間中心(bcc)鉻金屬的峰。C和O的化學(xué)分析值同樣見于表1中。

表1

實例2

通過冷氣噴涂(CGS)來噴涂根據(jù)實例1的粒子粒級<45μm的Cr粉末。襯底由材料1.4521(X 2CrMoTi 18-2)和AlMg3的接地管組成，直徑是30mm并且長度是165mm。在涂布之前，管用酒精清潔，在可旋轉(zhuǎn)接收器中的一端夾緊并且在自由端涂布。產(chǎn)生在襯底旋轉(zhuǎn)下的周邊層以及在襯底不旋轉(zhuǎn)下在軸向方向上的線。用氮氣(75.5m³/h)進行冷氣噴涂工藝。處理氣體壓力是34巴并且處理氣體溫度是800℃。處理氣體用加熱器預(yù)加熱到500℃并且在噴槍中在預(yù)加熱腔室中達到處理氣體溫度，其中還進行粉末的供應(yīng)。使處理氣體/粉末混合物通過拉伐爾噴嘴(收斂擴散噴嘴的形式)并且垂直于襯底表面在30mm的噴涂距離下噴涂。噴槍的軸向饋送是5mm/s并且轉(zhuǎn)速是560rpm。粉末的饋送通過穿孔盤自在35巴的壓力下的粉末容器進行。粉末饋送量大約是100克/分鐘。

有可能產(chǎn)生具有CGS層的典型外觀(參見圖4)的Cr涂層。在旋轉(zhuǎn)襯底的情況下，可以實現(xiàn)每通過一次50μm的涂層厚度。顯示涂層與襯底材料的良好粘結(jié)。以光學(xué)方式通過圖像分析以及通過浮力方法測定涂層密度(相對比密度)。借助于圖像分析，在AlMg3襯底的情況下測定91％的平均密度；通過浮力方法測定的平均密度是93.5％。此涂層的截面顯示于圖5中。暗色區(qū)域是由制備所引起的中 斷。在線中，測定97.2％的平均密度(浮力方法)。平均納米硬度_{HIT 0.005/5/1/5}是6GPa(10次個別測量的平均值)。晶粒冷變形(通過TEM分析展現(xiàn))并且至少一些具有高達5的縱橫比(在截面中測定，通過定量圖像分析測定縱橫比(晶粒長度/晶粒寬度))。

實例3

在實例2的條件(在無襯底旋轉(zhuǎn)的情況下在軸向方向上成直線沉積)下，改變處理氣體溫度。使用以下處理氣體溫度：800℃、700℃、600℃、500℃以及400℃。在所有溫度下可以沉積強粘著層。層孔隙率在800℃到600℃的處理氣體溫度下極低。在400℃和500℃的處理氣體溫度下，觀測到具線紋的圖案，其指示個別涂層之間的略微較弱粘結(jié)。在線中，98.7％的平均密度針對處理氣體溫度800℃經(jīng)測定(浮力方法)。對于處理氣體溫度800℃，平均納米硬度_{HIT 0.005/5/1/5}是6.3GPa(10次個別測量的平均值)。晶粒冷變形并且至少一些具有高達6的縱橫比(借助于實例針對處理氣體溫度800℃測定)。

實例4

將粒子粒級<45μm的根據(jù)本發(fā)明根據(jù)實例1的Cr粉末噴涂到用酒精清潔，直徑是45mm并且長度是165mm的接地AlMg3管上。用氮氣在34巴的處理氣體壓力和800℃的處理氣體溫度(A型安裝)下和用氮氣在41.6巴的處理氣體壓力和950℃的處理氣體溫度(B型安裝)下進行冷氣噴涂工藝。在A型的情況下，用加熱器將處理氣體預(yù)加熱到500℃并且在噴槍中在預(yù)加熱腔室中達到處理氣體溫度。在B型的情況下，完全在噴槍的加熱器中進行加熱，其中還進行將粉末饋送到氮氣流中。處理氣體/粉末混合物通過拉伐爾噴嘴并且垂直于襯底表面在30mm的噴涂距離下噴涂。噴槍的軸向饋送是5毫米/秒，轉(zhuǎn)速是560rpm。根據(jù)實例2進行粉末饋送。

在A型安裝的工藝參數(shù)下，可以在10次通過下產(chǎn)生330μm的涂層。在B型安裝的工藝參數(shù)下，可以同樣地在10次通過下產(chǎn)生740μm的涂層(參見圖6)。兩個涂層與襯底材料的粘結(jié)極良好。涂層(在安裝B下噴涂)的平均密度是99.2％(浮力方法)。晶粒冷變形并且至少一些具有高達5.5(借助于實例針對安裝B測量)的縱橫比。

實例5

將粒子粒級45-100μm的根據(jù)本發(fā)明根據(jù)實例1的粉末根據(jù)實例2(在無襯底旋轉(zhuǎn)的情況下在軸向方向上成直線沉積)噴涂。處理氣體溫度是800℃、700℃、600℃、500℃以及400℃?？梢栽谒袦囟认庐a(chǎn)生強粘著涂層。在800℃、700℃以及600℃的處理氣體溫度下，可以產(chǎn)生稠密并且無缺陷的涂層。在500℃和400℃下，發(fā)現(xiàn)具線紋的結(jié)構(gòu)，其指示個別涂層之間的略微不佳粘結(jié)。在線中，98.5％的平均密度針對處理氣體溫度800℃經(jīng)測定并且97.5％的平均密度針對處理氣體溫度600℃經(jīng)測定(在各情況下通過浮力方法測量)。晶粒冷變形并且至少一些具有高達5.5(處理氣體溫度600℃)或高達6(處理氣體溫度800℃)的縱橫比。對于處理氣體溫度600℃，平均納米硬度_{HIT 0.005/5/1/5}是6.7GPa(10次個別測量的平均值)。

實例6

將各自具有<45μm的粒子粒級的根據(jù)本發(fā)明根據(jù)實例1的粉末和根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的粉末(電解還原，參見圖3)使用B型冷氣噴涂安裝(參見實例4)噴涂到用酒精清潔的直徑是60mm并且長度是165mm的接地鋼管上。在41.6巴的處理氣體壓力和950℃的處理氣體溫度下進行冷氣噴涂工藝。處理氣體/粉末混合物通過拉伐爾噴嘴并且垂直于襯底表面在30mm的噴涂距離下噴涂。噴槍的軸向饋送是5毫米/秒，轉(zhuǎn)速是560rpm。根據(jù)實例2進行粉末的饋送。雖然不可能用現(xiàn)有技術(shù)粉末產(chǎn)生涂層(僅片斷化Cr區(qū)域，參見圖7)，用根據(jù)本發(fā)明的粉末實現(xiàn)1190μm的涂層厚度(參見圖8)。

實例7

在擴散混合器中將1617g Cr₂O₃(顏料級朗盛貝奧克塞得(Lanxess Bayoxide)CGN-R)與382.8g碳黑混合。將如此制備的混合物在10K/min的加熱速率下加熱到800℃并且隨后在2K/min的加熱速率下加熱到1050℃。在H₂作用下進行加熱，調(diào)節(jié)H₂壓力以使得在800℃到1050℃的溫度范圍內(nèi)通過質(zhì)譜分析法測量的CH₄分壓>15毫巴。總壓力是大約1巴。隨后在10K/min的加熱速率下將反應(yīng)混合物加熱到1450℃。在1450℃下的保持時間是7小時。在供 應(yīng)露點<-40℃的干燥氫氣下進行自1050℃加熱到1450℃和保持在1450℃下，壓力是大約1巴。同樣地在露點<-40℃的H₂下進行爐內(nèi)冷卻。由此獲得的粉末的含Cr粒子中的大約>50質(zhì)量％的比例呈聚集物形式，并且大約10質(zhì)量％呈聚結(jié)物形式。其余部分展示根據(jù)ASM分類的不規(guī)則形式。此外，至少一些含Cr粒子具有孔。粉末的化學(xué)分析提供5720μg/g的C含量和420μg/g的O含量。粉末的XRD分析僅提供相Cr(bcc)和Cr₂₃C₆的峰。基于C含量，此提供90質(zhì)量％Cr和10質(zhì)量％Cr₂₃C₆的組成。粉末的BET表面積是0.09m²/g并且粒徑d₅₀借助于激光衍射測定法測定是32.2μm。此粉末在實例2的條件下噴涂?？梢猿练e層厚度是250μm的稠密強粘著涂層。以類似方式，還產(chǎn)生具有組成50質(zhì)量％Cr和50質(zhì)量％Cr₂₃C₆的涂層。這些涂層借助于實例顯示于圖9和圖10中(在各情況下襯底AlMg3管)。對于90質(zhì)量％Cr-10質(zhì)量％Cr₂₃C₆，測定99.0％的平均密度，并且對于50質(zhì)量％Cr-50質(zhì)量％Cr₂₃C₆，測定98.2％的平均密度(在各情況下通過浮力方法測量)。含Cr晶粒冷變形并且至少一些具有高達5(90質(zhì)量％Cr-10質(zhì)量％Cr₂₃C₆)或高達7(50質(zhì)量％Cr-50質(zhì)量％Cr₂₃C₆)的縱橫比。對于50質(zhì)量％Cr-50質(zhì)量％Cr₂₃C₆，含Cr晶粒的平均納米硬度_{HIT 0.005/5/1/5}是7.2GPa(10次個別測量的平均值)。

實例8

將粒子粒級<45μm的根據(jù)本發(fā)明根據(jù)實例1的粉末與1質(zhì)量％、5質(zhì)量％、10質(zhì)量％、20質(zhì)量％以及30質(zhì)量％具有通過激光光學(xué)測量而測量的26μm的粒徑d₅₀的霧化Cu粉末混合并且使用兩個粉末饋送單元噴涂。襯底材料和布置對應(yīng)于實例2。用氮氣(75.5m³/h)在41.6巴和950℃(B型安裝)和34巴和800℃(A型安裝)下進行冷氣噴涂工藝?？梢杂盟蟹勰┗旌衔?安裝產(chǎn)生厚度是大約400到800μm的無缺陷和強粘著涂層。組成Cr-30質(zhì)量％Cu/B型安裝的涂層結(jié)構(gòu)借助于實例顯示于圖11中。對于30質(zhì)量％Cu，測定99.6％的平均密度(浮力方法)。含Cr晶粒冷變形并且至少一些具有高達10的縱橫比(30質(zhì)量％Cu)。對于30質(zhì)量％Cu，含Cr晶粒的平均 納米硬度_{HIT 0.005/5/1/5}是5.2GPa(10次個別測量的平均值)。

實例9

借助于HVOF和APS在常規(guī)條件下噴涂粒子粒級是45-100μm的根據(jù)本發(fā)明根據(jù)實例1的Cr粉末?？梢援a(chǎn)生稠密強粘著涂層。APS層藉助于實例顯示于圖12中。

實例10

將粒子粒級是45-100μm的根據(jù)本發(fā)明根據(jù)實例1的Cr粉末在借助于旋轉(zhuǎn)電極攪拌的瓦茲(Watts)浴中電鎳鍍敷。鎳層的厚度是4μm。將粉末在根據(jù)實例2的條件下噴涂到直徑是30mm的接地經(jīng)清潔X 2CrMoTi 18-2管上?？梢援a(chǎn)生厚度是250μm的強粘著Cr-Ni涂層。通過浮力方法測定98％的平均密度。

實例11

制備具有組成25質(zhì)量％Cr、10質(zhì)量％Al、0.5質(zhì)量％Y、其余部分Ni的MCrAlY粉末。為此，將粒子粒級是45-100μm的根據(jù)實例1的Cr粉末與晶粒級20-45μm的Ni粉末、Y₂O₃粉末(d₅₀＝0.6μm)以及與Al粉末(d₅₀＝10.6μm)混合。將粉末在根據(jù)實例2的條件下噴涂到直徑是30mm的接地經(jīng)清潔X 2CrMoTi 18-2管上。可以再次產(chǎn)生強粘著涂層。通過浮力方法測定98.5％的平均密度。

實例12

將粒子粒級<45μm的根據(jù)本發(fā)明根據(jù)實例1的粉末與1質(zhì)量％、3質(zhì)量％以及5質(zhì)量％具有根據(jù)費雪(Fischer)的大約1μm的粒徑的MoS₂粉末混合并且噴涂。襯底材料和布置對應(yīng)于實例2。用氮氣(75.5m³/h)在41.6巴和950℃(B型安裝)下進行冷氣噴涂工藝?？梢杂盟蟹勰┗旌衔锂a(chǎn)生厚度是大約300μm的無缺陷和強粘著涂層。

實例13

將粒子粒級<45μm的根據(jù)本發(fā)明根據(jù)實例1的粉末與3質(zhì)量％具有根據(jù)費雪的大約0.5μm的粒徑的石墨粉末混合。石墨粉末進而散布到鉻粉末的孔中，其結(jié)果是孔部分經(jīng)填充。根據(jù)實例2噴涂粉末?？梢栽俅萎a(chǎn)生厚度是大約500μm的無缺陷和強粘著涂層。

實例14

將1627.2g Cr₂O₃粉末(顏料級朗盛貝奧克塞得CGN-R)、372.8g碳黑(來自坎卡博(Cancarb)的索瑪斯超純(Thermax Ultra Pure)N 908)、1.2g具有借助于激光衍射測定法測量的0.9μm的粒徑d₅₀的Y₂O₃在磨碎機中在添加1.5升異丙醇下研磨3小時。研磨珠粒由穩(wěn)定Y₂O₃制成。珠粒比粉末比率是6:1。將由此制備的漿料在真空中干燥并且在10K/min的加熱速率下加熱到800℃并且隨后在2K/min的加熱速率下加熱到1050℃。在H₂作用下進行加熱，調(diào)節(jié)H₂壓力以使得在800℃到1050℃的溫度范圍內(nèi)通過質(zhì)譜分析法測量的CH₄分壓>15毫巴?？倝毫κ谴蠹s1巴。隨后在10K/min的加熱速率下將反應(yīng)混合物加熱到1450℃。在1450℃下的保持時間是4.5小時。在供應(yīng)露點<-40℃的干燥氫氣下進行自1050℃加熱到1450℃和保持在1450℃下，壓力是大約1巴。同樣地在露點<-40℃的H₂下進行爐內(nèi)冷卻。隨后使燒結(jié)餅破碎成粉末。由此制備的粉末具有聚集和多孔結(jié)構(gòu)?？梢栽诤珻r多孔粒子的表面上檢測到平均粒子直徑<1μm的精細Y₂O₃粒子。化學(xué)分析提供291μg/g C、1320μg/g O以及1128μg/g Y，其余部分是Cr和常規(guī)雜質(zhì)。摻雜有Y₂O₃的變化形式的孔隙率借助于定量圖像分析測定，如說明書中詳細描述，圓圈和矩形用作測量框架。測定10個粒子的孔隙率，值在61體積％與75體積％之間。平均孔隙率是67.1體積％。通過篩分產(chǎn)生<32μm和23-45μm的晶粒粒級，并且根據(jù)實例2在A型安裝下進行噴涂?？梢栽俅萎a(chǎn)生厚度是大約400μm的稠密強粘著涂層(參見圖13)。