[發明專利]涂層檢查方法

有效

• 申請號: 201611128506.6
• 申請日: 2016-12-09
• 公開（公告）號: CN107037065B
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: S.西瓦拉馬克里什南;W.C.哈什;K.H.布羅斯南;J.E.墨菲
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: G01N23/223
• 分類號: G01N23/223
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 林毅斌;黃念

本發明提供允許有效檢查、維護和修補陶瓷涂層的方法和組合物。

背景技術

本公開總體上涉及保護陶瓷涂層和維護及檢查此類涂層的方法。

陶瓷涂層，例如隔熱涂層(TBC)，一般用于在高溫工作或暴露于高溫的組件。例如，航空渦輪機和陸上渦輪機可包括由陶瓷涂層(例如，隔熱涂層)保護的一個或多個組件。在正常工作條件下，經涂覆組件可能易受各種類型損傷，包括腐蝕、氧化和來自環境污染物的侵蝕。在工業上向較高工作溫度提高效率的當前趨勢推動組件材料擴展它們在更侵蝕性環境中工作的能力。

在渦輪機應用中施用的常規涂層系統一般包括在鎳基超合金基材組件(經常具有內部冷卻通路)上布置的陶瓷涂層(例如，隔熱涂層(TBC))，經常包括在基材和陶瓷涂層之間插入的鉑-鎳-鋁化物或MCrAlY(其中M包括Ni、Co、Fe或混合組合)的金屬結合涂層。用氧化釔穩定化的氧化鋯，在本領域稱為氧化釔穩定化氧化鋯或YSZ，是用于陶瓷涂層最常用的材料。關注通過YSZ的微結構和/或組成變化研發新隔熱涂層系統，以延長渦輪機組件壽命。

對于渦輪機組件，特別引人關注的環境污染物組合物是包含鈣、鎂、鋁、硅及其混合物的氧化物的那些組合物。例如，由燃氣渦輪機吸入的泥、灰和塵通常由此類化合物組成。這些氧化物通常組合成污染物組合物，包括混合的鈣-鎂-鋁-硅-氧化物系統(Ca-Mg-Al-Si-O)，以后稱為“CMAS”。在高溫渦輪機工作溫度，這些環境污染物可附著到熱隔熱涂層表面，因此，導致損傷隔熱涂層。例如，CMAS可形成在渦輪機工作溫度為液體或熔融的組合物。熔融CMAS組合物可溶解隔熱涂層，或者可通過滲入涂層中的空隙、裂紋、通道、柱體、孔或空腔填充其多孔結構。在冷卻時，滲入的CMAS組合物固化，并減小涂層耐應變性，從而引發和傳導裂紋，這可導致涂層材料脫層和剝落。這可進一步導致提供到部件或組件下面金屬基材的熱保護部分或完全損失。另外，隔熱涂層剝落可在金屬基材中產生熱點，導致過早組件失效。過早組件失效可導致計劃外維護和部件更換，從而降低性能，并增加操作和檢修成本。

因此，在本領域需要防止和/或減小損傷隔熱涂層和允許容易維護隔熱涂層的方法和材料。

發明內容

美國專利申請14/568,203描述用保護劑減小和/或減輕隔熱涂層中CMAS損傷，此公開通過引用結合到本文中。本公開涉及保護/維護/檢查/修補包含隔熱涂層的陶瓷涂層的方法改進。

本發明提供確定陶瓷涂層中材料沉積均勻性的方法，所述方法包括：

(a)在陶瓷涂層的多個表面連通開口內布置一個或多個量的材料，其中所述材料包含：

i. 一種或多種磷光體；和

ii. 一種或多種保護劑；

(b)照射其中布置材料的區域；并且

(c)評估來自所述區域的光的發射強度。

本發明也提供滲入陶瓷涂層(例如，隔熱涂層)并允許保護不受CMAS侵害也允許視覺檢查保護性組合物滲入均勻性的組合物。本文所述方法允許快速容易地有效檢查陶瓷涂覆組件。

本發明包括以下方面：

方面1. 一種方法，所述方法包括：

在陶瓷涂層的多個表面連通開口中布置材料，所述材料包含

i. 一種或多種磷光體；和

ii. 一種或多種保護劑。

方面2. 一種確定陶瓷涂層中材料沉積均勻性的方法，所述方法包括：

(a)用激勵輻射照射陶瓷涂層表面，其中陶瓷涂層包含多個表面連通開口和在至少一些開口中布置的材料，所述材料包含：

i. 一種或多種磷光體；和