[發明專利]用于改善表面光潔度的涂層

在審

• 申請號: 201911240410.2
• 申請日: 2019-12-06
• 公開（公告）號: CN111322118A
• 公開（公告）日: 2020-06-23
• 發明（設計）人: 馬修·特洛伊·哈夫納;約翰·麥康內爾·德爾沃;詹森·羅伯特·帕羅利尼;拉金德拉·庫馬爾·博爾迪亞;李泉
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F01D5/28
• 分類號: F01D5/28;F01D25/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 初明明;林毅斌

本發明題為“用于改善表面光潔度的涂層”。本發明公開了一種涂層，其包含S?A?Y材料組合物，該組合物具有：至少34.9質量％的二氧化硅；至少9.1質量％的氧化鋁；以及至少16.1質量％的氧化釔。該涂層還可包含B?A?S材料組合物，該組合物含量占該涂層的總組合物的10％至30％。該B?A?S材料組合物包括：15質量％至25質量％的氧化鋇；8質量％至18質量％的氧化鋁；以及62質量％至72質量％的二氧化硅。

背景技術

本主題整體涉及涂層，并且更具體地，涉及用于氣體渦輪引擎的涂層。

由于對更有效的氣體渦輪引擎的需求使得內部操作溫度更高，因此向更高溫度材料的過渡推動了從金屬鎳基超合金向陶瓷基體復合材料(CMC)的過渡，該陶瓷基體復合材料提供機械強度和耐高溫性兩者。然而，與金屬鎳基超合金相比，CMC可能具有更高的生產成本和/或更長的制造周期時間。此外，與金屬鎳基超合金相比，CMC部件可形成的幾何形狀和/或拓撲可能受到限制。

CMC的正交各向異性可導致孔隙和不一致的機加工表面光潔度。CMC密封表面中的孔隙(即，在將CMC安裝在氣體渦輪熱氣體路徑(HGP)內或附近的應用中)可允許通過密封件的冷卻流泄漏，由此導致效率損失。此外，例如由于改變陶瓷基體和/或纖維的材料移除速度而引起的不一致機加工可導致成品CMC部件中的波紋或粗糙表面。粗糙表面可在CMC密封件和密封表面之間形成起伏和間隙以使冷卻流通過其泄漏，從而再次導致氣體渦輪引擎的效率損失。

發明內容

下面總結本實施方案的各方面。這些實施方案并非旨在限制本要求保護的實施方案的范圍，而是這些實施方案僅旨在提供本實施方案的可能形式的簡要概述。此外，實施方案可以包括可以與權利要求的范圍相對應的與下面闡述的實施方案類似或不同的各種形式。

在一個方面，涂層包含：至少34.9質量％的二氧化硅；至少9.1質量％的氧化鋁；以及至少16.1質量％的氧化釔。

在另一方面，涂層包含：至少9.8質量％的氧化鋇；至少5.2質量％的氧化鋁；以及至少40.3質量％的二氧化硅。

在另一方面，涂層體系包括S-A-Y材料組合物，該S-A-Y材料組合物包括：約49質量％至約59質量％的二氧化硅；約13質量％至約23質量％的氧化鋁；以及約23質量％至約33質量％的氧化釔。該涂層體系包括B-A-S材料組合物，該B-A-S材料組合物包括：約15質量％至約25質量％的氧化鋇；約8質量％至約18質量％的氧化鋁；以及約62質量％至約72質量％的二氧化硅。

附圖說明

當參考附圖閱讀以下詳細描述時，將更好地理解本公開的這些和其他特征、方面和優點，附圖中相同的字符在整個附圖中表示相同的部件，其中：

圖1是氣體渦輪引擎的側面示意圖；

圖2是渦輪翼型件的側面示意圖；

圖3是涂層組合物測試點的概述；

圖4是被選擇用于進一步研究的涂層組合物的概述；以及

圖5是根據本實施方案的各方面的形成其上設置有涂層的CMC部件的方法。

除非另外指明，否則本文提供的附圖旨在示出本公開的實施方案的特征。據信這些特征適用于包括本公開的一個或多個實施方案的多種。因此，附圖不旨在包括本領域的普通技術人員已知的實踐本文所公開的實施方案所需的所有常規特征。

具體實施方式

在以下說明書和權利要求書中，將引用多個術語，這些術語應被定義為具有以下含義。

除非上下文另外明確規定，否則單數形式“一個”、“一種”和“所述”包括復數引用。

“任選的”或“任選地”意指隨后描述的事件或情況可能發生或可能不發生，并且該描述包括事件發生的實例和事件不發生的實例。