BR112020006410A2

BR112020006410A2 - componente, e, processo para fabricar um componente.

Info

Publication number: BR112020006410A2
Application number: BR112020006410-6A
Authority: BR
Inventors: Luc Bianchi; Hugues Denis Joubert; Philippe Picot; Amar Saboundji
Original assignee: Safran
Priority date: 2017-10-05
Filing date: 2018-10-03
Publication date: 2020-09-24
Also published as: CN111183125A; EP3692011A1; RU2020113538A; CA3077640A1; RU2020113538A3; US20200331817A1; FR3072091A1; WO2019069023A1; CN111183125B; JP7273810B2; JP2020536040A; FR3072091B1; US11465943B2; EP3692011B1

Abstract

A invenção se refere a um componente (10) compreendendo: um substrato (20) de que pelo menos uma parte adjacente a uma superfície (S) do substrato é feita de um material compreendendo silício; um revestimento de ligação (30) situado sobre a superfície (S) do substrato e compreendendo silício, uma barreira ambiental (40) que compreende uma camada externa (42) feita de cerâmica cobrindo o revestimento de ligação (30), distinguido pelo fato de que dita barreira ambiental (40) compreende adicionalmente uma camada interna autocicatrizante (41) situada entre a subcamada de ligação (30) e a camada externa (42), dita camada interna (41) compreendendo uma matriz em que partículas silico-formadoras são dispersas, estas partículas sendo capazes de gerar uma fase cicatrizante de fissura na matriz na presença de oxigênio.

Description

1 / 14 COMPONENTE, E, PROCESSO PARA FABRICAR UM COMPONENTE Fundamentos da invenção

[001] A presente invenção se refere ao campo geral de proteção contra corrosão de componentes feitos de material compósito de matriz cerâmica (CMC).

[002] Um campo particular de aplicação da invenção é a proteção de componentes feitos de material compósito de matriz cerâmica (CMC) formando partes quentes de turbinas a gás, tais como paredes de câmara de combustão, ou anéis de turbina, bocais de turbina ou pás de turbina, para motores aeronáuticos ou turbinas industriais.

[003] Para tais turbinas a gás, o interesse de melhorar a eficiência e reduzir emissões de poluente leva à consideração de temperaturas cada vez mais altas nas câmaras de combustão.

[004] Foi, portanto, proposto substituir materiais metálicos por materiais CMC, em particular para as paredes da câmara de combustão ou anéis de turbina. Na verdade, materiais CMC são conhecidos por terem boas tanto boas propriedades mecânicas permitindo seu uso use para elementos estruturais quanto a capacidade de manter estas propriedades a altas temperaturas. Os materiais CMC compreendem um reforço fibroso de fibras refratárias, tipicamente carbono ou cerâmica, que é densificado por uma matriz cerâmica, por exemplo, SiC.

[005] Nas condições de operação de turbinas aeronáuticas, i.e., a alta temperatura em uma atmosfera oxidante e úmida, os materiais CMC são sensíveis ao fenômeno da corrosão. A corrosão de CMC resulta da oxidação de SiC em sílica que, na presença de vapor d’água, se volatiliza na forma de hidróxidos de silício Si(OH)4. Os fenômenos de corrosão causam uma recessão do CMC e afeta sua vida em serviço.

[006] A fim de limitar esta degradação durante operação, foi considerado formar revestimentos de barreira ambiental sobre a superfície dos

2 / 14 materiais CMC. Uma tal solução da técnica anterior é ilustrada na Figura 1.

[007] Assim, como mostrado na Figura 1, um substrato 1 de material compósito de matriz cerâmica (CMC) é coberto por uma camada de ligação de silício 2, dita camada de ligação 2 sendo por sua vez coberta por uma barreira ambiental 3 que pode ser uma camada de silicato de terra rara. Durante operação do motor de turbina a gás, uma camada de sílica protetora 2a é formada entre a camada de ligação de silício 2 e a barreira ambiental 3.

[008] A camada de ligação 2 melhora a adesão da barreira ambiental 3 e forma a camada de sílica protetora 2a, cuja baixa permeabilidade a oxigênio ajuda a proteger o substrato de CMC 1 contra oxidação.

[009] A barreira ambiental 3, por sua vez, limita a difusão de vapor d’água para a camada de sílica protetora 2a formada por oxidação do silício da camada de ligação 2 e, portanto, limita a recessão desta última later.

[0010] Todavia, um problema com esta solução da técnica anterior é que a acessibilidade da camada de sílica protetora 2a a vapor d’água e ar é localmente muito variável.

[0011] Estas diferenças locais de acessibilidade são principalmente devidas a diferenças locais na densidade da barreira ambiental 3, a tortuosidade da rede de microfissuras e porosidades na barreira ambiental 3 responsáveis pelos caminhos de oxigênio preferidos e heterogeneidades locais em composição ou na rede cristalina da barreira ambiental 3.

[0012] Estas diferenças locais de acessibilidade podem induzir diferenças locais de espessura na camada de sílica protetora 2a potencialmente responsáveis pela acumulação e tensão e deterioração prematura do componente por deslaminação.

[0013] Há, portanto, uma necessidade de um novo sistema para proteger um substrato de CMC contra corrosão, para aumentar a vida em serviço dos componentes de CMC. Matéria e sumário da invenção

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[0014] A principal finalidade da presente invenção é, portanto, compensar tais desvantagens oferecendo uma peça compreendendo: - um substrato pelo menos de que uma porção adjacente a uma superfície do substrato é feita de um material compreendendo silício; - um revestimento de ligação localizado sobre a superfície do substrato e compreendendo silício, - uma barreira ambiental que compreende uma camada externa de cerâmica cobrindo o revestimento de ligação, dita barreira ambiental compreendendo adicionalmente uma camada interna autocicatrizante localizada entre o revestimento de ligação e a camada externa, dita camada interna compreendendo uma matriz em que são dispersas partículas silico-formadoras, estas partículas sendo capazes de gerar uma fase cicatrizante de fissura da matriz na presença de oxigênio.

[0015] Uma tal camada interna da barreira ambiental oferece a vantagem de reduzir a quantidade de água e ar atingindo o revestimento de ligação e reduzir a heterogeneidade na quantidade de água e ar passando através da barreira ambiental.

[0016] Na verdade, as partículas sendo silico-formadoras, i.e., de uma natureza tal a formar sílica (SiO2) quando oxidadas, ditas partículas dispersas na matriz da camada interna reagem por contato com oxigênio para gerar uma fase cicatrizante que veda dita camada interna. As partículas compreendem silício.

[0017] Além disso, uma tal reação das partículas com oxigênio consume uma parte da água e ar passando através da camada interna da barreira ambiental, limitando assim a quantidade de ar e água transmitida ao revestimento de ligação e reduzindo heterogeneidades.

[0018] Ademais, as partículas da camada interna podem compreender partículas de cerâmica, preferivelmente partículas de carboneto de silício, ou nitreto de silício, ou de uma fase MAX compreendendo silício, ou uma

4 / 14 mistura de tais partículas.

[0019] As partículas da camada interna podem também incluir partículas metálicas, preferivelmente partículas de silício elementar Si, ou um silicieto de metal, ou uma mistura de tais partículas.

[0020] De acordo com uma característica possível, as partículas da camada interna têm um tamanho médio inferior ou igual a 5 µm, e preferivelmente inferior ou igual a 2 µm. “Tamanho médio” refere-se à dimensão dada pela distribuição estatística de tamanho até metade da população, conhecida como D50.

[0021] Além disso, a camada interna pode ter uma taxa de carga em volume de partícula superior ou igual a 5% e inferior a 50%, e preferencialmente entre 20% e 40%.

[0022] De acordo com uma característica adicional, a camada interna tem uma espessura entre 10 μm e 300 μm, e preferencialmente entre 100 μm e 200 μm.

[0023] A matriz da camada interna pode também ser feita de silicato, preferivelmente um monossilicato ou dissilicato de terra rara, ou um aluminossilicato tal como mulita, ou cordierita. De acordo com uma outra característica, a matriz das camadas interna e externa é feita do mesmo material.

[0024] De acordo com um segundo aspecto, a invenção propõe um processo para fabricar um componente de acordo com qualquer uma das características precedentes, compreendendo as seguintes etapa: - deposição do revestimento de ligação compreendendo silício sobre a superfície do substrato; - deposição da camada interna da barreira ambiental sobre o revestimento de ligação; - deposição da camada externa da barreira ambiental sobre a camada interna, dita camada externa sendo de cerâmica.

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[0025] Como uma característica adicional, a deposição da camada interna é obtida por projeção de plasma em que um material destinado a formar as partículas é introduzido em um jato de plasma na forma de uma suspensão em um meio líquido.

[0026] Além disso, um material destinado a formar a matriz da camada interna é introduzido no jato de plasma em forma de pó.

[0027] De acordo com uma outra característica, o material para formar a matriz da camada interna é introduzido no jato de plasma como uma suspensão em um meio líquido. Breve descrição dos desenhos

[0028] Outras características e vantagens da presente invenção vão aparecer a partir da descrição dada abaixo, com referência aos desenhos anexos que ilustram uma modalidade exemplificativa não limitativa. Nas figuras: - Figura 1 representa uma solução de barreira ambiental da técnica anterior; - Figura 2 representa uma vista em corte de um componente de acordo com uma modalidade da invenção; - Figura 3 mostra uma vista detalhada da camada interna da barreira ambiental; - Figura 4 mostra uma primeira modalidade possível para a deposição da camada interna da barreira ambiental; - Figura 5 mostra uma segunda modalidade possível para a deposição da camada interna da barreira ambiental; - Figura 6 mostra uma terceira modalidade possível para a deposição da camada interna da barreira ambiental; - Figura 7 representa esquematicamente as diferentes etapas de um processo de fabricação de acordo com uma implementação da invenção. Descrição detalhada da invenção

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[0029] Na descrição detalhada que se segue, a formação de uma barreira ambiental sobre um substrato de CMC contendo silício é considerada. Porém, a invenção é aplicável a substratos feitos de material refratário monolítico contendo silício e, mais geralmente, a substratos de que pelo menos uma porção adjacente uma superfície externa do substrato é feita de um material refratário (compósito ou monolítico) contendo silício. Assim, a invenção visa em particular proteger materiais refratários consistindo de cerâmicas monolíticas, por exemplo carboneto de silício SiC, ou nitreto de silício Si3N4, mas mais particularmente a proteger materiais compósitos refratários tais como materiais compósitos de matriz cerâmica (CMC) contendo silício, por exemplo CMCs com uma matriz pelo menos parcialmente feita de SiC.

[0030] Como ilustrado na Figura 2, um componente 10 de acordo com a invenção compreende um substrato 20 tendo uma superfície S. O substrato 20 compreende silício sobre pelo menos uma porção adjacente à superfície S. O componente 10 pode tipicamente ser um anel de turbina de um motor de turbina a gás.

[0031] O substrato 20 pode ser feito de um material CMC contendo silício e que compreende um reforço fibroso que pode ser feito de fibras de carbono (C) ou fibras de cerâmica, por exemplo SiC ou fibras essencialmente de SiC, incluindo fibras de Si-C-O ou Si-C-O-N, i.e., também contendo oxigênio e possivelmente nitrogênio. Tais fibras são produzida por Nippon Carbon como “Nicalon” ou “Hi-Nicalon” ou “Hi-Nicalon Type-S”, ou por Ube Industries como “Tyrano-ZMI”. As fibras de cerâmica podem ser revestidas com uma fina camada de interfase de carbono pirolítico (PiC), nitreto de boro (BN) ou carbono dopado com boro (BC, com 5% at. a 20% at. de B, o saldo sendo C).

[0032] O reforço fibroso é densificado por uma matriz que é formada, na sua totalidade ou pelo menos em uma fase externa da mesma, por um

7 / 14 material contendo silício, tal como um composto de silício, por exemplo, SiC ou um sistema ternário Si−B−C. A fase externa da matriz é definida como a fase de matriz formada último, a mais afastada das fibras do reforço. Assim, a matriz pode ser formada de diversas fases de diferentes naturezas, e pode ser por exemplo: uma matriz mista C−SiC (com SiC sobre o lado externo), ou uma matriz sequenciada com fases SiC alternantes e fases de matriz de menor rigidez, por exemplo de carbono pirolítico (PiC), nitreto de boro (BN) ou carbono dopado com boro (BC), com uma fase de matriz terminal de SiC, ou uma matriz autocicatrizante com fases de matriz de carboneto de boro (B4C) ou um sistema ternário Si−B−C, opcionalmente com carbono livre (B4C+C, Si−B−C+C), e com uma fase terminal Si−B−C ou SiC.

[0033] A matriz pode ser pelo menos parcialmente formada por CVI de uma maneira conhecida em. Alternativamente, a matriz pode ser pelo menos parcialmente formada por meio líquido (impregnação da resina precursora da matriz e conversão por reticulação e pirólise, o processo sendo repetível) ou por -infiltração de silício fundido. Neste último caso, um pó é introduzido no reforço fibroso opcionalmente densificado parcialmente, que pode ser um pó de carbono e opcionalmente de cerâmica, e uma composição metálica à base de silício fundido é então infiltrada para formar uma matriz do tipo SiC−Si.

[0034] Um revestimento de ligação contendo silício 30 está localizado sobre o substrato 20. O revestimento de ligação 30 está em contato com o substrato 20. O revestimento de ligação 30 pode tipicamente ser silício (o elemento Si), ou mulita (3Al2O3·2SiO2). Durante a operação, o revestimento de ligação 30 vai oxidar e formar uma camada de sílica (SiO2) apassivante (óxido termicamente crescido).

[0035] Uma barreira ambiental 40 está localizada sobre o

8 / 14 revestimento de ligação 30 para proteger dito revestimento de ligação 30 e o substrato 20. A barreira ambiental 40 compreende uma camada interna autocicatrizante 41 localizada sobre o revestimento de ligação 30, e uma camada externa de cerâmica 42 localizada sobre a camada interna 41. A camada interna 41 está em contato com o revestimento de ligação 30 sobre um lado e a camada externa 42 sobre o outro lado.

[0036] Material autocicatrizante é definido aqui como um material que, na presença de oxigênio, forma uma composição vítrea capaz de cicatrizar fissuras no material por passagem a um estado pastoso ou fluido dentro de uma certa faixa de temperatura.

[0037] Como pode ser visto na Figura 3, a camada interna 41 compreende uma matriz 41m em que partículas 41p são dispersas. A matriz 41m é feita de um material diferente do material das partículas 41p. Além disso, a matriz 41m contém fissuras 41f e outras porosidades.

[0038] As partículas 41p são partículas silico-formadoras e são, portanto, capazes de gerar uma fase cicatrizante das fissuras 41f da matriz 41m na presença de oxigênio. As partículas 41p são particularmente apropriadas para gerar a fase cicatrizante quando a temperatura está acima de 800°C. As partículas 41p compreendem silício.

[0039] Na verdade, durante a operação, fluxos de ar e água 51 cruzam a camada externa 42 da barreira ambiental 40 e atingem a camada interna 41 de dita barreira ambiental 40. As partículas 41p sendo silico-formadoras, elas reagem com oxigênio e formam sílica (SiO2). Esta sílica gerada pelas partículas 41p forma a fase cicatrizante e preenche por capilaridade as fissuras 41f e outras porosidades da matriz 41m, deste modo vedando a camada interna 41 por limitação dos fluxos de ar e água 51 através de dita camada interna 41. Uma tal reação de autocicatrização da camada interna 41 permite, por contato com os fluxos de ar e água 51, que dita camada interna 41 seja vedada, deste modo reduzindo a quantidade de ar e água que atinge o

9 / 14 revestimento de ligação 30 via os fluxos que saem 52.

[0040] Ademais, além de vedar a camada interna 41 por preenchimento das fissuras 41f, um tal efeito de autocicatrização consume parte da água e do ar, assim reduzindo ainda mais a quantidade de ar e água nos fluxos que saem 52 que atingem o revestimento de ligação 30.

[0041] Ademais, como mostrado na Figura 3, a quantidade de ar e água é heterogênea nos fluxos 51 que chegam sobre a camada interna 41. O fato de que parte da água e do ar é consumida pela reação das partículas 41p homogeneíza os fluxos que saem de ar e água que chegam sobre o revestimento de ligação 30. Uma tal homogeneização dos fluxos que saem 52 reduz as es diferenças locais de espessura na camada de sílica protetora gerada pelo revestimento de ligação 30, reduzindo assim o risco de acumulação de tensão e deterioração prematura do componente 10 por deslaminação.

[0042] Adicionalmente além da reação de oxidação, as partículas 41p podem corroer na presença de água e ar e gerar HxSiiOz gasoso. Uma tal reação de corrosão das partículas 41p também consume água e ar, reduzindo assim a quantidade de água e ar que atinge o revestimento de ligação 30.

[0043] As partículas 41p podem ser partículas de cerâmica. As partículas 41p são preferencialmente partículas de carboneto de silício (SiC), partículas de nitreto de silício (Si3N4), ou partículas de uma fase max compreendendo silício, ou uma mistura de tais partículas. Carboneto de silício em particular está dentre os materiais preferidos.

[0044] As partículas 41p podem também ser partículas metálicas. As partículas 41p são preferencialmente partículas de silício (elemento Si), partículas de um silicieto de metal, ou uma mistura de tais partículas.

[0045] As partículas 41p têm preferivelmente um tamanho de partícula médio (D50) que é inferior ou igual a 5 μm. É na verdade vantajoso que as partículas 41p têm um tamanho médio inferior ou igual a 5 μm pois

10 / 14 isto permite que a camada interna 41 seja mais reativa para a geração da fase cicatrizante em SiO2 e para o consumo de ar e água. Na verdade, o uso de um pequeno tamanho de partícula aumenta a área de superfície disponível para a reação de oxidação e corrosão das partículas 41p. Preferivelmente, as partículas 41p têm um tamanho médio inferior ou igual a 2 μm, por exemplo entre 0,1 μm e 2 μm, a fim de aumentar ainda mais a reatividade e a eficiência da camada interna 41.

[0046] Como vai ser descrito abaixo, o uso use de partículas de tamanho inferior a 5 μm é permitido em particular por deposição por projeção de plasma onde o material para formar as partículas 41p é introduzido por meio líquido

[0047] A camada interna 41 tem uma taxa razão de carga em volume vantajosa de partículas 41p de superior ou igual a 5% e (estritamente) inferior a 50%. Isto assegura, por um lado, uma melhor reatividade da camada interna 41 para a geração da fase cicatrizante e o consumo de água e ar assim como uma vida útil suficiente da camada interna 41, e por outro lado, suficiente retenção das propriedades trazidas pela matriz 41m. Preferencialmente, a camada interna 41 compreende uma taxa de carga em volume das partículas 41p de entre 20% e 40%.

[0048] A matriz 41m é vantajosamente feita de silicato, e preferencialmente um monossilicato ou dissilicato de terra rara, ou um aluminossilicato tal como mulita, ou cordierita. Deve ser notado que preferivelmente a matriz 41m não é feita de aluminossilicato de bário e de estrôncio (BSAS), pois BSAS reage com a sílica. Uma matriz de monossilicato ou dissilicato de terra rara 41m é uma modalidade preferida. Uma matriz 41m de Y2Si2O7, RE2Si2O7, ou de RE2SiO5 são alternativas preferidas da modalidade de acordo com que a matriz 41m é um monossilicato ou dissilicato de terra rara.

[0049] A camada interna 41 tem uma espessura E que pode estar entre

11 / 14 10 μm e 300 μm. Esta espessura permite que a camada interna 41 desempenhe seu papel de proteger o revestimento de ligação 30. Ademais, quando a camada interna 41 tem uma espessura significativa, por exemplo entre 200 μm e 300 μm, ela pode sozinha assegurar a função de vedação contra água e ar da barreira ambiental 40, a camada superior 40 sendo capaz de desempenhar apenas o papel de material sujeito a abrasão. Além disso, a espessura E da camada interna 41 fica preferivelmente entre 100 μm e 200 μm.

[0050] A camada externa 42 da barreira ambiental 40 é feita de cerâmica. A camada externa 42 pode ser uma camada de barreira ambiental convencional. A camada externa 42 pode ser um monossilicato ou dissilicato de terra rara, ou um aluminossilicato tal como mulita ou aluminossilicato de bário e de estrôncio (BSAS), ou cordierita.

[0051] Preferivelmente, a fim de assegurar melhor compatibilidade mecânica e química entre a camada interna 41 e a camada externa 42 da barreira ambiental 40, a matriz 41m da camada interna 41 e a camada externa 42 são feitas do mesmo material. Uma tal característica é tanto mais vantajosa quando a camada interna 41 e a camada externa 42 estão em contato direto uma com a outra. Preferivelmente, a matriz 41m da camada interna 41 e a camada externa 42 são feitas de monossilicato ou dissilicato de terra rara. Além disso, a camada externa 42 pode ser carregada com fibras ou inclusões dependendo das propriedades a ser conferidas a dita camada externa 42.

[0052] A barreira ambiental 40 pode também incluir camadas adicionais localizadas sobre a camada externa 42.

[0053] Como mostrado na Figura 7, de acordo com uma implementação possível, o processo de fabricação do componente 10 compreende as seguintes etapas: - E1: deposição do revestimento de ligação contendo silício 30 sobre a superfície S do substrato 20;

12 / 14 - E2 deposição da camada interna 41 da barreira ambiental 40 sobre o revestimento de ligação 30; - E3 deposição da camada externa 42 da barreira ambiental 40 sobre a camada interna 41, dita camada externa 42 sendo de cerâmica.

[0054] De acordo com uma implementação preferencial do processo de fabricação do componente 10, a deposição da camada interna 41 é realizada por projeção de plasma em que o material para formar as partículas 41p dispersas na camada interna 41 é introduzido no jato de plasma na forma de uma suspensão em um meio líquido.

[0055] Introduzir o material destinado a formar as partículas 41p no jato de plasma na forma de um suspensão em um meio líquido torna possível usar partículas 41p com um pequeno tamanho médio, em particular com um tamanho médio inferior a 5 μm. Na verdade, se as partículas não são introduzidas no jato de plasma na forma de uma suspensão em um meio líquido, por exemplo sendo introduzidas na forma de um pó, é provável que as partículas sofram rebote do jato de plasma por causa de seu tamanho excessivamente pequeno, tornando assim difícil controlar a deposição da camada interna 41.

[0056] Além disso, a introdução do material destinado a formar as partículas 41p no jato de plasma na forma de uma suspensão em um meio líquido permite que uma faixa mais ampla de partículas 41p seja usada. Na verdade, alguns materiais, em particular carboneto de silício (SiC), podem ter dificuldade de resistir à introdução em forma de pó no jato de plasma e podem estar em risco de sublimação. O controle da deposição da camada interna 41 com partículas 41p de tais materiais, especialmente carboneto de silício (SiC) se torna, portanto, difícil. A introdução das partículas 41p no jato de plasma na forma de uma suspensão em um meio líquido protege estes materiais do jato de plasma e assim torna mais fácil controlar a deposição da camada interna 41.

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[0057] De acordo com uma primeira modalidade possível para a deposição da camada interna 41 que é ilustrada na Figura 4, dita camada interna 41 da barreira ambiental 40 é produzida por projeção de plasma usando um maçarico de plasma 60 que gera um jato de plasma 61. A projeção de plasma pode ser realizada à pressão atmosférica em ar.

[0058] O material destinado a formar a matriz 41m da camada interna 41 é injetado no jato de plasma 61 usando um injetor 70 na forma de um pó

71. O pó 71 pode, de acordo com um exemplo, ser um pó de Y2Si2O7com um tamanho médio de 30 μm.

[0059] O material destinado a formar as partículas 41p da camada interna 41 é injetado no jato de plasma 61 por um injetor 80 na forma de uma suspensão 81 em um meio líquido. A suspensão 81 pode ser, de acordo com um exemplo, uma suspensão aquosa carregada com 20% em massa de partículas de carboneto de silício (SiC) com um tamanho médio de 1 μm.

[0060] No exemplo mostrado na Figura 4, uma camada interna 41 compreendendo uma matriz de Y2Si2O7 41m e partículas de SiC com um tamanho médio de 1 μm é formada sobre o revestimento de ligação 30. A taxa de carga em volume de partículas 41p é 30% nesta camada interna 41, e a espessura E de dita camada interna é 150 μm.

[0061] De acordo com uma segunda modalidade mostrada na Figura 5, o material destinado a formar a matriz 41m da camada interna 41 não é injetado no jato de plasma em forma de pó, mas na forma de uma suspensão 91 em um meio líquido compreendendo tanto o material destinado a formar a matriz 41m quanto o material destinado a formar as partículas 41p. Esta suspensão 91 é injetada no jato de plasma 61 através de um único injetor 90.

[0062] De acordo com um exemplo, a suspensão 91 é uma suspensão aquosa carregada com 20% em massa dos materiais destinados a formar a matriz 41m e as partículas 41p. A proporção da mistura entre estes dois materiais é adaptada de modo que a taxa de carga em volume das partículas

14 / 14 41p na camada interna 41 é 30%. A suspensão 91 compreende partículas deY2Si2O7, com um tamanho médio de 30 μm, que são destinadas a formar a matriz 41m (que vai, portanto, ser de Y2Si2O7), e partículas de SiC, com um tamanho médio de 1 μm, que são destinadas a formar as partículas 41p (que vão, portanto, ser de SiC). A camada interna 41 formada tem uma espessura E de 150 μm.

[0063] In uma terceira modalidade ilustrada na Figura 6, o material destinado a formar a matriz 41m e o material destinado a formar as partículas 41p não são injetados no jato de plasma 61 na mesma suspensão, mas em duas suspensões separadas 101a e 101b.

[0064] A primeira suspensão 101a é uma suspensão aquosa que é carregada com 20% em massa de partículas de Y2Si2O7 para formar a matriz 41m que tem um tamanho médio de 5 μm. A primeira suspensão 101a é injetada no jato de plasma 61 através de um primeiro injetor 100a.

[0065] A segunda suspensão 101b é uma suspensão aquosa que é carregada com 20% em massa de partículas de SiC para formar as partículas 41p, estas partículas tendo um tamanho médio de 1 μm. A segunda suspensão 101b é injetada no jato de plasma 61 através de um segundo injetor 100b. A camada interna 41 formada tem uma espessura E de 150 μm.

[0066] A frase “entre... e...” deve ser entendida como incluindo os limites.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Componente (10) consistindo de: - um substrato (20) de que pelo menos uma porção adjacente a uma superfície (S) do substrato é feita de um material compreendendo silício; - um revestimento de ligação (30) localizado sobre a superfície (S) do substrato e compreendendo silício, - uma barreira ambiental (40) que compreende uma camada externa (42) de material de cerâmica cobrindo o revestimento de ligação (30), caracterizado pelo fato de que dita barreira ambiental (40) compreende adicionalmente uma camada interna autocicatrizante (41) localizada entre o revestimento de ligação (30) e a camada externa (42), dita camada interna (41) compreendendo uma matriz (41m) em que partículas sílico-formadoras (41p) são dispersadas, estas partículas (41p) sendo capazes de gerar uma fase cicatrizante para fissuras (41f) na matriz (41m) na presença de oxigênio, a camada interna compreendendo uma taxa de carga em volume das partículas (41p) de entre 20% e 40%.

2. Componente (10) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as partículas (41p) da camada interna (41) compreendem partículas de cerâmica, preferivelmente partículas de carboneto de silício, ou nitreto de silício, ou de uma fase MAX compreendendo silício, ou uma mistura de tais partículas.

3. Componente (10) de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que as partículas (41p) da camada interna (41) compreendem partículas metálicas, preferivelmente partículas de silício elementar Si, ou de um silicieto de metal, ou uma mistura de tais partículas.

4. Componente (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que as partículas da camada interna têm um tamanho de partícula médio inferior ou igual a 5 μm, e preferencialmente inferior ou igual a 2 μm.

5. Componente (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a camada interna tem uma espessura de entre 10 μm e 300 μm, e preferencialmente entre 100 μm e 200 μm.

6. Componente (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a matriz da camada interna é de silicato, preferivelmente um monossilicato ou dissilicatos de terra rara, ou um aluminossilicato tal como mulita, ou cordierita.

7. Componente (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que a matriz da camada interna e a camada externa são formadas do mesmo material.

8. Processo para fabricar um componente (10) como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que compreende as seguintes etapa: - (S1) deposição do revestimento de ligação (30) compreendendo silício sobre a superfície (S) do substrato (20); - (S2) deposição da camada interna (41) da barreira ambiental (40) sobre o revestimento de ligação (30); - (S3) deposição da camada externa (42) da barreira ambiental (40) sobre a camada interna (41), dita camada externa (42) sendo de cerâmica.

9. Processo de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a deposição da camada interna (41) é realizada por projeção de plasma em que um material para formar as partículas é introduzido em um jato de plasma na forma de uma suspensão em um meio líquido.