CN105671619A - 使用电泳沉积形成制品的方法及相关的制品 - Google Patents

使用电泳沉积形成制品的方法及相关的制品 Download PDF

Info

Publication number
CN105671619A
CN105671619A CN201510892914.8A CN201510892914A CN105671619A CN 105671619 A CN105671619 A CN 105671619A CN 201510892914 A CN201510892914 A CN 201510892914A CN 105671619 A CN105671619 A CN 105671619A
Authority
CN
China
Prior art keywords
barrier coat
conductive layer
combination
coating
rare earth
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201510892914.8A
Other languages
English (en)
Inventor
N.E.安托利诺
D.M.利普金
S.F.鲁特科夫斯基
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
Publication of CN105671619A publication Critical patent/CN105671619A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D13/00—Electrophoretic coating characterised by the process
    • C25D13/22—Servicing or operating apparatus or multistep processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D13/00—Electrophoretic coating characterised by the process
    • C25D13/12—Electrophoretic coating characterised by the process characterised by the article coated
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/009—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone characterised by the material treated
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
    • C04B41/52—Multiple coating or impregnating multiple coating or impregnating with the same composition or with compositions only differing in the concentration of the constituents, is classified as single coating or impregnation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/80—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone of only ceramics
    • C04B41/81—Coating or impregnation
    • C04B41/89—Coating or impregnation for obtaining at least two superposed coatings having different compositions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D13/00—Electrophoretic coating characterised by the process
    • C25D13/02—Electrophoretic coating characterised by the process with inorganic material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12—Blades
    • F01D5/28—Selecting particular materials; Particular measures relating thereto; Measures against erosion or corrosion
    • F01D5/288—Protective coatings for blades
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/16—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by reduction or substitution, e.g. electroless plating
    • C23C18/1601—Process or apparatus
    • C23C18/1633—Process of electroless plating
    • C23C18/1646—Characteristics of the product obtained
    • C23C18/165—Multilayered product
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00—Manufacture
    • F05D2230/30—Manufacture with deposition of material
    • F05D2230/31—Layer deposition

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Abstract

在本技术的一个实例中，一种用于形成制品的方法包括将导电涂层设置在基底上。该方法还包括通过以下将叠层设置在导电涂层上：(i)通过电泳沉积设置第一阻隔涂层；(ii)热处理第一阻隔涂层；(iii)将导电层设置在第一阻隔涂层上；以及(iv)可选地重复步骤(i)到(iii)。该方法还包括通过电泳沉积将第二阻隔涂层设置在叠层中的最外的导电层上；以及热处理第二阻隔涂层。

Description

使用电泳沉积形成制品的方法及相关的制品
技术领域
本技术大体上涉及使用电泳沉积来形成制品的方法。更具体而言，本技术涉及通过使用电泳沉积设置一个或更多个阻隔层来形成制品的方法。
背景技术
由于更高效率的期望驱使了燃气涡轮发动机的更高操作温度，故变得期望的是对应地改善发动机的构件的高温持久性。整体的陶瓷、陶瓷基质复合物(CMC)和耐火金属硅化物提供了优于铁、镍和钴基超级合金的升高温度能力。
CMC为包括由陶瓷基质相包绕的陶瓷增强材料的一类材料。此材料连同某些整体陶瓷(即，没有增强材料的陶瓷材料)提供相比于金属超级合金的高温强度和低密度的期望组合。
CMC、整体陶瓷构件和耐火金属硅化物可涂布有环境阻隔涂层(EBC)，以保护它们免受高温发动机区段的恶劣环境。EBC可保护基底免受燃烧环境中的热和腐蚀性气体。例如，EBC可保护含有硅的基底免于在高温蒸汽中挥发。然而，当前用于施加EBC(如等离子喷涂)的标准工业涂布工艺可能具有一些缺陷。一个此类缺陷在于难以将气密性涂层施加到带有非直视性特征和高凸曲率和凹曲率的区域的构件上。
因此，仍需要用于沉积环境阻隔涂层的改善方法。此外，存在对并入使用这些方法沉积的涂层的改善制品的需要。
发明内容
在本技术的一个实例中，一种用于形成制品的方法包括将导电涂层设置在基底上。该方法还包括通过以下将叠层设置在导电涂层上：(i)通过电泳沉积设置第一阻隔涂层；(ii)热处理第一阻隔涂层；(iii)将导电层设置在所述第一阻隔涂层上；以及(iv)可选地重复步骤(i)到(iii)。该方法还包括通过电泳沉积将第二阻隔涂层设置在叠层中的最外的导电层上；以及热处理第二阻隔涂层。
在本技术的另一个实例中，提出了一种通过本文所述的方法形成的制品。
在本技术的另一个实例中，一种用于形成制品的方法包括将导电涂层设置在基底上。该方法还包括通过以下将叠层设置在导电涂层上：(i)通过电泳沉积设置第一阻隔涂层，其中第一阻隔涂层包括稀土二硅酸盐；(ii)热处理第一阻隔涂层；(iii)将导电层设置在所述第一阻隔涂层上；以及(iv)可选地重复步骤(i)到(iii)。该方法还包括通过电泳沉积将第二阻隔涂层设置在叠层中的最外导电层上，其中第二阻隔涂层包括稀土单硅酸盐；以及热处理第二阻隔涂层。
本发明的第一技术方案提供了一种用于形成制品的方法，包括：(a)将导电涂层设置在基底上；(b)通过以下将叠层设置在导电涂层上：(i)通过电泳沉积来设置第一阻隔涂层；(ii)热处理第一阻隔涂层；(iii)将导电层设置在第一阻隔涂层上；以及(iv)可选地重复步骤(i)到(iii)；(c)通过电泳沉积将第二阻隔涂层设置在叠层中的最外的导电层上；以及(d)热处理第二阻隔涂层。
本发明的第二技术方案是在第一技术方案中，第一阻隔涂层和第二阻隔涂层在热处理步骤期间经历至少部分稠化。
本发明的第三技术方案是在第一技术方案中，导电层是通过无极电镀、喷涂、浸渍涂布、物理气相沉积、化学气相沉积或它们的组合来设置的。
本发明的第四技术方案是在第一技术方案中，导电涂层包括金属、金属间化合物、非金属、碳、传导聚合物或它们的组合。
本发明的第五技术方案是在第四技术方案中，导电层包括金、银、镍、传导聚合物、碳、钯、铂、铜、铁、钴、硼或它们的组合。
本发明的第六技术方案是在第四技术方案中，导电层包括无极电镀的金、铂、钯、铜、镍、钴、铁、硼或它们的组合。
本发明的第七技术方案是在第一技术方案中，第一阻隔涂层包括稀土硅酸盐。
本发明的第八技术方案是在第七技术方案中，第一阻隔涂层包括选自二硅酸镱、二硅酸钇或它们的组合构成的集合的稀土二硅酸盐。
本发明的第九技术方案是在第一技术方案中，第二阻隔涂层包括稀土硅酸盐。
本发明的第十技术方案是在第九技术方案中，第二阻隔涂层包括选自单硅酸钇、单硅酸镱和它们的组合构成的集合的稀土单硅酸盐。
本发明的第十一技术方案是在第一技术方案中，设置在基底上的导电涂层包括硅、金属硅酸盐、碳化硅或它们的组合。
本发明的第十二技术方案是在第一技术方案中，设置在基底上的导电涂层还用作基底与第一阻隔涂层之间的连结涂层。
本发明的第十三技术方案提供了一种通过第一技术方案的方法形成的制品。
本发明的第十四技术方案提供了一种包括第十三技术方案的制品的涡轮发动机构件。
本发明的第十五技术方案提供了一种用于形成制品的方法，包括：(a)将导电涂层设置在基底上；(b)通过以下将叠层设置在导电涂层上：(i)通过电泳沉积设置第一阻隔涂层，其中第一阻隔涂层包括稀土二硅酸盐；(ii)热处理第一阻隔涂层；(iii)将导电层设置在第一阻隔涂层上； 以及(iv)可选地重复步骤(i)到(iii)；(c)通过电涌沉积将第二阻隔涂层设置在叠层的最外的导电层上，其中第二阻隔涂层包括稀土单硅酸盐；以及(d)热处理第二阻隔涂层。
本发明的第十六技术方案是在第十五技术方案中，第一阻隔涂层和第二阻隔涂层在热处理步骤期间经历至少部分稠化。
本发明的第十七技术方案是在第十五技术方案中，导电层是通过无极电镀、喷涂、浸渍涂布、物理气相沉积、化学气相沉积或它们的组合来设置的。
本发明的第十八技术方案是在第十五技术方案中，导电涂层包括金属、金属间化合物、非金属、碳、传导聚合物或它们的组合。
本发明的第十九技术方案是在第十八技术方案中，导电层包括金、银、镍、传导聚合物、碳、钯、铂、铜、铁、钴、硼或它们的组合。
本发明的第二十技术方案是在第十五技术方案中，导电涂层包括硅、金属硅酸盐、碳化硅或它们的组合。
附图说明
在参照附图阅读以下详细描述时，本技术的这些及其它特征、方面和优点将变得更好理解，在附图中：
图1a为根据本技术的实例的方法步骤的图示；
图1b为根据本技术的实例的方法步骤的图示；
图1c为根据本技术的实例的方法步骤的图示；以及
图2为根据本技术的实例的方法的图示。
具体实施方式
在以下说明书和后附的权利要求中，将提到一定数目的用语，用语将被限定为具有以下意义。单数形式"一"、"一个"和"该"包括复数指示物，除非上下文清楚地另外指出。"可选"或"可选地"意思是随后描述的事件或情形可以或可以不发生，且描述包括事件发生的情形和其不发生的情形。
如本文中贯穿说明书和权利要求使用的近似语言可用于改变任何定量的表示，其可容许改变而不会导致其涉及的基本功能的变化。因此，由例如"大约"和"大致"的一个或更多个用语修饰的值不限于指定的精确值。在一些情况下，近似语言可对应于用于测量值的器具的精确性。类似地，"无"可与用语组合使用，且可包括非实质的数目或痕量，同时仍认作没有修饰的用语。这里和贯穿说明书和权利要求，范围限制可组合和/或互换，此范围被识别到，且包括包含在其中的所有子范围，除非向下文或语言另外指出。
如本文中所使用的，用语"层"是指以连续或间断的方式设置在下覆表面的至少一部分上的材料。此外，用语"层"不一定意思是均匀厚度的设置材料。
如本文所使用的，用语"涂层"是指以连续或间断的方式设置在下覆表面的至少一部分上的材料。此外，用语"涂层"不一定意思是均匀厚度的设置材料，以及设置的材料。用语"涂层"可表示单层涂层材料，或可表示多层涂层材料。 涂层材料可在多个层中相同或不同。
如本文中所使用的，用语"设置在其上"是指层或涂层设置成与彼此直接接触或通过具有其间的介入层来间接地接触，除非另外明确指出。如本文所使用的，用语"相邻"意思是两个层或涂层的至少一部分连续地设置，且与彼此直接接触。
图1和2示出了按照本技术的实例的方法10。如图1a和2中所示，方法10包括在步骤11处将导电涂层120设置在基底110上。方法(图1b和2)还包括通过以下在步骤12处形成导电涂层120上的叠层150：(i)通过电泳沉积设置第一阻隔涂层130；(ii)热处理第一阻隔涂层130；(iii)将导电层140设置在第一阻隔涂层上；以及可选地重复步骤(i)到(iii)。该方法还包括(图1c和2)在步骤13处通过电泳沉积将第二阻隔涂层160设置在叠层150中的最外导电层140上。该方法还包括在步骤14处热处理第二阻隔涂层160。
基底110可包括含有硅的材料。适合的含有硅的材料的非限制性实例包括金刚砂、氮化硅、硅化物(例如，耐火金属或过渡金属硅化物)、元素硅，或它们的组合。含有硅的材料可存在于基底中作为基质和第二相中的一者或两者。
此外，基底110的实例包括陶瓷基质复合物(CMC)或整体陶瓷。如本文中所使用的，用语"整体陶瓷"是指没有增强材料(例如，纤维或须状物)的陶瓷材料。如本文中所使用的，用语"CMC"是指包括并入到陶瓷基质的陶瓷纤维，并因此形成陶瓷纤维增强陶瓷的材料。适合的CMC包括含有硅的CMC和基于氧化物的CMC，诸如氧化物-氧化物CMC。
在含有硅的CMC中，基质和增强纤维中的一者或两者可包括含有硅的材料，诸如硅、金刚砂、氮化硅、碳氧化硅、氮氧化硅或它们的组合。适合的CMC的非限制性实例包括：包括碳化硅基质和碳化硅纤维的CMC；包括氮化硅基质和碳化硅纤维的CMC；以及包括碳化硅/氮化硅基质混合物和碳化硅纤维的CMC。
在氧化物-氧化物CMC中，基质和增强纤维中的一者或两者可包括氧化物，诸如氧化铝(Al2O3)、二氧化硅(SiO2)、铝硅酸盐或它们的组合。铝硅酸盐可包括晶体材料，诸如多铝红柱石(3Al2O32SiO2)以及玻璃质铝硅酸盐。
导电涂层120可包括元素硅、金属硅化物、碳化硅或它们的组合。适合的金属硅化物的非限制性实例包括稀土硅化物、硅化铬(例如，CrSi2)、硅化铌(例如，NbSi2、Nb5Si3)、硅化钼(例如，MoSi2、Mo5Si3)、硅化钽(例如，TaSi2)、硅化钛(例如，TiSi2)、硅化钨(例如，WSi2、W5Si3)、硅化锆(例如，ZrSi2)、硅化铪(例如，HfSi2)，或它们的组合。在一个实例中，导电涂层120包括元素硅。
导电涂层120的厚度可在大约10微米到大约150微米的范围中。导电涂层120可通过等离子喷涂、燃烧热喷涂、化学气相沉积、电子束物理气相沉积、熔融硅浸渍、溅射、基于粉末施加和烧结，以及本领域的技术人员已知的其它常规施加工艺来设置在基底110上。
涂层120的导电性质允许通过电泳沉积来沉积第一阻隔涂层130。在本技术的一些实例中，导电涂层120可进一步作用为基底与上覆的第一阻隔涂层130之间的连结涂层。如本文中所使用的，用语"连结涂层"指的是提供基底与上覆涂层之间的改善的粘合的涂层。在一些此类情况中，导电涂层120还可用作氧化隔层来防止基底110的氧化。在本技术的一些其它实例中，该方法还可包括在设置导电涂层的步骤之前将附加的连结涂层(附图中未示出)设置在基底上的步骤。
如先前所指出的，该方法还包括形成叠层150。在一些情况中，叠层150可包括如图1中所示的单个第一阻隔涂层130和单个导电层140。在此情况中，第一阻隔涂层130通过电泳沉积来设置在导电层120上，随后通过热处理及导电层140沉积来形成叠层150。第二阻隔涂层160然后通过电泳沉积设置在导电层140上。如先前所提到的，该方法还包括热处理第二阻隔涂层160。在一些情况中，该方法还包括在热处理步骤期间第一阻隔涂层和第二阻隔涂层的至少部分密实化。
备选地，叠层150可包括多个第一阻隔涂层130和多个导电层140。在此情况中，多个第一阻隔涂层130和多个导电层140以交替方式设置(附图中未示出)。在此情况中，该方法包括首先通过电泳沉积将第一阻隔涂层130设置在导电涂层120上、热处理第一阻隔涂层130、将导电层140设置在第一阻隔涂层130上、通过电泳沉积将第一阻隔涂层130设置在导电层140上、热处理第一阻隔涂层130、通过电涌沉积将导电层140设置在第一阻隔涂层130上，以此类推来形成叠层150。
如所指出的，第一阻隔涂层130通过电泳沉积来沉积。因此，在需要多个第一阻隔涂层130(例如，以创建厚度同时维持涂层的气密性和均匀性)的情况中，在第一阻隔涂层130的沉积之前导电层140的施加有助于阻隔涂层材料的电泳沉积。在没有导电层140的情况下，接连的第一阻隔涂层130的电泳沉积是不可能的，因为第一阻隔涂层130本身是电绝缘的。
如本文中所使用的，用语"阻隔涂层"是指可用作环境阻隔涂层、热阻隔涂层、化学阻隔涂层或它们的组合的涂层。阻隔涂层因此可执行以下功能中的一个或更多个：阻止挥发性氢氧化硅(例如，Si(OH)4)产物的形成；组织水蒸汽进入氧化表面；阻止化学污染物进入基底；以及减小进入基底的热通量的量。阻隔涂层还可呈现出以下性质中的一个或更多个：与含有Si的基底材料相容的热膨胀系数(CTE)、氧化剂的低透过性、低导热性、低二氧化硅化学活性和与下覆的含有Si的材料和热生长的二氧化硅的化学相容性。阻隔涂层典型地为电绝缘材料。
第一阻隔涂层130可包括适用于例如燃气涡轮发动机中存在的那些的高温环境(例如，大于1140℃的操作温度)中发现的陶瓷基底构件上的材料。在一些实施例中，第一阻隔涂层130包括稀土硅酸盐。在一些实施例中，第一阻隔涂层130包括稀土二硅酸盐、稀土单硅酸盐，或它们的组合。适合的稀土金属的非限制性实例包括钪、钇、镧、铈、钆、镨、钕、钷、钐、铕、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥或它们的组合。
在一些实施例中，第一阻隔涂层130包括稀土二硅酸盐，其中稀土元素包括镱、钇或它们的组合。第一阻隔涂层130还可包括一个或更多个附加组分，诸如掺杂剂、烧结助剂等。例如，第一阻隔涂层130还可包括稀土单硅酸盐，其中稀土元素包括镱、钇或它们的组合，以及铁、铝、硅或硼的氧化物。
各个第一阻隔涂层130可具有在大约5微米到大约200微米的范围中的厚度。在该方法包括设置多个第一阻隔涂层130的情况中，叠层150中的各个第一阻隔涂层130可具有与其它第一阻隔涂层130相同的成分，或备选地可具有不同成分。此外，叠层150中的第一阻隔涂层130的厚度可为相同或不同的。
如先前所指出的，叠层150中的导电层140允许通过电泳沉积来沉积随后的阻隔涂层(第一阻隔涂层130或第二阻隔涂层160)。导电层104可包括能够提供期望的传导性质而不会显著有损第一阻隔涂层130和第二阻隔涂层160的功能性的期望的材料和厚度。
导电层140可包括金属、金属间化合物、非金属、碳、传导聚合物或它们的组合。在一些情况中，导电层140包括金、银、镍、传导聚合物、碳、钯、铂、铜、铁、钴、硼或它们的组合。
在一些情况中，导电层可包括导电材料的纳米颗粒。粒度可在1纳米到大约10纳米的范围中。纳米颗粒可以以粉末形式或作为糊料沉积在第一阻隔涂层130上。
各个导电层140可具有大约10纳米到大约5微米的范围中的厚度。在方法包括设置多个导电层140的情况中，叠层150中的各个导电层140可具有与其它导电层140相同的成分，或备选地可具有不同成分。此外，叠层150中的导电层140的厚度可相同或不同。导电层可通过无极(自动催化)电镀、涂布、浸涂或它们的组合设置。
如图1和2中所示，该方法还包括设置第二阻隔涂层160。第二阻隔涂层160可包括稀土硅酸盐。第二阻隔涂层160可包括稀土二硅酸盐、稀土单硅酸盐或它们的组合。适合的稀土金属的非限制性实例包括钪、钇、镧、铈、钆、镨、钕、钷、钐、铕、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥或它们的组合。
在一些情况中，第二阻隔涂层160包括选自单硅酸钇(yttrium monosilicate)、单硅酸镱(ytterbium monosilicate)和它们的组合构成的集合的稀土单硅酸盐。第二阻隔涂层160还可包括一个或个多个附加的组分，诸如掺杂剂、烧结助剂等。例如，第二阻隔涂层160还可包括稀土二硅酸盐，其中稀土元素包括镱、钇或它们的组合，以及铁、铝、硅或硼的氧化物。第二阻隔涂层160还可具有从大约5微米到大约300微米的范围中的厚度。
如之前所提到的，第二阻隔涂层160通过电泳沉积来沉积在叠层150的最外导电层140上。该方法还包括热处理第二阻隔涂层。
按照本技术的一些实例方法允许通过电泳沉积来沉积一个或更多个层而制造制品。如之前所指出的，第一阻隔涂层设置在导电涂层上，且热处理来至少部分地将其稠化。可选地，薄的导电层设置在下覆的第一阻隔涂层上，允许了通过电泳沉积来沉积随后的第一阻隔涂层。该顺序可选地重复来构成第一阻隔层的叠层。此外，将最外的薄导电层设置在叠层上允许通过电泳沉积来沉积第二阻隔涂层。
还呈现了通过本文所述的方法形成的制品。本技术大体上适用于在特征为高温、热循环、热和机械应力及氧化的环境内操作的构件。此类构件的实例包括高压和低压涡轮导叶(喷嘴)和叶片(轮叶)、护罩、燃烧器构件(例如，衬套)、热障层、增强硬件和涡轮发动机的其它热区段构件，但本技术也适用于其它构件。还呈现了包括如本文所述的制品的涡轮发动机构件。
实例
以下实例示出了按照本技术的方法及实施例。
实例1：涂布硅的陶瓷基质复合物提供成使得其表面为导电的。二硅酸镱(ytterbium disilicate)的层通过电泳沉积从百分之28质量的二硅酸镱、百分之0.25质量的氧化铁(II.II)、百分之0.05质量的氧化铝、百分之0.05质量的聚乙烯亚氨，以及百分之71.65质量的乙醇构成的浴中使用60伏电压在2cm距离下沉积15秒。涂层是空气干燥的，且在空气中在1345摄氏度下热处理10小时。涂层然后根据制造者的指示置于市售的无电极金浴(angelgilding.com)中40分钟。在干燥之后，单硅酸钇的层通过电泳沉积从百分之22.72质量的单硅酸钇、百分之0.67质量的氧化铁(II,II)、百分之0.05质量的聚乙烯亚氨和百分之76.56质量的乙醇构成的浴中使用30伏电压在1.7cm距离下沉积10秒。涂层是空气干燥的，且在空气中在1345摄氏度下热处理10小时。
实例2：涂布硅的陶瓷基质复合物提供成使得其表面为导电的。二硅酸镱的层通过电泳沉积从百分之28质量的二硅酸镱、百分之0.25质量的氧化铁(II.II)、百分之0.05质量的氧化铝、百分之0.05质量的聚乙烯亚氨，以及百分之71.65质量的乙醇构成的浴中使用60伏电压在2cm距离下沉积15秒。涂层是空气干燥的，且在空气中在1345摄氏度下热处理10小时。银纳米颗粒(Harima NPS - J Nano Paste(R))的细气雾剂施加到涂层上，且在220摄氏度下在空气中热处理1小时。二硅酸镱的第二层通过电泳沉积从百分之28质量的二硅酸镱、百分之0.25质量的氧化铁(II.II)、百分之0.05质量的氧化铝、百分之0.05质量的聚乙烯亚氨，以及百分之71.65质量的乙醇构成的浴中使用60伏电压在2cm距离下沉积15秒。涂层是空气干燥的，且在空气中在1345摄氏度下热处理10小时。然后，纳米颗粒(Harima NPS - J Nano Paste(R))的另一层细气雾剂施加到涂层上，且在220摄氏度下在空气中热处理1小时。最后，单硅酸钇的层由电泳沉积从百分之22.72质量的单硅酸钇、百分之0.67质量的氧化铁(II,II)、百分之0.05质量的聚乙烯亚氨和百分之76.56质量的乙醇构成的浴中使用30伏电压在1.7cm距离下沉积10秒。涂层是空气干燥的，且在空气中在1345摄氏度下热处理10小时。
实例3。涂布硅的陶瓷基质复合物提供成使得其表面为导电的。二硅酸镱的层通过电泳沉积从百分之28质量的二硅酸镱、百分之0.25质量的氧化铁(II,II)、百分之0.05质量的氧化铝、百分之0.05质量的聚乙烯亚氨，以及百分之71.65质量的乙醇构成的浴中使用60伏电压2cm距离下沉积15秒。涂层是空气干燥的，且在空气中在1345摄氏度下热处理10小时。涂层然后浸入Plexcore® OC RG - 1110传导聚合物的浴中且取回留下薄涂层。传导涂层在150摄氏度下在空气中固化1hr。单硅酸钇的层通过电泳沉积从百分之22.72质量的单硅酸钇、百分之0.67质量的氧化铁(II,II)、百分之0.05质量的聚乙烯亚氨和百分之76.56质量的乙醇构成的浴中使用30伏电压在1.7cm距离下沉积10秒。涂层是空气干燥的，且在空气中在1345摄氏度下热处理10小时。
前述实例仅为示范性的，仅用于列举本技术的一些特征。所附权利要求旨在如允许那样宽地提出本发明，且本文中提出的实例仅为示范性的。因此，所附权利要求不由用于示出本技术的特征的实例的选择来限制。如在权利要求书中所使用的，词语"包括"和其语法上的变体逻辑上还针对和包括变化和不同程度的短语，例如但不限于"基本上构成"或"构成"。在必要时，提供了范围；那些范围包括其间的所有子范围。预计这些范围中的变型将由本领域的普通技术人员清楚，且还未贡献给公众的情况下，那些变型在可能的情况下认作是由所附权利要求覆盖。还预计科技的进步将产生由于语言的不准确而目前未提出的可能的等同方案和置换方案，且这些变型应当在可能的情况下认作是由所附权利要求覆盖。

Claims (10)

1. 一种用于形成制品的方法，包括：
(a)将导电涂层设置在基底上；
(b)通过以下将叠层设置在所述导电涂层上：
(i)通过电泳沉积来设置第一阻隔涂层；
(ii)热处理所述第一阻隔涂层；
(iii)将导电层设置在所述第一阻隔涂层上；以及
(iv)可选地重复步骤(i)到(iii)；
(c)通过电泳沉积将第二阻隔涂层设置在所述叠层中的最外的导电层上；以及
(d)热处理所述第二阻隔涂层。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一阻隔涂层和所述第二阻隔涂层在所述热处理步骤期间经历至少部分稠化。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述导电层是通过无极电镀、喷涂、浸渍涂布、物理气相沉积、化学气相沉积或它们的组合来设置的。
4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述导电涂层包括金属、金属间化合物、非金属、碳、传导聚合物或它们的组合。
5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述导电层包括金、银、镍、传导聚合物、碳、钯、铂、铜、铁、钴、硼或它们的组合。
6. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述导电层包括无极电镀的金、铂、钯、铜、镍、钴、铁、硼或它们的组合。
7. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一阻隔涂层包括稀土硅酸盐。
8. 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一阻隔涂层包括选自二硅酸镱、二硅酸钇或它们的组合构成的集合的稀土二硅酸盐。
9. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二阻隔涂层包括稀土硅酸盐。
10. 根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述第二阻隔涂层包括选自单硅酸钇、单硅酸镱和它们的组合构成的集合的稀土单硅酸盐。
CN201510892914.8A 2014-12-08 2015-12-08 使用电泳沉积形成制品的方法及相关的制品 Pending CN105671619A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/563,257 US20160160374A1 (en) 2014-12-08 2014-12-08 Methods of forming an article using electrophoretic deposition, and related article
US14/563257 2014-12-08

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105671619A true CN105671619A (zh) 2016-06-15

Family

ID=54783365

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510892914.8A Pending CN105671619A (zh) 2014-12-08 2015-12-08 使用电泳沉积形成制品的方法及相关的制品

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20160160374A1 (zh)
EP (1) EP3031957A1 (zh)
JP (1) JP2016108666A (zh)
CN (1) CN105671619A (zh)
BR (1) BR102015029666A2 (zh)
CA (1) CA2913436A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109627014A (zh) * 2019-01-14 2019-04-16 中国科学院上海硅酸盐研究所 一种高强度、高导热性的Si3N4陶瓷材料及其制备方法

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3073866B1 (fr) * 2017-11-21 2019-11-29 Safran Helicopter Engines Procede de fabrication d'une barriere thermique sur une piece d'une turbomachine
FR3084377B1 (fr) * 2018-07-24 2021-10-15 Safran Ceram Procede de revetement par electrophorese d'une piece en materiau composite par une barriere environnementale
FR3101726B1 (fr) * 2019-10-04 2021-10-01 Commissariat Energie Atomique procédé de fabrication d’un dispositif électronique

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090014623A1 (en) * 2004-01-09 2009-01-15 Matson Douglas M Electrophoretic Casting
US7422671B2 (en) * 2004-08-09 2008-09-09 United Technologies Corporation Non-line-of-sight process for coating complexed shaped structures
US9062564B2 (en) * 2009-07-31 2015-06-23 General Electric Company Solvent based slurry compositions for making environmental barrier coatings and environmental barrier coatings comprising the same
US20140037969A1 (en) * 2012-08-03 2014-02-06 General Electric Company Hybrid Air Plasma Spray and Slurry Method of Environmental Barrier Deposition

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109627014A (zh) * 2019-01-14 2019-04-16 中国科学院上海硅酸盐研究所 一种高强度、高导热性的Si3N4陶瓷材料及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2016108666A (ja) 2016-06-20
BR102015029666A2 (pt) 2016-08-02
EP3031957A1 (en) 2016-06-15
US20160160374A1 (en) 2016-06-09
CA2913436A1 (en) 2016-06-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5112681B2 (ja) 部品の環境障壁コーティング及びタービンエンジン部品
EP1829847B1 (en) Method for depositing a protective coating
JP5436761B2 (ja) 炭化ケイ素系繊維強化セラミックス複合材料の耐環境コーティング構造
JP6689572B2 (ja) 低膨張性及び気密性耐環境皮膜を有する物品並びにそれらの製造方法
US20090324930A1 (en) Protective coatings for silicon based substrates with improved adhesion
JP5506391B2 (ja) 遮熱コーティングシステム
JP2007247055A (ja) コーティング方法およびコーティング物品
US20100255260A1 (en) Slurry-based coating techniques for smoothing surface imperfections
JP2019533090A (ja) セラミック化合物を含む層を有する固体基材の表面をコーティングする方法、及び該方法で得られたコーティング基材
US11466370B2 (en) Turbine engine part coated in a thermal barrier, and a method of obtaining it
JP2007197307A5 (zh)
KR20060056229A (ko) 보호성 코팅
CN105671619A (zh) 使用电泳沉积形成制品的方法及相关的制品
US20130210299A1 (en) Reinforced coatings and methods of making the same
JP2002327284A (ja) ニオブ基ケイ化物複合材料用耐酸化性皮膜
US20090155554A1 (en) Environmental barrier coating and related articles and methods
CN108947588A (zh) 一种C/SiC复合材料和用于该材料的抗氧化涂层及其制备方法
US7538045B2 (en) Coating process to enable electrophoretic deposition
EP3068918B1 (en) Method of manufacturing fiber reinforced barrier coating
CN114163263B (zh) 一种用于SiC陶瓷基复合材料的新型环境障涂层与结构
CN111670294B (zh) 涂覆有抵抗cmas的组合物的、开裂受控的部件以及相应的处理方法
US20170073819A1 (en) Ceramic thermal barrier coating system comprising a layer protecting against cmas
US20180066367A1 (en) Method for producing a corrosion protection layer for thermal insulation layers made of hollow aluminum oxide balls and glass layer as outer layer and component
EP2339051B1 (en) Article having thermal barrier coating
CN109891001A (zh) 包括镍基单晶超合金基板的部件及其制造方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20160615

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication