[發(fā)明專利]具有粘結(jié)涂層屏障的熱障系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201780028503.1
• 申請(qǐng)日: 2017-05-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109415816B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: J·M·查普曼;R·埃克特;N·N·達(dá)斯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 通用電氣公司
• 主分類(lèi)號(hào): C23C30/00
• 分類(lèi)號(hào): C23C30/00;F01D5/28;C23C28/04;C23C28/00
• 代理公司: 上海華誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31300
• 代理人: 徐穎聰

本發(fā)明提供一種設(shè)置在基底表面上的涂層系統(tǒng)。所述涂層系統(tǒng)包括所述基底的所述表面上的粘結(jié)涂層、所述粘結(jié)涂層上的防護(hù)涂層、所述防護(hù)涂層上的熱障涂層以及設(shè)置在所述熱障涂層的至少一些孔洞內(nèi)的防護(hù)劑。所述防護(hù)涂層由陶瓷材料構(gòu)成，并且所述熱障涂層限定多個(gè)細(xì)長(zhǎng)的表面連接孔洞。本發(fā)明還大體上提供了用于形成所述涂層系統(tǒng)的方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明主要涉及采用熱防護(hù)涂層的制品。更確切地說(shuō)，本發(fā)明涉及采用對(duì)由于與粉塵材料的高溫相互作用引起的退化有抗力的涂層的制品。

背景技術(shù)

熱障涂層通常用于在高溫下操作或者暴露于高溫中的制品中。例如，航空渦輪機(jī)和陸用渦輪機(jī)可包括由熱障涂層保護(hù)的一個(gè)或多個(gè)部件。在常規(guī)操作條件下，帶涂層的部件可能易于遭受各種類(lèi)型的損傷，包括來(lái)自環(huán)境污染物的腐蝕、氧化和侵蝕。

對(duì)于渦輪機(jī)部件，特別關(guān)注的環(huán)境污染物成分是含有鈣、鎂、鋁、硅，以及它們的混合物的成分；并且例如，燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)所吸入的灰塵、灰分和粉塵通常由該等化合物構(gòu)成。這些氧化物通常相結(jié)合以形成由混合鈣-鎂-釹-硅-氧化系統(tǒng)(Ca-Mg-Al-Si-O)構(gòu)成的污染物成分，在下文中稱為“CMAS”。在渦輪機(jī)高溫操作下，這些環(huán)境污染物可能附著到熱障涂層表面，并且因此可能損壞所述熱障涂層。例如，CMAS可能在渦輪機(jī)操作溫度下形成液體或熔化的成分。熔化的CMAS成分可能溶解所述熱障涂層，或者可能通過(guò)滲入涂層中的孔隙、溝槽、裂縫或其他空穴填充其多孔結(jié)構(gòu)。冷卻之后，所滲入的CMAS成分將凝固并且減小涂層的應(yīng)變?nèi)菹蓿蚨a(chǎn)生并且傳播可能導(dǎo)致涂層材料脫層或剝落的裂縫。這可能進(jìn)一步導(dǎo)致為所述零件或部件的下層金屬基底提供的熱保護(hù)部分或完全失效。此外，熱障涂層的剝落可能導(dǎo)致金屬基底中產(chǎn)生熱點(diǎn)，導(dǎo)致部件過(guò)早故障。部件過(guò)早故障可能引起計(jì)劃外的維護(hù)以及零件更換，進(jìn)而導(dǎo)致性能降低并且操作和檢修成本增加。

因此，需要提供防止在高溫下操作或者暴露于高溫中的熱障涂層遭受來(lái)自環(huán)境污染物的不良影響的改進(jìn)的涂層系統(tǒng)。具體來(lái)說(shuō)，需要提供防止該等涂層遭受沉積CMAS的不良影響的改進(jìn)的涂層系統(tǒng)，以及制造所述涂層的方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的方面和優(yōu)點(diǎn)將部分地在以下說(shuō)明中闡明，或從說(shuō)明書(shū)中可顯而易見(jiàn)，或可以通過(guò)實(shí)踐本發(fā)明了解。

本發(fā)明大體上提供涂層系統(tǒng)，所述涂層系統(tǒng)設(shè)置在基底表面上。在一個(gè)實(shí)施例中，涂層系統(tǒng)包括所述基底的表面上的粘結(jié)涂層、所述粘結(jié)涂層上的防護(hù)涂層、所述防護(hù)涂層上的熱障涂層以及設(shè)置在所述熱障涂層的至少一些孔洞內(nèi)的防護(hù)劑。通常，所述防護(hù)涂層由陶瓷材料構(gòu)成，并且熱障涂層限定多個(gè)細(xì)長(zhǎng)的表面連接孔洞。本發(fā)明還大體上提供了用于形成所述涂層系統(tǒng)的方法。

參考以下說(shuō)明和隨附的權(quán)利要求書(shū)可以更好地理解本發(fā)明的這些和其他特征、方面和優(yōu)點(diǎn)。附圖并入本說(shuō)明書(shū)中并構(gòu)成本說(shuō)明書(shū)的一部分，其中示出了本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例，并與本說(shuō)明書(shū)一起解釋本發(fā)明的原理。

附圖說(shuō)明

本說(shuō)明書(shū)參考附圖，針對(duì)所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，完整且可實(shí)現(xiàn)地公開(kāi)了本發(fā)明，包括其最佳模式，在附圖中：

圖1是示出本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的截面示意圖；以及

圖2是示出本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的截面示意圖。

本說(shuō)明書(shū)和附圖中重復(fù)使用的參考符號(hào)意指本發(fā)明的相同或類(lèi)似的特征或元件。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在將詳細(xì)參考本發(fā)明的各項(xiàng)實(shí)施例，附圖中圖示了本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)或多個(gè)實(shí)例。此處將以解釋本發(fā)明而非限定本發(fā)明的方式提供各個(gè)實(shí)例。事實(shí)上，所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員能夠顯而易見(jiàn)地認(rèn)識(shí)到，可在不脫離本發(fā)明的范圍或精神的情況下，對(duì)本發(fā)明做各種修改和更改。例如，作為一個(gè)實(shí)施例的一部分進(jìn)行圖示或說(shuō)明的特點(diǎn)可用于另一個(gè)實(shí)施例中，得到再一個(gè)實(shí)施例。因此，如果該等修改和更改在所附權(quán)利要求書(shū)及其等效物的范圍內(nèi)，那么本發(fā)明也應(yīng)涵蓋此類(lèi)修改和變化。