[發明專利]復合涂層及其制造方法

有效

• 申請號: 201480016254.0
• 申請日: 2014-03-11
• 公開（公告）號: CN105164087B
• 公開（公告）日: 2018-07-10
• 發明（設計）人: J·萬;M·K·布倫;P·J·梅施特;R·薩拉菲-諾爾;D·M·利普金
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: C04B41/87
• 分類號: C04B41/87;C04B41/89;C23C14/06;F01D5/28
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 周李軍;林森

一種制品，包括基材和設置在基材表面上的涂層。該涂層包括至少一個基本上由MoSi₂或WSi₂或(Mo，W)Si₂或鉑族金屬硅化物構成的金屬硅化物層，和至少一個基本上由Si₃N₄構成的層。

技術背景

本發明技術總體上涉及涂層系統和方法，該涂層系統和方法適用于保護暴露在高溫環境下的制品或部件，如渦輪發動機的不利熱環境。更具體地，本發明技術涉及一種涂層，該涂層可用作抗氧化涂層和/或對于環境和/或熱屏障涂層的結合涂層。

陶瓷和耐高溫金屬間材料和復合材料是目前被認為用于這種高溫應用中，如燃燒器襯里、葉片、護罩、葉片和渦輪發動機的其它熱區段部件，以及用于設計為在高溫下工作的結構中，如換熱器和內燃機等應用。復合材料的一些實例包括含硅復合材料，例如其中硅、碳化硅(SiC)、氮化硅(Si₃N₄)和/或耐高溫金屬硅化物作為增強相和/或基體相的復合材料。然而，這些應用的環境特點經常含有水蒸汽，已知這在高溫下會導致含硅材料的顯著表面凹陷和質量損失。水蒸汽在高溫下與結構材料反應形成揮發性含硅物類，這經常導致無法接受的高凹陷率。

技術的簡要說明

本發明技術提供了復合涂層和在由含硅材料制成的制品或部件上制備復合涂層的方法，該含硅材料如陶瓷基體復合材料(CMC)。復合涂層保護暴露于高溫的含硅制品，該高溫包括渦輪發動機的不利熱環境。

根據該技術的一個實例，制品包括基材和設置在基材表面上的涂層。該涂層包括至少一個基本上由MoSi₂、WSi₂、或Mo和W的硅化物的組合((Mo，W)Si₂)或鉑族金屬硅化物構成的金屬硅化物層，和至少一個基本上由Si₃N₄構成的層。

根據本發明技術的另一個實例，一種制品包括基材，該基材包括含硅的區域，該含硅的區域包括在金屬基體或非金屬基體中的SiC、Si₃N₄和/或過渡金屬硅化物作為增強材料；和設置在基材表面上的涂層，該涂層包括MoSi₂和Si₃N₄，其中Si₃N₄的百分比按體積計大于涂層的約55％。

根據本技術的另一個實例，一種涂覆制品的方法包括：在基材的表面涂敷涂層，該涂層包括至少一個基本上由MoSi₂或WSi₂或(Mo，W)Si₂或鉑族金屬硅化物構成的金屬硅化物層和至少一個基本上由Si₃N₄構成的層。

根據本技術的另一個方面，提供了一種涂覆包括基材的制品的方法，該基材包括含硅的區域，該含硅的區域包括在金屬基體或非金屬基體中的SiC、Si₃N₄和/或過渡金屬硅化物作為增強材料；該方法包括：在基材表面上涂敷涂層，該涂層包括MoSi₂和Si₃N₄，其中Si₃N₄按體積計的百分比大于涂層的約55％。

附圖的簡單說明

通過下面的詳細說明并參考附圖，可以更好地理解本技術的其它方面和優點，其中相似的附圖標記所指的是本發明技術的相似特征，并且其中：

圖1示意性地表示一種制品，該制品包括根據本發明技術的一個實例的涂層系統；

圖2示意性地表示一種制品，該制品包括根據本發明技術的另一個實例的涂層系統；

圖3示意性地表示一種制品，該制品包括根據本發明技術的另一個實例的涂層系統；

圖4示意性地表示根據本發明技術的一個實例的一種方法；