[發明專利]隔熱涂層形成方法、隔熱涂層以及高溫構件

在審

• 申請號: 201880026963.5
• 申請日: 2018-04-26
• 公開（公告）號: CN110546296A
• 公開（公告）日: 2019-12-06
• 發明（設計）人: 岡島芳史;鳥越泰治
• 申請（專利權）人: 三菱重工業株式會社
• 主分類號: C23C4/134
• 分類號: C23C4/134;C23C4/04;F01D5/28;F02C7/00;F23R3/42
• 代理公司: 11021 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 劉建<國際申請>=PCT/JP2018/

隔熱涂層具備形成在耐熱合金基材上且包含陶瓷的陶瓷層(120)。陶瓷層(120)具有：第一致密層(121)；中間氣孔層(122)，其層疊在第一致密層(121)上，密度比第一致密層(121)大，且形成有多個氣孔；以及第二致密層(123)，其層疊在中間氣孔層(122)上，密度比中間氣孔層(122)小。

技術領域

本發明涉及隔熱涂層形成方法、隔熱涂層以及高溫構件。

本申請基于2017年4月26日向日本申請的日本特愿2017-087472號以及日本特愿2017-087471號而主張優先權，并將其內容援引于此。

背景技術

在燃氣輪機中，為了提高其效率而將使用的氣體的溫度設定得較高。對于暴露于這種高溫的氣體中的動葉、靜葉這樣的渦輪構件，在其表面上實施有隔熱涂層(ThermalBarrier Coating：TBC)。隔熱涂層是指，在作為被噴鍍物的渦輪構件的表面上通過噴鍍而覆蓋有熱傳導率較小的噴鍍材料(例如，熱傳導率較小的陶瓷系材料)。通過在表面形成有隔熱涂層，暴露于高溫以及高壓的環境下的高溫構件的溫度降低且耐久性提高。

在專利文獻1中，作為在燃氣輪機發動機的金屬部件形成隔熱涂層的方法而記載了一種使用懸浮液等離子噴鍍(Suspension Plasma Spray)的方法。懸浮液等離子噴鍍使用在水或醇系的載體中分散有微粒子的懸浮液進行等離子噴鍍。懸浮液等離子噴鍍使通過等離子射流而被蒸發或燃燒從而被熔融的微粒子堆積在接觸面。其結果是，由熔融的微粒子在基材表面形成均質的陶瓷層。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2015-166479號公報

發明內容

發明所要解決的課題

然而，作為隔熱涂層中的致密的陶瓷層，有時會形成具有縱向裂紋的DVC(DenseVerticaly Crack)涂層。DVC涂層通過成為具有縱向裂紋結構的致密的組織而提高耐侵蝕性。然而，已知由于DVC涂層的組織致密，因此氣孔率會變小，隔熱性有可能會降低。即，在隔熱涂層中，在為了提高耐侵蝕性而使氣孔率降低時，熱傳導率上升而隔熱性能降低。

本發明的目的在于，提供能夠在抑制耐侵蝕性的降低的同時提高隔熱效果的隔熱涂層形成方法、隔熱涂層以及高溫構件。

用于解決課題的方案

本發明的第一方案的隔熱涂層具備形成在耐熱合金基材上且包含陶瓷的陶瓷層，所述陶瓷層具有：第一致密層；中間氣孔層，其層疊在所述第一致密層上，密度比所述第一致密層大，且形成有多個氣孔；以及第二致密層，其層疊在所述中間氣孔層上，密度比所述中間氣孔層小。

根據這樣的結構，在第一致密層與第二致密層之間形成有中間氣孔層，從而通過中間氣孔層來阻礙沿厚度方向向陶瓷層的熱量輸入。其結果是，能夠降低作為陶瓷層的熱傳導率。并且，在陶瓷層中，在耐熱合金基材側形成有第一致密層，從而能夠確保相對于耐熱合金基材的密接性。并且，在陶瓷層中，在表面側形成有第二致密層，從而能夠確保耐侵蝕性。

另外，在本發明的第二方案的隔熱涂層中，在第一方案的基礎上，可以為，在第一邊界部以及第二邊界部處，氣孔率連續地變化，所述第一邊界部是所述中間氣孔層與所述第一致密層的邊界部，所述第二邊界部是所述中間氣孔層與所述第二致密層的邊界部。

另外，在本發明的第三方案的隔熱涂層中，在第一方案或第二方案的基礎上，可以為，所述中間氣孔層的氣孔率為10％以上且20％以下。

通過采用這樣的結構，在面方向上的寬廣的區域內阻礙沿厚度方向向陶瓷層的熱量輸入的效果增大。其結果是，能夠以不會大幅度降低中間氣孔層中的耐侵蝕性的方式，大幅度降低外涂層中的熱傳導率。