BR112016011819B1

BR112016011819B1 - revestimento compósito modificado de barreira térmica

Info

Publication number: BR112016011819B1
Application number: BR112016011819-7A
Authority: BR
Inventors: Christopher A. Petorak
Original assignee: Praxair S.T. Technology, Inc
Priority date: 2013-11-26
Filing date: 2014-10-10
Publication date: 2021-02-23
Also published as: WO2015080804A1; CN105765100A; CA2928776C; CA2928776A1; US20150147524A1; MX2016006851A; SG10201804461SA; EP3074546B1; JP2016540890A; JP7097668B2; PL3074546T3; EP3074546A1

Abstract

É provido um sistema de revestimento inédito que permite que uma única estrutura de revestimento apresente propriedades previamente consideradas mutuamente exclusivas. Uma abordagem exclusiva para adequar propriedades específicas de uma estrutura de revestimento como uma função da localização dentro do revestimento é provida com uma camada intermediária especialmente projetada tendo uma macroestrutura colunar e uma segunda camada de revestimento que é selecionada para que seja compatível com e complementar a camada intermediária. O sistema de revestimento compósito resultante pode manter conformidade termomecânica, ainda melhorando várias propriedades da superfície massiva e/ou livre do sistema de revestimento compósito.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[0001] A presente invenção se refere no geral ao campo de revestimentos compósitos de barreira térmica utilizados para proteger materiais de substrato de ambientes de alta temperatura e corrosivos.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[0002] Revestimentos de barreira térmica (a seguir, referidos como “TBC’s”) aplicados em um substrato são conhecidos para inibir o fluxo de calor para o substrato. TBC’s são normalmente utilizados para proteger componentes de liga de motores de turbina a gás que são expostos a gases de combustão quentes.

[0003] TBC’s podem ser depositados por processos a vapor, tal como deposição física de vapor (PVD). Tais revestimentos PVD tipicamente são produzidos a partir de condições de processo projetadas para nucleação e crescimento alimentados de grãos colunares altamente empacotados discretos que produzem uma microestrutura correspondente. Os grãos colunares são separados por pequenas lacunas que podem aliviar a tensão no revestimento. Entretanto, as lacunas entre as colunas podem fornecer caminhos para penetração de contaminantes, que pode induzir corrosão do revestimento e/ou material do substrato subjacente.

[0004] Como uma alternativa, revestimentos de barreira térmica podem ser aplicados por pulverização de plasma atmosférico (APS) que são derivados de uma fonte de pó seco. Revestimentos APS são formados pelo aquecimento de uma pulverização propelida por gás de um óxido de metal ou material não óxido em pó com uma tocha de pulverização de plasma. A pulverização é aquecida a uma temperatura na qual as partículas em pó se fundem. A pulverização da partícula fundida é direcionada para uma superfície do substrato onde elas solidificam mediante impacto para criar um revestimento. A microestrutura da APS na forma depositada convencional é conhecida por ser caracterizada por lamelas sobrepostas de material. Os contornos inter-lamelas podem ser intimamente unidos, ou podem ser separados por lacunas, resultando em uma certa porosidade. Revestimentos APS são geralmente menos caros de aplicar do que revestimentos EB-PVD e eles fornecem uma melhor vedação térmica e química contra o ambiente em volta do que estruturas de granulação colunar. Entretanto, as lacunas inter- lamelas na microestrutura APS na forma depositada tendem a densificar mediante exposição a altas temperaturas. Tal densificação pode resultar em uma menor vida útil em um ambiente de turbina a gás em virtude do repetido ciclo térmico que induz acúmulo de tensões térmicas no revestimento que podem finalmente causar esfoliação.

[0005] Uma estrutura colunar pode ser produzida usando um processo APS (isto é, processo de pulverização realizado em condições de temperatura e pressão ambientes) utilizando pó de dimensão nanométrica normalmente dispensado por meio de solução ou suspensão. As lacunas intercolunares podem proporcionar alívio de tensão. Quando o efluente de plasma e o tamanho de partícula são adequados a uma faixa de interação desejada, as camadas sobrepostas de material depositado podem escoar juntas para formar um ordenamento colunar das camadas de partículas adjacentes. Embora uma estrutura colunar como esta possa ter algumas vantagens quando comparada com a microestrutura APS tal como depositada convencional, esses revestimentos apresentam inconvenientes, incluindo baixa resistência a erosão quando adequado para ter baixas densidades intracolunares; um caminho de calor direto ao longo das lacunas intercolunares; e/ou resistência potencialmente baixa a infiltração química por causa de lacunas intercolunares e baixas densidades intracolunares.

[0006] Em vista dos inconvenientes de TBC’s convencionais, existe uma necessidade insatisfeita de TBC’s com uma estrutura conformável que pode manter adesão no substrato durante ciclo térmico, ainda protegendo a integridade do substrato pela inibição do fluxo de calor em direção à superfície do substrato e bloqueio de caminhos para penetração de contaminantes que podem induzir corrosão e/ou erosão da superfície do substrato.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0007] A invenção pode incluir qualquer dos seguintes aspectos em várias combinações e pode também incluir qualquer outro aspecto da presente invenção descrita a seguir na descrição escrita.

[0008] A presente invenção oferece um sistema de revestimento que permite que uma única estrutura de revestimento apresente propriedades previamente consideradas mutuamente exclusivas. A presente invenção também oferece uma abordagem exclusiva para adequar propriedades específicas de uma estrutura de revestimento em função da localização dentro do revestimento.

[0009] Em um primeiro aspecto, um revestimento compósito modificado de barreira térmica é provido, compreendendo: uma primeira camada de revestimento ligada a uma superfície de um substrato, a dita primeira camada de revestimento compreendendo recursos macrocolunares caracterizados por uma distribuição predeterminada de picos e vales em suas superfícies livres correspondentes para criar ligação mecânica melhorada entre a primeira camada e uma segunda camada; os ditos recursos macrocolunares derivados de uma suspensão de líquido precursor de lamelas de dimensões nano e/ou submicrométricas para formar uma interface conformável termomecânica na superfície do substrato, as ditas lamelas sendo aleatoriamente orientadas para produzir uma orientação cristalográfica isotrópica para o primeiro revestimento; as ditas lamelas compreendendo grãos colunares não equiaxiais que crescem opostos à direção do fluxo de calor mediante resfriamento para produzir uma orientação granular cristalográfica anisotrópica; e em que a dita segunda camada de revestimento é ligada nas superfícies livres correspondentes da primeira camada de revestimento, a dita segunda camada de revestimento na superfície massiva e/ou livre tendo pelo menos uma propriedade do revestimento melhorada em comparação com a primeira camada de revestimento.

[00010] Em um segundo aspecto, um revestimento compósito modificado de barreira térmica é provido, compreendendo: uma primeira camada de revestimento ligada em uma superfície de um substrato liso, a dita primeira camada de revestimento tendo um tamanho menor que cerca de 10 μm; a dita primeira camada de revestimento compreendendo recursos macrocolunares caracterizados por uma distribuição predeterminada de picos e vales em suas superfícies livres correspondentes para criar ligação mecânica melhorada entre a primeira camada e uma segunda camada; os ditos recursos macrocolunares derivados de uma suspensão de líquido precursor de lamelas de dimensões nano e/ou submicrométricas para formar uma interface conformável termomecânica na superfície do substrato, as ditas lamelas sendo aleatoriamente orientadas para produzir uma orientação cristalográfica isotrópica para o primeiro revestimento; as ditas lamelas compreendendo grãos colunares não equiaxiais que crescem opostos à direção do fluxo de calor mediante resfriamento para produzir uma orientação granular cristalográfica anisotrópica; e a dita segunda camada compreendendo uma camada de revestimento densificado ligada nas superfícies livres correspondentes da primeira camada de revestimento, o dito revestimento densificado tendo uma menor porosidade do que a da primeira camada de revestimento, o dito revestimento densificado tendo uma barreira de erosão mecânica melhorada em comparação com a primeira camada de revestimento.

[00011] Em um terceiro aspecto, um revestimento compósito modificado de barreira térmica é provido compreendendo: uma primeira camada de revestimento ligada a uma superfície de um substrato liso, a dita primeira camada de revestimento tendo um tamanho menor que cerca de 10 μm; a dita primeira camada de revestimento compreendendo recursos macrocolunares caracterizados por uma distribuição predeterminada de picos e vales em suas superfícies livres correspondentes para criar ligação mecânica melhorada entre a primeira camada e uma segunda camada; os ditos recursos macrocolunares derivados de uma suspensão de líquido precursor de lamelas de dimensões nano e/ou submicrométricas para formar uma interface conformável termomecânica na superfície do substrato, as ditas lamelas sendo aleatoriamente orientadas para produzir uma orientação cristalográfica isotrópica para o primeiro revestimento; as ditas lamelas compreendendo grãos colunares não equiaxiais que crescem opostos à direção do fluxo de calor mediante resfriamento para produzir uma orientação granular cristalográfica anisotrópica; a dita segunda camada compreendendo uma camada de revestimento densificado ligada nas superfícies livres correspondentes da primeira camada de revestimento, o dito revestimento densificado tendo uma menor porosidade do que a da primeira camada de revestimento, o dito revestimento densificado derivado de um pó seco aplicado por pulverização atmosférica, o dito revestimento compreendendo partículas parcialmente fundidas e totalmente fundidas tendo uma barreira de erosão mecânica melhorada em comparação com a primeira camada de revestimento.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[00012] Os aspectos, recursos e vantagens citados, e outros mais, da presente invenção ficarão mais aparentes a partir da descrição mais detalhada seguinte da mesma, apresentada em conjunto com os desenhos seguintes, em que: Figura 1a mostra uma micrografia ótica de uma primeira camada de revestimento representativa da presente invenção tendo macroestruturas de grãos colunares; Figura 1b mostra uma micrografia ótica do revestimento de grãos colunares da Fig. 1a a um maior aumento; Figura 2 ilustra no geral qualquer segunda camada de revestimento adequada que pode ser ligada nas superfícies livres da primeira camada de revestimento das figuras 1a e 1b; Figura 3 ilustra um sistema de revestimento compósito exemplar de acordo com uma modalidade da presente invenção na qual a segunda camada de revestimento é um revestimento colunar denso; Figura 4 ilustra um sistema de revestimento compósito exemplar de acordo com uma outra modalidade da presente invenção, no qual a segunda camada de revestimento é um revestimento de barreira ambiental; Figura 5 ilustra um sistema de revestimento compósito exemplar de acordo com ainda uma outra modalidade da presente invenção, no qual a segunda camada de revestimento é um DVC; Figura 6 ilustra um sistema de revestimento compósito exemplar de acordo com ainda uma outra modalidade da presente invenção, no qual a segunda camada de revestimento é um revestimento abrasível; Figura 7 mostra uma micrografia ótica de um sistema de revestimento compósito colunar que foi preparado de acordo com os princípios da presente invenção; Figura 8 mostra uma micrografia ótica para um outro sistema de revestimento compósito colunar que foi preparado de acordo com os princípios da presente invenção; Figura 9 coloca em gráfico e compara os resultados de vários testes de ciclo em forno para diferentes materiais de revestimento de barreira térmica; e Figura 10 coloca em gráfico e compara os resultados de vários testes de resistência a erosão mecânica para diferentes materiais de revestimento de barreira térmica.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[00013] Os objetivos e vantagens da invenção ficarão mais bem entendidos a partir da descrição detalhada seguinte das modalidades preferidas da mesma em questão. A presente descrição se refere a revestimentos compósitos TBC inéditos para uma variedade de aplicações. Os revestimentos da presente invenção são particularmente adequados para aplicações de alta temperatura, incluindo, mas sem se limitar a turbinas a gás. A descrição é apresentada aqui em várias modalidades e com referência a vários aspectos e recursos da invenção.

[00014] O relacionamento e funcionamento dos vários elementos desta invenção são mais bem entendidos pela descrição detalhada seguinte. A descrição detalhada contempla os recursos, aspectos e modalidades em várias permutações e combinações como sendo de acordo com o escopo da descrição. A descrição pode, portanto, ser especificada compreendendo, consistindo ou consistindo essencialmente em qualquer de tais combinações e permutações desses recursos, aspectos e modalidades específicos, ou uma ou umas selecionadas da mesma.

[00015] Um sistema de revestimento compósito TBC inédito foi descoberto com características de desempenho significativamente melhorados. Como será discutido aqui, os TBC’s da presente invenção podem alcançar desempenho melhorado, em relação a outros tipos de materiais, incluindo materiais de barreira térmica convencionais. A menos que de outra forma indicado, deve-se entender que todas composições são expressas como percentagens em peso (% em peso) com base no peso total da formulação.

[00016] Os TBC’s da presente invenção oferecem alternativas exclusivas para TBC’s convencional. Em particular, os TBC’s da presente invenção incluem uma primeira e uma segunda camada que são selecionadas para que sejam compatíveis entre si de maneira a interagir entre si de uma maneira sinergística para criar e manter conformidade termomecânica superior em termos de adesão e força de ligação na interface revestimento- substrato ainda melhorando simultaneamente propriedades de revestimentos selecionadas na superfície massiva e/ou livre da estrutura de revestimento compósito. O termo “conformidade termomecânica” da forma aqui usada e em toda a especificação deve se referir à capacidade de a primeira camada de revestimento manter força de adesão e ligação suficientes na superfície do substrato durante aquecimento e resfriamento térmico repetitivo (isto é, “ciclo térmico”) de maneira a não sofrer esfoliação pelo impacto de choque térmico que pode ser criado pelo ciclo térmico que ocorre durante uso dos substratos revestidos em ambientes de alta temperatura, tais como, por exemplo, aplicações de turbina a gás. Desta maneira, a estrutura de revestimento compósito é adequada para ter uma ou mais propriedades selecionadas que podem variar continuamente dentro de cada da primeira e/ou segunda camadas, ou de uma maneira discreta, de uma localização na primeira camada de revestimento para uma localização na segunda camada de revestimento. As propriedades massivas selecionadas podem incluir, por exemplo, força de ligação, condutividade térmica, resistência a erosão, resistência a corrosão, e conformidade termomecânica.

[00017] As primeiras camadas de revestimento exemplares são mostradas nas figuras 1a e 1b. A Figura 1a mostra uma micrografia ótica de uma primeira camada de revestimento representativa 100 da presente invenção tendo recursos macrocolunares, e a Figura 1b é uma micrografia ótica que mostra a primeira camada de revestimento 100 com maior aumento. As Figuras 1a e 1b mostram a primeira camada de revestimento 100 ligada a um substrato 110. A primeira camada de revestimento 100 serve como uma camada intermediária para uma segunda camada de revestimento a ser depositada nela na formação de um sistema de revestimento compósito. Deve- se entender que os termos “primeira camada de revestimento” e “camada intermediária” serão usados indiferentemente na especificação. As Figuras 1a e 1b mostram que a primeira camada de revestimento 100 tem recursos macrocolunares 120. Os recursos macrocolunares 120 são compreendidos de recursos microestruturais que incluem lamelas de dimensões nano e/ou submicrométricas derivados de uma suspensão de líquido precursor de partículas precursoras de dimensões nano e/ou submicrométricas. Deve-se entender que a expressão suspensão líquida na forma aqui usada deve se referir a uma pulverização de plasma em suspensão (SPS) por meio da qual finas partículas como descritas aqui podem ser efetivamente suspensas e transportadas para o substrato alvo sem aglomeração substancial para produzir um revestimento. A maioria do material precursor são preferivelmente lamelas que são parcialmente fundidas e/ou totalmente fundidas antes de colidir com o substrato 110. Qualquer partícula resultante que re-solidifica antes de colidir no substrato 110 tende a ficar aprisionada e alojada nas lamelas em volta. As lamelas são aleatoriamente orientadas para produzir uma orientação cristalográfica isotrópica no primeiro revestimento ou camada intermediária 100. A porção das lamelas ligada na superfície do substrato 110 forma uma interface conformável termomecânica que pode permanecer aderida na superfície durante condições de ciclo térmico tipicamente encontradas por TBC’s.

[00018] As Figuras 1a e 1b mostram adicionalmente que uma quantidade controlada de porosidade é constituída entre recursos macrocolunares adjacentemente configurados 120, bem como nos recursos macrocolunares 120. A porosidade constituída da camada intermediária colunar 100 pode adicionalmente melhorar a conformidade termomecânica durante ciclo térmico. Em decorrência disto, a camada intermediária 100 pode ajudar estender a vida útil do TBC inventivo em comparação com TBC’s convencionais.

[00019] As Figuras 1a e 1b mostram que os recursos macrocolunares 120 da camada intermediária 100 têm um recurso distintivo e exclusivo de picos 130 e vales 140 ao longo das superfícies livres da primeira camada de revestimento. A expressão “superfícies livres” na forma aqui usada com relação à camada intermediária 100 deve se referir a essa porção da primeira camada de revestimento 100 que pode se ligar com uma camada de acabamento ou segunda camada de revestimento, como será discutido. Deve- se entender que as expressões “camada de acabamento” e “segunda camada de revestimento” serão usadas indiferentemente na especificação. Os picos 130 e vales 140 podem ser mais bem vistas com maior aumento da figura 1b. Sem ficar ligado a nenhuma teoria, acredita-se que os picos 130 e vales 140 intensificam as propriedades da camada intermediária 100 de uma maneira que cria ligação e conformidade termomecânica melhoradas entre a camada intermediária 100 e uma subsequente acabamento ou segunda camada de revestimento. Os picos 130 e vales 140 podem ser produzidos de forma a ter uma distribuição e padrão selecionados com base no controle do processo de pulverização térmica e condições do meio de revestimento. Em uma modalidade preferida, os picos 130 e vales 140 produzem uma distribuição tipo aleatória para criar uma superfície livre irregular que é denteada e tortuosa, como pode-se ver na figura 1b. O grau de tortuosidade da camada intermediária 100 que é necessário pode depender de diversos fatores, incluindo a aplicação do uso final e o tipo de segunda camada de revestimento a ser ligada nela. De forma geral, a tortuosidade é suficiente para criar um contorno interfacial favorável sobre o qual um segundo revestimento pode ser aplicado e permanece aderido nela durante uso operacional do revestimento compósito. As Figuras 1a e 1b mostram que a largura e altura de cada qual dos picos 130 e vales 140 são substancialmente não uniformes a fim de intensificar a tortuosidade ao longo da superfície livre da primeira camada de revestimento 100.

[00020] A microestrutura da camada intermediária é definida por lamelas e grãos contidos nas lamelas. Os grãos são substancialmente não equiaxiais. Os grãos são produzidos ao ser submetidos a resfriamento e solidificação direcional mediante contato com o substrato 110 para produzir uma orientação cristalográfica anisotrópica. Os grãos solidificados nas lamelas adquirem uma orientação direcional por meio do que os grãos no geral são alinhados e crescem em uma direcionalidade preferida, por meio disto criando textura localizada.

[00021] Os recursos microestruturais finos da camada intermediária 100 podem ser menos que 25 microns (μm), e mais preferivelmente menos que cerca de 10 microns (μm) de tamanho para intensificar a adesão no substrato 110, que pode ser liso. Em uma outra modalidade, os recursos microestruturais da camada intermediária variam de cerca de 10 μm até cerca de 50 nm de tamanho ou menos. Um substrato liso na forma aqui usada deve significar uma superfície com uma rugosidade (designada como “Ra”) menor que cerca de 125 μin. Em uma modalidade, a camada intermediária 100 da presente invenção pode ser aplicada sobre uma superfície do substrato liso caracterizada por uma Ra entre cerca de 25 e cerca de 80 μin. A preparação superficial da superfície do substrato, portanto não é necessária antes da pulverização térmica da primeira camada de revestimento 100 no substrato 110. Isto é ao contrário de revestimentos de barreira térmica convencionais, que em geral não podem aderir em uma superfície lisa sem rugosidade superficial do substrato. Rugosidade superficial é particularmente detrimental para substratos de metal tais como pás de turbina a gás que são expostas a ambientes de alta temperatura nos quais a superfície metálica do substrato pode oxidar e formar uma camada de óxido que tem uma tendência de lascar. A esfoliação é intensificada em decorrência do acúmulo de tensões térmicas residuais na camada de óxido rugosa.

[00022] A primeira camada de revestimento 100, portanto não somente se liga a uma superfície do substrato liso, mas pode manter a conformidade termomecânica com o substrato 110 durante o ciclo térmico severo que ocorre durante sua vida útil, por meio disto estendendo a vida útil da parte revestida tal como um conjunto de turbina a gás sem exigir trabalho de reparo e/ou restauração.

[00023] Em virtude de a camada intermediária 100 ser projetada com uma quantidade controlada de porosidade constituída para melhorar a conformidade termomecânica durante ciclo térmico, uma vida útil estendida do compósito TBC da presente invenção, em comparação com TBC’s convencionais, pode ser alcançada. A porosidade constituída em combinação com o contorno interfacial tortuoso ao longo das superfícies livres da camada intermediária 100 pode também intensificar as propriedades isolantes do revestimento compósito.

[00024] A camada intermediária 100 em virtude de seu tamanho relativamente pequeno (isto é, submicrométrico ou menor) pode ser preparada suspendendo o material precursor em um carreador líquido durante um processo de pulverização térmica utilizando uma tocha de plasma para permitir deposição e cobertura efetiva das partículas submicrométricas ou menores no substrato sem aglomeração de partícula, como tipicamente ocorreria se as partículas submicrométricas fossem utilizadas como um pó seco. Carreadores líquidos adequados podem incluir solventes que são em base aquosa ou combustíveis. Em particular, materiais solventes adequados incluem, a título de exemplo, e não de limitação, água, etanol, metanol, etileno glicol, querosene e propileno. As condições de tocha de plasma exatas a ser selecionadas dependerão de diversos parâmetros, incluindo o tipo específico de tocha empregado e do meio de revestimento específico selecionado para a camada intermediária e camada de acabamento, como deve-se perceber pelos versados na técnica.

[00025] Vários materiais precursores de barreira térmica podem ser utilizados para produzir a primeira camada de revestimento 100, tal como qualquer material de revestimento cerâmico ou de cermet adequado. Em uma modalidade, um material cerâmico tal como um material de zircônia estabilizada pode ser usado. Outros exemplos incluem zircônia estabilizada com ítria. Ainda adicionalmente, óxidos, tais como hafnatos e ceratos, podem ser usados junto com outros óxidos que podem ser estabilizados com ítria ou outros agentes estabilizantes, tal como, por exemplo, céria. A presente invenção também contempla óxido de zircônio, óxido de ítrio, óxido de alumínio ou qualquer outro tipo de óxido de terra rara adequado.

[00026] Embora a estrutura granular colunar seja termodinamicamente conformável, ela em geral não pode por si própria criar as propriedades desejadas de um TBC. Por esses motivos, de acordo com os princípios da presente invenção, como mostrado na figura 2, foi descoberto que a seleção de uma segunda camada de revestimento ou acabamento 200 que é compatível com a camada intermediária 100 das figuras 1a e 1b pode ser ligada nela para produzir um sistema de revestimento compósito TBC inédito 220 de acordo com os princípios da presente invenção. Com propósitos de simplificação e para transferir a versatilidade do aspecto inventivo da estrutura de revestimento compósito da presente invenção, a camada de acabamento 200 da figura 2 é mostrada não como uma micrografia, mas, em vez disso, como uma ilustração por meio da qual qualquer camada de acabamento adequada 200 pode ser selecionada que é complementar e compatível para ligação com a camada intermediária 100. Por exemplo, como ilustra a Figura 2, a camada de acabamento 200 pode ser selecionada como um TBC denso, um revestimento abrasível ou qualquer outro TBC, como será mostrado com mais detalhes nas figuras 3-6. As extremidades livres ou superfícies livres tortuosas da camada intermediária 100 fornecem um contorno interfacial efetivo 210 para a segunda camada de revestimento 200 se ligar nela. Desta maneira, uma ou mais propriedades deficientes da primeira camada de revestimento 100 podem ser deslocadas ou compensadas pela seleção de uma segunda camada de revestimento adequada 200 que não é deficiente na mesma, por meio disto melhorando o desempenho geral do sistema de revestimento compósito TBC 200 com relação a essa propriedade deficiente particular. Por exemplo, a primeira camada de revestimento 100 por si pode conter um nível inaceitavelmente alto de porosidade que intensifica a conformidade termomecânica às custas de não ser capaz de efetivamente inibir o fluxo de calor para superfície do substrato 110. A segunda camada de revestimento 200 pode ser selecionada que possui condutividade térmica suficientemente baixa em relação à primeira camada de revestimento 100 de maneira a equilibrar ou deslocar esta deficiência particular na primeira camada de revestimento 100. Em virtude de a segunda camada de revestimento 200 poder ser exposta a ambiente de alta temperatura de um componente tal como um motor de combustão, sua menor condutividade térmica inibe o fluxo de calor muito mais efetivamente que a primeira camada de revestimento 100. Adicionalmente, a conformidade superior da primeira camada de revestimento 100 mantém integridade sustentada da estrutura de revestimento compósito 220 de uma maneira que ligação direta da segunda camada de revestimento 200 no substrato 110 não pode ser conseguida. Em outras palavras, a ligação direta da segunda camada de revestimento 200 na superfície lisa ou mesmo rugosa do substrato 110 potencialmente causaria esfoliação e reduziria a tempo de vida operacional da parte revestida.

[00027] Como tal, seleção criteriosa de primeira e segunda camadas de revestimento compatíveis e complementares 100 e 200, respectivamente, de acordo com os princípios da presente invenção cria um estrutura de compósito de TBC de compósito modificado 200 com propriedades não completamente presentes na primeira camada de revestimento ou na segunda camada de revestimento, mas, quando em combinação, pode melhorar sinergisticamente o desempenho geral do TBC em comparação com materiais de TBC convencionais.

[00028] De acordo com princípios da presente invenção, vários tipos de segundas camadas de revestimento podem ser aplicados na interface tortuosa da primeira camada de revestimento. De particular significância, seleção da segunda camada de revestimento apropriada melhora as propriedades de superfície livre e massiva geral do sistema de revestimento compósito sem sacrificar a perda de termoconformidade, como será mostrado nos Exemplos. Possíveis revestimentos compósitos contemplados pela presente invenção são mostrados nas figuras 3-6. Deve-se entender que as Figuras 3-6 devem ser ilustrativas de certos aspectos do revestimento compósito e, no processo de assim proceder, podem não ser representativas da morfologia do revestimento macroestrutural e/ou microestrutural do sistema de revestimento compósito.

[00029] A Figura 3 mostra um sistema de revestimento compósito 300 consistindo em um revestimento colunar densificado como a segunda camada de revestimento 320 e um revestimento colunar poroso 310 como a camada intermediária ou primeira camada de revestimento. O revestimento colunar densificado 320 pode ser aplicado sobre a camada intermediária colunar poroso 310 por qualquer processo adequado. Em uma modalidade, o revestimento colunar densificado 320 é derivado de uma suspensão líquida de partículas com um tamanho mediano maior que o tamanho mediano da primeira camada de revestimento 310. O revestimento colunar densificado 320 tem uma maior densidade e menor porosidade que a camada intermediária 310. Em decorrência disto, o revestimento colunar densificado 320 fornece resistência a erosão nas suas superfícies livres e/ ou regiões massivas. A camada intermediária 310 é a primeira camada de revestimento e tem uma estrutura colunar diretamente ligada a um substrato liso 330. A estrutura de camada intermediária colunar 310 é como descrita nas Figs. 1a e 1b. A camada intermediária 310 tem porosidade constituída em virtude de seus recursos macroestruturais colunares descritos e mostrados nas figuras 1a e 1b. A camada intermediária porosa 310 tem maior porosidade que o revestimento colunar densificado 320 e, portanto, fornece a conformidade termomecânica exigida para estender a vida útil do sistema de revestimento compósito 300 em comparação com sistemas de TBC compósitos convencionais.

[00030] O sistema de revestimento compósito 300 da figura 3 gradua a densidade dentro da coluna através da espessura do revestimento. A densidade pode ser graduada de diversas maneiras. Em uma modalidade, a densidade aumenta ao longo de um caminho começando em uma localização tanto na primeira camada de revestimento 310, quanto adjacente à interface da primeira camada de revestimento 310 e da segunda camada de revestimento 320, e então se estendendo em uma direção de um ponto na superfície livre da segunda camada de revestimento 320. A graduação pode ocorrer de uma maneira contínua ou de uma maneira discreta. Deve-se entender que outras propriedades de revestimento podem também ser graduadas.

[00031] O revestimento colunar densificado 320 preferivelmente tem uma maior espessura que a primeira camada de revestimento 310 para intensificar adicionalmente as propriedades de resistência a erosão. Esta combinação de conformidade termomecânica superior provida pela primeira camada de revestimento 310 e propriedade do revestimento melhoradas na superfície massiva e/ou livre provida pela segunda camada de revestimento 320 produz um sistema de revestimento compósito conformável 300 com resistência a erosão superior não previamente possível por sistemas compósitos TBC convencionais.

[00032] Uma outra modalidade da presente invenção é mostrada na figura 4. A Figura 4 mostra um sistema de revestimento compósito 400 consistindo em uma camada de acabamento do revestimento de barreira ambiental (EBC) 420 como a segunda camada de revestimento e um revestimento colunar poroso 410 coma camada intermediária ou primeira camada de revestimento que é ligada em um substrato liso 430. O acabamento de barreira ambiental 420 bloqueia caminhos para a penetração de contaminantes nele que podem induzir corrosão da superfície do substrato 430. A resistência a corrosão da segunda camada de revestimento 420 é maior que da primeira camada de revestimento 410. O revestimento colunar poroso 410 pode ser substancialmente idêntico ao da primeira camada de revestimento 310 da figura 3. Alternativamente, a camada intermediária 410 pode ser modificada em suas superfícies livres da forma necessária para produzir uma distribuição customizada predeterminada de picos e vales que pode criar a tortuosidade desejada na interface para permitir compatibilidade com a camada de acabamento de barreira ambiental 420 de maneira a facilitar a ligação e adesão da camada de acabamento 420 nela.

[00033] Também uma outra modalidade da presente invenção é mostrada na figura 5. A Figura 5 mostra um sistema de revestimento compósito 500 consistindo em uma camada de acabamento densamente trincada verticalmente (DVC) 520 como a segunda camada de revestimento e um revestimento colunar poroso 510 como a camada intermediária ou primeira camada de revestimento. A camada de acabamento DVC 520 utiliza uma microestrutura verticalmente trincada densa para criar uma barreira densa para resistência a erosão. A camada de acabamento DVC 520 pode em alguns casos servir como um EBC. A camada intermediária 510 é ligada em um substrato liso 530 e mantém um nível de conformidade termomecânica não obtenível pela camada de acabamento DVC 520 em si. Além disso, a resistência a erosão da segunda camada de revestimento 520 é maior que a da primeira camada de revestimento 510. A primeira camada de revestimento 510 é relativamente mais porosa e colunar e pode ser modificada em suas superfícies livres em comparação com a das figuras 3 e 4 para permitir compatibilidade com o acabamento DVC 520 na interface de ligação. Desta maneira, um sistema de revestimento compósito conformável 500 é customizado e criado com resistência a erosão superior não previamente possível por sistemas compósitos de TBC convencionais.

[00034] Também uma outra modalidade da presente invenção é mostrada na figura 6. A Figura 6 mostra um sistema de revestimento compósito 600 consistindo de um acabamento abrasível 620 como a segunda camada de revestimento e uma camada de revestimento colunar porosa 610 como a camada intermediária ou primeira camada de revestimento que é ligada a um substrato liso 630. A camada de acabamento abrasível 620 é selecionada para ser compatível com as superfícies livres da camada intermediária 610 na interface tortuosa. Durante serviço, o acabamento abrasível 620 fornece uma vedação enquanto a camada intermediária colunar 610 mantém a conformidade termomecânica e adesão. Desta maneira, um sistema de revestimento compósito conformável 600 é criado com superiores propriedades de vedação não previamente possíveis por sistemas compósitos de TBC convencionais.

[00035] Os requerentes realizaram diversos experimentos para comparar a conformidade termomecânica do compósito de TBC’s modificado da presente invenção com outros materiais conduzindo testes de ciclo em forno (FCT’s), como será agora discutido nos Exemplos a seguir. Em todos os testes FCT, um substrato de superliga a base de Ni liso tendo uma rugosidade superficial Ra de cerca de 25 a 40 μin foi utilizado. A superfície do substrato não foi previamente desbastada, mas apenas ligeiramente polida para remover todas impurezas na superfície livre antes do revestimento. Um meio de malha fina foi utilizado para obter uma rugosidade superficial final que estava dentro de uma faixa superficial de cerca de 25 a 40μin.

[00036] Uma tocha de plasma Progressive Surface 100HE™ comercialmente disponível foi empregada para preparar as camadas intermediárias SPS para os Revestimentos de Linha de Base nos Exemplos Comparativos 1 e 2; a camada intermediária SPS e a camada de acabamento SPS no Exemplo 1; e a camada intermediária SPS no Exemplo 2. Condições de tocha durante utilização da tocha Progressive Surface 100HE™ para preparar cada qual de tais revestimentos incluiu fluxos de gás e produtos químicos de argônio 180 scfh; nitrogênio 120 scfh; e hidrogênio 120 scfh. A tocha foi operada a níveis de potência de 100-105 kW e 450 a 500 Amps. A taxa de alimentação da carga de alimentação da suspensão foi cerca de 40 a 50 mL/min. A carga de alimentação empregada foi uma suspensão de etanol de cerca de 7 a 8% em peso de partículas de USZ de dimensões submicrométricas. A suspensão foi radialmente injetada no efluente de plasma externamente à Progressive Surface 100HE™. A tocha foi varrida através da parte a uma velocidade superficial constante por um número selecionado de passes até que a espessura de revestimento desejada fosse acumulada.

[00037] A camada de acabamento para o revestimento APS Densamente Verticalmente Trincado (DVC) no Exemplo 2 foi produzido usando uma tocha da série PST 1100. A carga de alimentação empregada com a tocha foi uma suspensão de etanol de cerca de 7 a 8% em peso de partículas de USZ de dimensões submicrométricas. Condições de pulverização por plasma foram operadas a 90 gramas/minuto de carga de alimentação. A corrente total empregada variou de 150 a 170 Amps. Os fluxos de gás da tocha primária foi gás da tocha 90 scfh; argônio 90 scfh; e gás hidrogênio 40 scfh.

[00038] Cada ciclo FCT consistiu na exposição da amostra revestida a uma elevada temperatura de 2.075F (1,175°C) e encharque a tal temperatura por 50 min seguido por resfriamento da amostra revestida para 75F (23,88°C) por 10 minutos. O número médio de ciclos FCT completado em tais condições foi determinado para cada qual dos revestimentos testados. O revestimento foi considerado reprovado depois de 20% da área de revestimento total esfoliar do substrato. Um alto número de ciclos FCT antes da falha é desejável.

[00039] Amostras revestidas foram também preparadas a partir do compósito TBC’s modificado da presente invenção e vários outros materiais para testar a resistência contra erosão mecânica. Cada teste de erosão mecânica foi conduzido em condições controladas que consistiram em submeter as amostras revestidas a partículas de alumina de forma angular com um tamanho mediano de 50 microns. As partículas colidiram na amostra revestida a uma velocidade de partícula de 200 ft/s a 20C temperatura ambiente. Uma taxa de erosão é estabelecida para a amostra de teste com base na exposição a uma massa estabelecida de meio de erosão de alumina. Em outras palavras, a massa de material de revestimento erodido por massa de meio de erosão de alumina é determinada. Uma baixa taxa de erosão é desejável.

[00040] Para todas as amostras revestidas testadas, a macroestrutura granular foi avaliada usando microscopia óptica.

Exemplo Comparativo 1 (Estrutura SPS Colunar Não Compósito)

[00041] Um revestimento de não compósito foi preparado (designado Linha de Base SPS Colunar) a partir de um material de carga de alimentação de 7 a 8% em peso de zircônia estabilizada com ítria (YSZ) em uma suspensão a base de etanol. O material teve um tamanho submicrométrico de cerca de 330 nm de diâmetro. O material foi suspenso na suspensão a base de etanol e então termicamente pulverizado em um substrato liso com uma rugosidade superficial de cerca de 25 a 40 μin. Uma espessura de revestimento de cerca de 12 a 15 mil foi obtida.

[00042] O revestimento resultante compreendeu recursos macrocolunares. Os recursos colunares foram no geral uniformes na largura através da superfície do substrato entre si. Os recursos foram também equivalentes em altura entre si. Uma interface lisa regular com espessura de revestimento uniforme foi produzida.

[00043] Ciclos FCT foram realizados para avaliar o desempenho termomecânico do revestimento de não compósito. Um número médio de aproximadamente 850 FCT ciclos foi completado, como mostrado pela barra rotulada “Linha de Base SPS Colunar” na figura 9.

[00044] Amostras de não compósito adicionalmente revestidas foram preparadas para teste de erosão mecânica. A taxa de erosão foi determinada em unidades de mg de material testado erodido por grama de partícula de alumina que colide na superfície revestida. Esta amostra teve o pior desempenho de todos os materiais testados, como fica evidente por uma taxa de erosão de aproximadamente 1,05 mg/g, como mostrado pela barra rotulada “Linha de Base SPS Colunar” na figura 10.

[00045] Esses resultados de teste FCT e erosão foram indicativos de materiais TBC convencionais.

Exemplo Comparativo 2 (APS DVC Não Compósito)

[00046] Um revestimento não compósito foi preparado (designado APS DVC) a partir de um material de carga de alimentação de 7 a 8% em peso de pó seco de YSZ. O material teve um diâmetro de partícula mediano de 22 a 62 μm. O material foi termicamente pulverizado por APS em um substrato liso tendo uma rugosidade superficial Ra de cerca de 25 a 40 μin. Foi observado que o revestimento APS DVC apresentou fraca qualidade e cobertura. A qualidade do revestimento foi muito fraca para produzir qualquer revestimento substancial, e somente uma espessura máxima de 1 mil foi obtida naquelas regiões onde ele foi considerado aderente.

[00047] Ciclos FCT foram realizados para avaliar o desempenho termomecânico do revestimento compósito. O revestimento delaminou depois de apenas um total de 20 ciclos, como mostrado pela barra na figura 9 rotulada “APS DVC”.

[00048] Amostras de não compósito revestido adicionais foram preparadas para teste de erosão mecânica. A taxa de erosão foi determinada em unidades de mg de material testado erodido por grama de partícula de alumina que colide na superfície revestida. As amostras de não compósito apresentaram uma taxa de erosão entre cerca de 0,2 e 0,25 mg/g, como mostrado pela barra rotulada “APS DVC” na figura 10.

[00049] Esses resultados de teste FCT e erosão foram indicativos de materiais TBC convencionais.

Exemplo 1 (Estrutura de compósito)

[00050] Um sistema de revestimento compósito (designado “Compósito A de SPS Colunar”) foi preparado como mostrado na figura 7. A camada intermediária foi preparada a partir da carga de alimentação de 7 a 8% em peso de zircônia estabilizada com ítria (YSZ). O material da camada intermediária teve um diâmetro de partícula mediano de cerca de 330 nm. O material da camada intermediária foi suspenso em uma suspensão a base de etanol e então termicamente pulverizado em um substrato liso com uma rugosidade superficial Ra de cerca de 25 a 40 μin. A espessura de revestimento da camada intermediária foi 6 a 7 mil.

[00051] A camada de acabamento foi preparada a partir de um material de carga de alimentação de 7 a 8% em peso de YSZ. O material do acabamento teve um diâmetro de partícula mediano de cerca de 2 μm. O material do acabamento foi suspenso em um carreador líquido de uma suspensão a base de etanol e então termicamente pulverizado no substrato. A espessura de revestimento do acabamento foi 4 a 5 mil. A espessura do revestimento compósito foi 10 a 12 mil.

[00052] O sistema de revestimento compósito resultante produzido é mostrado na figura 7. O compósito conteve uma camada intermediária macrocolunar porosa e uma camada de acabamento macrocolunar densa. A camada intermediária manteve conformidade termomecânica da camada de revestimento na superfície do substrato liso, enquanto o contorno interfacial tortuoso forneceu ligação mecânica melhorada entre a primeira e a segunda camadas de revestimento.

[00053] Ciclos FCT foram realizados para avaliar o desempenho termomecânico do revestimento compósito. Um número médio de ciclos FCT entre 800 e 850 ciclos foi completado, como mostrado pela barra rotulada “Compósito A de SPS Colunar” na figura 9. As linhas verticais estendendo das barras superiores indicam desvio padrão para o conjunto de amostra para cada qual dos testes. Foi notado que o desvio padrão mostrou que o Compósito A de SPS Colunar teve um desempenho FCT equivalente ao da Linha de Base SPS Colunar (Exemplo Comparativo 1) no qual não houve diferença estatística observada entre os dois revestimentos. Portanto, foi concluído que o Compósito A de SPS Colunar manteve desempenho FCT equivalente à Linha de Base SPS Colunar (Exemplo Comparativo 1).

[00054] Amostras de compósito revestido adicionais foram preparadas para teste de erosão mecânica. A taxa de erosão foi determinada em unidades de mg de material testado erodido por grama de partícula de alumina que colide na superfície revestida. A amostra produziu uma taxa de erosão de cerca de 0,3 a 0,35 mg/g, como mostrado pela barra rotulada “Compósito A de SPS Colunar” na figura 10. Os resultados de erosão representaram cerca de 70% de melhoria na resistência da taxa de erosão em comparação com a amostra revestida do Exemplo Comparativo 1.

[00055] Ao contrário do revestimento de linha de base do Exemplo Comparativo 1, o revestimento do Compósito A de SPS Colunar manteve desempenho FCT adequado, ainda também apresentando o benefício adicional de superior resistência a erosão.

Exemplo 2 (Estrutura de compósito)

[00056] Um sistema de revestimento compósito (designado “Compósito B de SPS Colunar”) foi preparado como mostrado na figura 8. A camada intermediária foi preparada a partir de uma carga de alimentação de 7 a 8% em peso de zircônia estabilizada com ítria (YSZ). O material da camada intermediária teve um diâmetro de partícula mediano de cerca de 330 nm. O material da camada intermediária foi suspenso em uma suspensão a base de etanol e então termicamente pulverizado em um substrato liso com uma rugosidade superficial Ra de cerca de 25 a 40 μin. A espessura de revestimento da camada intermediária foi 6 a 7 mils.

[00057] A camada de acabamento foi preparada a partir de um material de carga de alimentação de 7 a 8% em peso de pó seco de YSZ com um diâmetro de partícula médio entre 22 w 62 μm. O material do acabamento foi termicamente pulverizado por pulverização de plasma atmosférico (APS) em uma superfície do substrato liso para produzir uma camada de acabamento de APS Densamente Verticalmente Trincado (DVC). A espessura do acabamento APS DVC foi cerca de 8 mil e a espessura total do revestimento compósito foi cerca de 14 a 15 mil.

[00058] O sistema de revestimento compósito resultante é mostrado na figura 8. O primeiro revestimento ou camada intermediária foi mais poroso e proporcionou conformidade termomecânica. O segundo revestimento ou camada de acabamento foi mais denso e proporcionou uma barreira para erosão mecânica.

[00059] Ciclos FCT foram realizados para avaliar o desempenho termomecânico do revestimento compósito. Um número médio de ciclos FCT de cerca de 800 ciclos foi completado, como mostrado pela barra rotulada “Compósito B de SPS Colunar” na figura 9. As linhas verticais estendendo-se das barras superiores indicam desvio padrão para o conjunto de amostras para cada dos testes. Notou-se que o desvio padrão mostrou que Compósito B de SPS Colunar teve um desempenho FCT equivalente ao da Linha de Base SPS Colunar (Exemplo Comparativo 1) no qual não houve diferença estatística observada entre os dois revestimentos. Portanto, foi concluído que o Compósito B de SPS Colunar manteve desempenho FCT equivalente à Linha de Base SPS Colunar (Exemplo Comparativo 1).

[00060] Amostras de compósito revestido adicionais foram preparadas para teste de erosão mecânica. A taxa de erosão foi determinada em unidades de mg de material testado erodido por grama de partícula de alumina que colide na superfície revestida. A amostra produziu uma taxa de erosão ligeiramente abaixo de 0,2 mg/g, como mostrado pela barra rotulada “Compósito B de SPS Colunar” na figura 10. Os resultados representaram uma melhoria de cerca de 80% na resistência da taxa de erosão em comparação com a amostra revestida de Exemplo Comparativo 1.

[00061] Ao contrário do Exemplo Comparativo 1 do revestimento de linha de base, o revestimento do Compósito B de SPS Colunar manteve desempenho FCT adequado, ainda também apresentando benefício adicional de superior resistência a erosão.

[00062] Os Exemplos demonstram que os revestimentos compósitos inventivos dos Exemplos 1 e 2 têm a capacidade de manter a conformidade termomecânica de um revestimento colunar não compósito (Exemplo Comparativo 1), ainda simultaneamente alcançando resistência a erosão melhorada de um APS DVC (Exemplo Comparativo 2). Além disso, os revestimentos compósitos inventivos têm a capacidade de se ligar e aderir nas interfaces do substrato liso (por exemplo, <100 μin Ra), ainda também retendo valores de condutividade térmica consistentes com revestimentos de pulverização térmica. Adicionalmente, os TBC’s inventivos são produzidos em uma faixa de menor custo em comparação com outros processos de pulverização térmica típicos. De forma geral, a capacidade de TBC’s convencionais manter conformidade termomecânica durante ciclos de choque térmico repetitivos foi possível somente às custas de resistência a erosão significativamente reduzida e outras propriedades na superfície massiva e/ou livre da amostra revestida. Exemplos 1 e 2 demonstram que uma primeira camada de revestimento especificamente projetada com uma macroestrutura não uniforme colunar e ligada a uma rugosidade do substrato liso permitiram que um segundo revestimento subsequente compatível com a primeira camada de revestimento fosse aplicado nela.

[00063] O segundo revestimento é selecionado de maneira a complementar a primeira camada de revestimento exibindo uma ou mais propriedades melhoradas na superfície massiva e/ou livre da estrutura de revestimento compósito resultante. Desta maneira, a presente invenção oferece estruturas de compósito TBC que possuem uma combinação de propriedades melhoradas (por exemplo, conformidade termomecânica e resistência a erosão/corrosão) previamente reconhecidas como propriedades mutuamente exclusivas por causa de considerações de projeto conflitantes.

[00064] Deve-se entender que qualquer acabamento adequado pode ser utilizado para prover propriedades de revestimento massiva e de superfície livre desejadas que podem ser desejadas para aplicações de TBC particulares, bem como outros tipos de aplicações. A superfície livre da camada intermediária especificamente projetada pode ser modificada de acordo com a necessidade para garantir ligação do acabamento particular. Por exemplo, algumas camadas de acabamento podem exigir maior tortuosidade (isto é, maior não uniformidade nas alturas e larguras de picos e vales adjacentes) das superfícies livres da camada intermediária para ligação da camada de acabamento.

[00065] Propriedades da primeira camada de revestimento são seletivamente adequadas em virtude dos recursos macroestruturais mostrados nas figuras 1a e 1b. De particular significância é a capacidade da presente invenção de manter adesão e força de ligação em um substrato liso durante o ciclo térmico, por meio disto produzindo materiais com conformidade termomecânica superior em comparação com revestimentos de barreira térmica convencionais tais como um DVC, revestimento abrasível, revestimento de barreira ambiental ou um revestimento colunar densificado - nenhum dos quais pode tipicamente manter adesão e força de ligação sustentadas durante o ciclo térmico.

[00066] Embora tenha sido mostrado e descrito o que é considerado ser certas modalidades da invenção, certamente, deve-se entender que várias modificações e mudanças na forma ou detalhes podem ser facilmente feitos sem fugir do espírito e escopo da invenção. Portanto, pretende-se que esta invenção não seja limitada à exata forma e detalhe aqui mostrados e descritos, nem a nada além da íntegra da invenção aqui revelada e a seguir reivindicada.

Claims

1. Revestimento compósito modificado de barreira térmica, compreendendo: uma primeira camada de revestimento (100) ligada a uma superfície de uma pá de turbina a gás tendo uma rugosidade Ra de menos que 3,18 μm (125 μin), dita primeira camada de revestimento (100) caracterizada por uma distribuição predeterminada de picos (130) e vales (140) em suas superfícies livres correspondentes, uma segunda camada (200) sendo um revestimento colunar denso ou um revestimento Densamente Verticalmente Trincado sendo menos colunar do que a primeira camada de revestimento (100); a dita primeira camada de revestimento (100) compreendendo recursos microestruturais que incluem lamelas de dimensões nano e/ou submicrométricas derivadas de uma suspensão de líquido precursor para formar uma interface conformável termomecânica na superfície do substrato (110), as ditas lamelas sendo aleatoriamente orientadas para produzir uma orientação cristalográfica isotrópica para o primeiro revestimento, dita suspensão de líquido precursor formada por um método de pulverização de plasma em suspensão (SPS); as ditas lamelas compreendendo grãos colunares não equiaxiais que crescem opostos à direção do fluxo de calor mediante resfriamento para produzir uma orientação granular cristalográfica anisotrópica; e em que a dita segunda camada de revestimento (200) é ligada nas superfícies livres correspondentes da primeira camada de revestimento (100), dita segunda camada de revestimento (200) compreendendo uma porosidade mais baixa do que aquela da primeira camada de revestimento (100) e uma barreira de erosão mecânica melhorada em comparação com a primeira camada de revestimento (100).

2. Revestimento compósito modificado de barreira térmica de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma porção dos ditos picos (130) e vales (140) tem uma largura e altura não uniformes para formar um contorno interfacial (210) com tortuosidade.

3. Revestimento compósito modificado de barreira térmica de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a dita propriedade do revestimento é graduada de uma maneira contínua na dita segunda camada de revestimento (220), em que a dita propriedade do revestimento tem um primeiro valor na primeira localização adjacente à interface da primeira e da segunda camadas de revestimento (100, 200), a dita propriedade mudando do dito primeiro valor ao longo de um caminho começando na dita primeira localização e se estendendo em uma direção de um ponto na superfície livre da segunda camada de revestimento (200).

4. Revestimento compósito modificado de barreira térmica de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a dita propriedade do revestimento muda de um primeiro valor para um segundo valor de uma maneira discreta.

5. Revestimento compósito modificado de barreira térmica de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a dita primeira camada de revestimento (100) compreende lamelas microestruturais de menos que 25 microns.

6. Revestimento compósito modificado de barreira térmica de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a dita primeira camada de revestimento (100) compreende lamelas microestruturais variando de 10 microns a 50 nm.