CN110475944B - 气体涡轮部件及其装配方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及气体涡轮部件。气体涡轮部件包括衬底和耦合到衬底的耐腐蚀层。该耐腐蚀层包含硅酸锆，并且该耐腐蚀层被构造用于防止衬底暴露于钒腐蚀物。

Description

气体涡轮部件及其装配方法
背景技术
本公开的技术领域整体涉及气体涡轮部件，并且更具体地涉及与气体涡轮部件一起使用的耐腐蚀涂层。
至少一些已知的气体涡轮组件包括压缩机、燃烧器和涡轮。气体流入压缩机并被压缩。经压缩的气体然后被排放到燃烧器中，与燃料混合，并且点燃以生成燃烧气体。该燃烧气体从燃烧器输送通过涡轮，从而驱动涡轮，该涡轮继而可为耦合到涡轮的发电机供电。
为了追求最大能量转换效率，涡轮通常在尽可能高的温度下工作。在热区下提供的部件主要由金属合金或陶瓷制成，当暴露于高温工作环境时，这些部件可具有有限的使用寿命。此外，至少一些已知的涡轮使用已知可能缩短涡轮部件的使用寿命的含钒燃料。至少一些已知的涡轮包括热障涂层(TBC)材料，诸如氧化钇稳定的氧化锆，以提高它们的高温耐久性。然而，在使用含钒燃料的至少一些已知涡轮中，已知TBC由于钒腐蚀而易于在燃烧环境中剥落。此类剥落可进一步缩短涡轮部件的使用寿命。钒在高温下还可引起裸合金的腐蚀。
发明内容
在一个方面，提供了一种气体涡轮部件。该气体涡轮部件包括衬底和耦合到衬底的耐腐蚀层。该耐腐蚀层包含硅酸锆，并且该耐腐蚀层被构造用于防止衬底暴露于钒腐蚀物。
在另一方面，提供了一种装配气体涡轮部件的方法。该方法包括提供衬底和将耐腐蚀层施加到衬底。耐腐蚀层包含硅酸锆，并且该耐腐蚀层被构造用于防止衬底暴露于钒腐蚀物。
在另一方面，提供了一种用于气体涡轮发动机中的涡轮。该涡轮包括涡轮叶片和耦合到涡轮叶片的耐腐蚀层。该耐腐蚀层包含硅酸锆，并且该耐腐蚀层被构造用于防止涡轮叶片暴露于钒腐蚀物。
附图说明
当参考附图阅读以下详细描述时，将更好地理解本公开的这些和其他特征、方面和优点，附图中相同的字符在整个附图中表示相同的部件，其中：
图1为示例性气体涡轮组件的示意图；
图2为图1所示的气体涡轮组件的示例性区段的图示；
图3为图2所示的区段的示例性涡轮部件的透视图；
图4为沿图3中的线4-4截取的图4所示的部件的横截面；并且
图5为沿图3中的线5-5截取的另选部件的横截面。
除非另外指明，否则本文提供的附图旨在示出本公开的实施方案的特征。据信这些特征适用于包括本公开的一个或多个实施方案的多种系统。因此，附图不旨在包括本领域的普通技术人员已知的实践本文所公开的实施方案所需的所有常规特征。
具体实施方式
在以下说明书和权利要求书中，将引用多个术语，这些术语应被定义为具有以下含义。
除非上下文另外明确规定，否则单数形式“一个”、“一种”和“所述”包括复数引用。
“任选的”或“任选地”意指随后描述的事件或情况可能发生或可能不发生，并且该描述包括事件发生的实例和事件不发生的实例。
如在整个说明书和权利要求书中使用的，近似语言可以用于修改可以允许变化的任何定量表示，而不会导致与其相关的基本功能的变化。因此，由一个或多个术语(诸如“约”、“大约”和“基本上”)修饰的值不限于指定的精确值。在至少一些情况下，近似语言可以对应于用于测量值的仪器的精度。在此和整个说明书和权利要求书中，范围限制可以组合和/或互换，此类范围被识别并包括其中包含的所有子范围，除非上下文或语言另有指示。
本文所述的方法和系统有利于通过防止涡轮部件(诸如但不限于涡轮转子叶片和涡轮定子叶片)受到钒腐蚀来延长涡轮部件的使用寿命。例如，涡轮部件的实施方案包括衬底和耦合到衬底的耐腐蚀层。更具体地，将硅酸锆的耐腐蚀层施加到衬底，以防止衬底暴露于可被输送通过涡轮的钒腐蚀物。此外，在一些实施方案中，将硅酸锆的耐腐蚀层施加到衬底上的热障涂层，以防止热障涂层暴露于钒腐蚀物，这可限制热障涂层的使用寿命。延长涡轮部件的使用寿命和任选的热障涂层的使用寿命导致涡轮制造和维护成本降低以及涡轮维护时间减少。
图1示出了示例性气体涡轮组件100。在示例性实施方案中，气体涡轮组件100具有在壳体110内彼此流体连通并且沿着中心线轴112间隔开的压缩机102、燃烧器104和涡轮106。压缩机102包括多个转子叶片114和多个定子叶片116，并且涡轮106同样包括多个转子叶片118和多个定子叶片120。值得注意的是，涡轮转子叶片118(或桨叶)被分组成能够经由轴向对齐的转子轴108以一致方式旋转的多个轴向间隔开的环形级(例如，第一转子级122、第二转子级124和第三转子级126)。类似地，定子叶片120(或喷嘴)被分组成与转子级122、124、126轴向相互间隔的多个轴向间隔开的环形级(例如，第一定子级128、第二定子级130和第三定子级132)。因此，第一转子级122分别轴向间隔在第一定子级128和第二定子级130之间，第二转子级124分别轴向间隔在第二定子级130和第三定子级132之间，并且第三转子级126间隔在第三定子级132的下游。
在操作中，工作气体134(例如，环境空气)流入压缩机102中并被压缩并输送到燃烧器104中。压缩气体136与燃料混合并在燃烧器104中点燃以生成被输送到涡轮106中的燃烧气体138。以轴向顺序的方式，燃烧气体138流过与转子叶片118相互作用的第一定子级128、第一转子级122、第二定子级130、第二转子级124、第三定子级132和第三转子级126，以驱动转子轴108，该转子轴继而可驱动耦合到转子轴108的发电机(未示出)。然后燃烧气体138作为废气140从涡轮106排出。
图2为气体涡轮组件100的示例性区段200的图示。在示例性实施方案中，区段200包括轴向间隔在上游转子级204(诸如，第一转子级122)和下游转子级206(诸如，例如，第二转子级124)之间的定子级202(诸如，第二定子级130)。上游转子级204具有周向间隔开的机翼形转子叶片208的环形排布结构，并且下游转子级206具有周向间隔开的机翼形转子叶片210的环形排布结构。值得注意的是，区段200的上游转子级204和下游转子级206耦合到转子轴108并且能够随该转子轴围绕气体涡轮组件100的中心线轴112旋转。
定子级202包括以环形构造耦合在一起的多个定子叶片段212。在示例性实施方案中，每个区段212可相反仅具有一个定子叶片214(通常称为“单片”)。在其他实施方案中，每个区段212包括一对定子叶片214(通常称为“双片”)，可具有三个定子叶片214(通常称为“三片”)，或者可具有四个定子叶片214(通常称为“四片”)。另选地，定子级202可具有使得区段200能够如本文所述起作用的任何合适数目的区段212和/或每个区段212的定子叶片214。
在具有用于涡轮106中的区段200的气体涡轮组件100的操作期间，从燃烧器104排出的燃烧气体138通过上游转子级204、定子级202输送到下游转子级206中。因此，燃烧气体138相对于定子级202在旋转方向216上驱动转子级204和206。
图3为图2所示的区段200的示例性涡轮部件300的透视图。在示例性实施方案中，部件300为转子叶片208或210或者定子叶片212中的一者。部件300通常包括翼面302，在气体涡轮发动机100的操作期间，热的燃烧气体138被导向该翼面，因此该翼面的表面受到高温环境以及其他环境污染物(诸如但不限于氧化钒)的潜在环境破坏。翼面302包括前缘304、后缘306、压力侧308和吸力侧310。压力侧308为凹形的，并且吸气侧310为凸形的，使得在操作中，热的燃烧气体138被导向压力侧308。部件300包括耦合到翼面302的柄部分312和从柄部分312延伸并锚定到涡轮盘(未示出)的燕尾形部分314。在部件300的一些实施方案中，多个内部通道延伸穿过翼面302的内部，终止于翼面302的表面中指示为316的开口。尽管仅示出在翼面302的径向外表面318上，但开口316可形成于前缘304、后缘306、压力侧308和吸力侧310中的任一者中。在操作期间，冷却空气的流动被引导穿过内部通道(未示出)以冷却或降低翼面302的温度。
图4为沿图3中的线4-4截取的图4所示的部件300的横截面。在示例性实施方案中，部件300包括衬底320和耦合到衬底320的耐腐蚀层322。在示例性实施方案中，部件300包括由金属合金形成的衬底320，该金属合金诸如但不限于掺入铬、钴和铼的任何组合的镍基超合金。另选地，衬底320由陶瓷材料形成，诸如但不限于碳化硅纤维增强陶瓷基复合材料。一般来讲，衬底320由有利于如本文所述的部件300的操作的任何材料形成。部件300由预定材料制成，以便具有理想的工作温度范围，在该范围内有利于保持结构完整性。然而，在一些情况下，可能期望的是以可使部件300暴露于包含各种腐蚀性物质的燃烧气体138的方式来操作气体涡轮组件100。例如，含钒燃料可在燃烧后产生可在高温下腐蚀裸衬底320的钒腐蚀物。由于这种腐蚀，在示例性实施方案中，将耐腐蚀层322施加到衬底320，以防止衬底320暴露于钒腐蚀物。
如本文所用，术语“耐腐蚀层”(下文称为“CRL”)是指提供环境保护的那些涂层系统，即，在防止由例如高温、水相环境、各种腐蚀物引起的环境暴露方面起到环境屏障的作用(即，提供耐腐蚀性等)，并且这些涂层系统相对于衬底320的材料是化学相容的(例如，相对惰性等)。
此外，如本文所用，术语“腐蚀物”是指燃烧气体138中所包含的燃烧过程的可对衬底320或衬底320上的其他分层具有腐蚀作用的产物，如下文进一步详细描述。此类腐蚀物可包括氧气、钠、氯和盐水混合物、水蒸气、氧化钒、硫，以及在高温条件下的类似污染物。这些污染物可在850℃.(1560°F.)至1800℃.(3272°F.)或更高的温度下由高速燃烧气流带来。
在示例性实施方案中，将CRL 322施加到衬底320的表面324。衬底320的表面324可在其上形成CRL 322之前进行预处理以去除衬底制造污染(例如，清洁表面324)从而改进该表面的粘附性等。例如，可通过使表面324经受喷砂处理步骤对衬底320进行预处理。通常小心地进行这种喷砂处理步骤，以避免损坏衬底320的表面324。用于喷砂处理的颗粒足够硬以去除不期望的污染，但又不可太硬以造成对衬底320的显著侵蚀性移除。当处理衬底320时，通常用氧化铝颗粒来进行喷砂处理，该氧化铝颗粒通常具有约30微米或更小的颗粒尺寸，并且通常具有约150n/sec至约200n/sec的速度。
在示例性实施方案中，CRL 322邻近并覆盖衬底320的表面324。CRL 322包括一个或多个耐腐蚀材料层，诸如耐腐蚀金属硅酸盐。更具体地，在示例性实施方案中，CRL 322为施加到衬底320的表面324的至少一个硅酸锆层。如本文进一步详细描述的，在存在钒腐蚀物的情况下，将硅酸锆作为稳定材料进行测试，以提供用于气体涡轮部件(诸如部件300)的耐钒层或涂层。在示例性实施方案中，如图4所示，部件300仅包括衬底320和CRL 322，使得CRL在衬底320上同时提供耐钒层和热障涂层。在其他实施方案中，如本文所述，部件300包括在衬底320上的附加材料层。然而，在示例性实施方案中，并且在此类另选实施方案中，硅酸锆CRL 322为部件300的最外层，使得CRL 322暴露于流过部件300的燃烧气体138。在其他实施方案中，部件300包括置于CRL 322上的附加材料层。
此外，在示例性实施方案中，CRL 322仅包含硅酸锆。即，CRL 322包含100％的硅酸锆并且硅酸锆不与其他防腐蚀材料混合。更具体地，可将硅酸锆与粘结材料混合用于将CRL322粘结到衬底320，但CRL 322的耐腐蚀材料仅为硅酸锆。更具体地，当使用浆液或浸渍工艺、氧化物粘结技术或包埋渗技术等将CRL 322施加到衬底320时，将硅酸锆与粘结剂材料混合。然而，当使用物理气相沉积(PVD)技术(例如，电子束物理气相沉积(EB-PVD)、离子等离子体等、热喷涂技术(例如，等离子体喷涂诸如空气等离子喷涂)、化学气相沉积(CVD)技术等将CRL 322施加到衬底320时，可单独使用硅酸锆。通常，使用本领域技术人员已知的工艺和方法来将CRL 322施加到衬底320。在其他实施方案中，可将硅酸锆与其他耐腐蚀材料混合以形成CRL 322。
在示例性实施方案中，将使用特定公式的硅酸锆。更具体地，公式为：
ZrxM1-xSiyN1-yO4+z
其中M包括碱土金属、IV和V族过渡金属、稀土金属或它们的组合；
其中N包括铝、磷或它们的组合；
其中z＝((4-m)(x-1)+(4-n)(y-1))/2；
其中m为M的化合价，并且n为N的化合价；并且
其中0.7＜x≤1，并且0.7＜y≤1。
上述公式表明CRL 322可包括一系列可能的材料，只要包含硅酸锆(ZrSiO2)即可。更具体地，该公式表明，用于CRL 322的基体材料为硅酸锆，但CRL 322不仅限于硅酸锆。该公式还表明，ZrSiO2中的锆和硅元素均可在一定程度上进一步掺杂附加的不同元素，同时仍保持与ZrSiO2相同的结构和抗腐蚀属性。
在示例性实施方案中，CRL 322包括在约0.0005英寸和约0.030英寸的范围内的第一厚度T1。具体地，CRL 322包括在约0.0005英寸和约0.020英寸的范围内的第一厚度T1。更具体地，CRL 322包括在约0.0005英寸和约0.010英寸的范围内的第一厚度T1。甚至更具体地，CRL 322包括在约0.003英寸和约0.010英寸的范围内的第一厚度T1。另选地，衬底322包括有利于如本文所述的部件300的操作的任何厚度T1。
图5为沿图3中的线5-5截取的另选部件400的横截面。类似于上文的部件300，部件400可为涡轮转子叶片208或210或者涡轮定子叶片214(均在图2中示出)中的任一者。如图5所示，部件400包括衬底402、耦合到衬底402的热障涂层404和耦合到热障涂层404的耐腐蚀层406。衬底402基本上类似于衬底320，并且该衬底402由金属合金形成，该金属合金诸如但不限于掺入铬、钴和铼的任何组合的镍基超合金。另选地，衬底402由陶瓷材料形成，诸如但不限于碳化硅纤维增强陶瓷基复合材料。一般来讲，衬底402由有利于如本文所述的部件400的操作的任何材料形成。
如本文所用，术语“耐腐蚀层”(下文称为“CRL”)是指提供环境保护的那些涂层系统，即，在防止由例如高温、水相环境、各种腐蚀物引起的环境暴露方面起到环境屏障的作用(即，提供耐腐蚀性等)，并且这些涂层系统相对于衬底402和热障涂层404的材料是化学相容的(例如，相对惰性等)。
此外，如本文所用，术语“腐蚀物”是指燃烧气体138中所包含的燃烧过程的可对衬底402或衬底402上的其他分层具有腐蚀作用的产物，如下文进一步详细描述。此类腐蚀物可包括氧气、钠、氯和盐水混合物、水蒸气、氧化钒、硫，以及在高温条件下的类似污染物。这些污染物可在850℃.(1560°F.)至1800℃.(3272°F.)或更高的温度下由高速燃烧气流带来。
如本文所用，术语“热障涂层”(下文称为“TBC”)是指通过形成热屏障减少流向衬底402的热量、并且包括具有通常为至少约1426℃(2600°F)、并且更典型地在约1900℃至约2750℃(约3450°F至约4980°F)的范围内的熔点的陶瓷材料的那些涂层。适用于TBC 404的陶瓷材料包括铝氧化物(氧化铝)，即包含Al2O3、包括未水合和水合形式的那些化合物和组分；包括各种氧化锆，尤其是稳相的氧化锆(例如，与各种稳定剂金属氧化物(诸如氧化钇)混合的氧化锆)，诸如氧化钇稳定的氧化锆、氧化铈稳定的氧化锆、氧化钙稳定的氧化锆、氧化钪稳定的氧化锆、氧化镁稳定的氧化锆、india稳定的氧化锆、氧化镱稳定的氧化锆等，以及此类稳定的氧化锆的混合物。
在图5所示的实施方案中，TBC 404包括不包含硅酸锆的氧化钇稳定的氧化锆(下文称为YSZ)。合适的氧化钇稳定的氧化锆可包含约1％至约20％的氧化钇(基于氧化钇和氧化锆的总重量)，并且更通常包括约3％至约10％的氧化钇。这些稳相的氧化锆还可包括一种或多种第二金属(例如，镧系元素或锕系元素)氧化物，诸如氧化镝、氧化铒、氧化铕、氧化钆、氧化钕、氧化镨、氧化铀和氧化铪，以进一步降低热障涂层的热导率。
部件400由预定材料制成，以便具有理想的工作温度范围，在该范围内有利于保持结构完整性。然而，在一些情况下，可能期望的是以可使部件400暴露于包含各种腐蚀性物质的高温燃烧气体138的方式来操作气体涡轮组件100。例如，包含钒的燃料可在燃烧后产生在高温下可腐蚀TBC 404的钒腐蚀物。由于这种腐蚀，在示例性实施方案中，将耐腐蚀层406施加到TBC 404，以防止TBC 404暴露于钒腐蚀物。
在图5所示的实施方案中，将TBC 404施加到衬底402的表面408。与衬底320的表面324类似，表面408可在其上形成TBC 404之前进行预处理以去除衬底制造污染，从而改进该表面的粘附性等。如图5所示，TBC 404邻近并覆盖表面408并且CRL 406邻近并覆盖TBC404，使得TBC 404定位在衬底402和CRL 406之间。此类构型中，CRL 406为部件400的最外层，使得CRL 406暴露于流过部件400的燃烧气体138。在其他实施方案中，CRL 406邻近并覆盖表面408并且TBC 404邻近并覆盖CRL 406，使得CRL 406定位在衬底402和TBC 404之间并且TBC为部件400的最外层。
TBC 404包括在约0.001英寸和约0.050英寸的范围内的第二厚度T2。具体地，TBC404包括在约0.001英寸和约0.030英寸的范围内的第二厚度T2。更具体地，TBC 404包括在约0.003英寸和约0.020英寸的范围内的第二厚度T2。另选地，TBC 404包括提供隔热属性并有利于如本文所述的部件400的操作的任何厚度T2。可通过多种常规的热障涂层方法在表面408上或上方形成TBC 404。例如，可通过物理气相沉积(PVD)诸如电子束PVD(EB PVD)、过滤弧沉积、或通过溅射形成TBC 404。
类似于CRL 322，CRL 406包括在约0.0005英寸和约0.030英寸的范围内的第一厚度T1。具体地，CRL 406包括在约0.0005英寸和约0.020英寸的范围内的第一厚度T1。更具体地，CRL 406包括在约0.0005英寸和约0.010英寸的范围内的第一厚度T1。甚至更具体地，CRL 406包括在约0.003英寸和约0.010英寸的范围内的第一厚度T1。另选地，衬底406包括有利于如本文所述的部件400的操作的任何厚度T1。
CRL 406包括一个或多个耐腐蚀材料层，诸如耐腐蚀金属硅酸盐。更具体地，在图5所示的实施方案中，CRL 406为施加到TBC 404的外表面410的至少一个硅酸锆层。在存在钒腐蚀物的情况下，将硅酸锆作为稳定材料进行测试，以提供用于气体涡轮部件(诸如部件400)的耐钒层或涂层。在图5所示的实施方案中，部件400仅包括衬底402、TBC 404和CRL406，使得CRL 406提供耐钒层以保护TBC 404。在其他实施方案中，如本文所述，部件400包括在衬底402上的附加材料层。然而，在示例性实施方案中，并且在此类另选实施方案中，硅酸锆CRL 406为部件400的最外层，使得CRL 406暴露于流过部件400的燃烧气体138。
此外，在示例性实施方案中，CRL 406仅包含硅酸锆。即，CRL 406包含100％的硅酸锆并且硅酸锆不与其他防腐蚀材料混合。更具体地，可将硅酸锆与粘结材料混合用于将CRL406粘结到TBC 404，但耐腐蚀材料CRL 406仅为硅酸锆。甚至更具体地，当使用浆液或浸渍工艺、氧化物粘结技术或包埋渗技术等将CRL 406施加到TBC 404时，将硅酸锆与粘结剂材料混合。当单独使用时，使用物理气相沉积(PVD)技术(例如，电子束物理气相沉积(EB-PVD)、离子等离子体等、热喷涂技术(例如，等离子体喷涂诸如空气等离子喷涂)、化学气相沉积(CVD)技术等将硅酸锆CRL 406施加到TBC 404。通常，使用本领域技术人员已知的工艺和方法来将CRL 406施加到TBC 404。在其他实施方案中，可将硅酸锆与其他耐腐蚀材料混合以形成CRL 406。
减少或防止污染物进入到TBC 404中减少了在TBC 404和衬底402的界面处或附近发生断裂。减少和防止污染物渗透到TBC 404中并随后减少和防止污染物渗透到衬底402中减少了分层的发生，防止了TBC 404的剥落，并因此保持了TBC 404的完整性并延长了衬底402和部件400的寿命。
本文所述的方法和系统有利于通过防止涡轮部件(诸如但不限于涡轮转子叶片和涡轮定子叶片)受到钒腐蚀来延长涡轮部件的使用寿命。例如，涡轮部件的实施方案包括衬底和耦合到衬底的耐腐蚀层。更具体地，将硅酸锆的耐腐蚀层施加到衬底，以防止衬底暴露于可被输送通过涡轮的钒腐蚀物。此外，在一些实施方案中，将硅酸锆的耐腐蚀层施加到衬底上的热障涂层，以防止热障涂层暴露于钒腐蚀物，这可限制热障涂层的使用寿命。
本文所述的方法、系统和装置的示例性技术效果包括以下中的至少一者：(a)提高了涡轮的工作温度；(b)减轻了涡轮部件的外表面的腐蚀作用或其他劣化；(c)减轻了涡轮部件的外表面上的热障涂层的剥落或其他劣化的影响；(d)延长了涡轮部件的使用寿命；以及(e)减少了涡轮部件的维护成本和时间。
上文详细描述了气体涡轮部件及其装配方法的示例性实施方案。本文所述的方法和系统不限于本文描述的具体实施方案，而是方法和系统的部件可以独立地并且与本文描述的其他部件分开使用。例如，如本文所述，本文所述的方法和系统可具有不限于使用气体涡轮组件实践的其他应用。相反，本文所述的方法和系统可结合各种其他行业实现和使用。
虽然已根据各种具体实施方案描述了本发明，但本领域的技术人员将认识到，可在权利要求书的实质和范围内通过修改来实践本发明。
气体涡轮部件及其装配方法
部件列表
气体涡轮组件___________________________100
压缩机_________________________________102
燃烧器_________________________________104
涡轮___________________________________106
转子轴_________________________________108
壳体___________________________________110
中心线轴_______________________________112
转子叶片_______________________________114
定子叶片_______________________________116
转子叶片_______________________________118
定子叶片_______________________________120
第一转子级_____________________________122
第二转子级_____________________________124
第三转子级_____________________________126
第一定子级_____________________________128
第二定子级_____________________________130
第三定子级_____________________________132
工作气体_______________________________134
压缩气体_______________________________136
燃烧气体_______________________________138
废气___________________________________140
区段___________________________________200
定子级_________________________________202
上游转子级_____________________________204
下游转子级_____________________________206
转子叶片_______________________________208
转子叶片_______________________________210
定子叶片区段___________________________212
定子叶片_______________________________214
部件___________________________________300
翼面___________________________________302
前缘___________________________________304
后缘___________________________________306
压力侧_________________________________308
吸力侧_________________________________310
柄部分_________________________________312
燕尾形部分_____________________________314
开口___________________________________316
外表面_________________________________318
衬底___________________________________320
耐腐蚀层(CRL)__________________________322
表面___________________________________324
部件___________________________________400
衬底___________________________________402
热障涂层(TBC)__________________________404
耐腐蚀层(CRL)__________________________406
表面___________________________________408
外表面_________________________________410

Claims (20)

1.一种气体涡轮部件，包括：
衬底；和
耐腐蚀层，所述耐腐蚀层耦合到所述衬底，其中所述耐腐蚀层包含硅酸锆，其中所述耐腐蚀层被构造用于防止所述衬底暴露于钒腐蚀物。
2.根据权利要求1所述的气体涡轮部件，其中所述部件仅包括所述衬底和所述耐腐蚀层。
3.根据权利要求1所述的气体涡轮部件，其中所述耐腐蚀层包含100%的硅酸锆。
4.根据权利要求1所述的气体涡轮部件，其中所述耐腐蚀层包括所述部件的最外层。
5.根据权利要求1所述的气体涡轮部件，其中所述耐腐蚀层包括在约0.0005英寸和约0.030英寸范围内的厚度。
6.根据权利要求1所述的气体涡轮部件，还包括耦合到所述耐腐蚀层的热障涂层。
7.根据权利要求6所述的气体涡轮部件，其中所述热障涂层耦合在所述耐腐蚀层和所述衬底之间。
8.根据权利要求6所述的气体涡轮部件，其中所述耐腐蚀层耦合在所述热障涂层和所述衬底之间。
9.根据权利要求6所述的气体涡轮部件，其中所述部件仅包括所述热障涂层和所述耐腐蚀层。
10.根据权利要求6所述的气体涡轮部件，其中所述热障涂层包括在约0.001英寸和约0.050英寸范围内的厚度。
11.一种装配气体涡轮部件的方法，所述方法包括：
提供衬底；以及
将耐腐蚀层施加到所述衬底，其中所述耐腐蚀层包含硅酸锆，并且其中所述耐腐蚀层被构造用于防止所述衬底暴露于钒腐蚀物。
12.根据权利要求11所述的方法，其中施加所述耐腐蚀层包括仅将所述耐腐蚀层施加到所述衬底，使得所述耐腐蚀层为施加到所述衬底的唯一材料层。
13.根据权利要求11所述的方法，其中施加所述耐腐蚀层包括施加包含100%硅酸锆的耐腐蚀层。
14.根据权利要求11所述的方法，其中将所述耐腐蚀层施加到所述衬底包括：
将热障涂层施加到所述衬底；以及
将所述耐腐蚀层施加到所述热障涂层，使得所述热障涂层位于所述衬底和所述耐腐蚀层之间，其中所述热障涂层和所述耐腐蚀层为施加到所述衬底的仅有的两个材料层。
15.一种用于气体涡轮发动机中的涡轮，所述涡轮包括涡轮叶片，并且所述涡轮叶片包括：
衬底；和
耐腐蚀层，所述耐腐蚀层耦合到所述衬底，其中所述耐腐蚀层包含硅酸锆，其中所述耐腐蚀层被构造用于防止所述衬底暴露于钒腐蚀物。
16.根据权利要求15所述的涡轮，其中所述涡轮叶片仅包括所述衬底和所述耐腐蚀层。
17.根据权利要求15所述的涡轮，其中所述耐腐蚀层包括所述涡轮叶片的最外层。
18.根据权利要求15所述的涡轮，还包括耦合到所述耐腐蚀层的热障涂层，其中所述热障涂层耦合在所述耐腐蚀层和所述衬底之间。
19.根据权利要求18所述的涡轮，其中所述热障涂层包含YSZ并且不包含硅酸锆。
20.根据权利要求18所述的涡轮，其中所述涡轮叶片由金属合金和陶瓷材料中的至少一者形成。
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