CN112204163A - 耐cmas、耐高应变和低热导率热障涂层和热喷涂法 - Google Patents

Abstract

一种耐侵蚀和耐CMAS涂层，其布置在TBC涂布的基底上并包括至少一个提供较低热导率并布置在MCrAlY层上的多孔垂直裂纹（PVC）涂层，其中M代表Ni、Co或它们的组合。在所述至少一个PVC涂层上沉积至少一个致密垂直裂纹（DVC）耐侵蚀和耐CMAS涂层。

Description

耐CMAS、耐高应变和低热导率热障涂层和热喷涂法

对相关申请的交叉引用

本申请依据35 U.S.C. § 119(e)要求2018年4月9日提交的美国临时专利申请62/654,985的优先权，其公开内容全文特此通过引用并入本文。

关于赞助研究或开发的声明

不适用。

发明背景。

发明领域

本发明是用于改善覆盖高温合金基底的热障涂层（TBC）的CMAS劣化问题的耐侵蚀和耐钙镁铝硅酸盐（CMAS）多层陶瓷涂层。该多层涂层可包括耐侵蚀和耐CMAS的致密垂直裂纹（DVC）顶涂层和低热导率和耐应变的多孔垂直裂纹（PVC）中间涂层。还公开了一种涂布方法。

相关技术描述

已在燃气涡轮发动机的热区组件上施加热障涂层（TBC）以提供高温保护。8重量%（8wt%）氧化钇稳定的氧化锆（8YSZ）由于其高韧性和一直到高温的低热导率，是过去用于TBC的组合物。非限制性实例包括Metco 222A、231A、233A、233B、233C和234A。但是，随着发动机运行温度提高，统称为CMAS的熔融硅质沉积物侵袭8YSZ TBC并已被公认为影响TBC耐久性的关键因素，并且是燃气涡轮技术进步的根本阻碍。已经尝试了对CMAS劣化问题的各种缓解策略。最有前途的策略试图提高涂层与CMAS熔体之间的反应性。这些反应消耗该熔体，同时结晶反应产物形成致密层并阻塞进一步熔体浸渗的路径。这些CMAS反应性TBC大多基于稀土锆酸盐。但是这些组合物的韧性通常低于8YSZ涂层。因此，在保持TBC的低热导率和高韧性的同时提高耐CMAS的TBC的耐久性的新策略是必要的。

本领域中也已知使用氧化钇稳定的氧化锆（YSZ）热障涂层并且这些数十年来已成功用于燃气涡轮发动机。非限制性实例包括Metco 6608和6609。

下列文献，各自全文特此通过引用并入本文，公开了各种类型的DVC涂层；2012年6月12日授予Taylor的US 8,197,950；1991年12月17日授予Taylor的US 5,073,433；2014年6月26日公开的属于Taylor的US 2014/0178632；1998年11月3日授予Gray的US 5,830,586；和2004年3月9日授予Subramanian的US 6,703,137。

下列文献，各自全文特此通过引用并入本文，公开了各种类型的耐CMAS涂层；2001年1月23日授予Maloney的US 6,177,200；2011年1月25日授予Schlichting的US 7,875,370；2012年2月9日公开的属于Hongoh的US 2012/0034491；和2015年5月5日授予Nagaraj的US 9,023,486。

下列文献，全文特此通过引用并入本文，公开了PVC涂层；2016年12月1日公开的属于Chen的US 2016/0348226。

发明概述

本发明包括用于改善TBC的CMAS劣化问题的耐侵蚀和耐CMAS多层陶瓷涂层。还公开了一种涂布方法。

本发明还包括一种涂层体系，其中首先将一个或多个TBC层施加到高温合金基底上。然后，施加一个或多个低热导率耐应变层，其是多孔垂直裂纹（PVC）涂层。最后，作为顶层施加或沉积一个或多个致密垂直裂纹（DVC）耐侵蚀和耐CMAS涂层。

在实施方案中，一个或多个DVC层的孔隙率可为0%至5%且裂纹可部分延伸穿过该一个或多个层的厚度，即小于厚度的50%，或厚度的大约50%，并且甚至可延伸穿过该一个或多个层的整个厚度。在实施方案中，裂纹可以是基本垂直裂纹并可为每英寸20至200个裂纹。

在实施方案中，一个或多个PVC层的孔隙率可为5%至25%且裂纹可部分延伸穿过该一个或多个层的厚度，即小于厚度的50%，或厚度的大约50%，并且甚至可延伸穿过该一个或多个层的整个厚度。在实施方案中，裂纹可以是基本垂直裂纹并可为每英寸20至200个裂纹。

借助本发明，可延长TBC或涂层寿命，这延长并改进发动机工作寿命。

在本公开的实施方案中，使用耐应变的DVC涂层顶层和下方PVC涂层体系保护TBC体系。DVC/PVC层可由与耐CMAS化学组合物混合的韧性稀土元素(Re)稳定的ZrO₂或HfO₂组成。本文所用的耐CMAS化学品是指可与CMAS粉尘反应并形成结晶相以防止CMAS进一步渗入涂层的任何化学组合物或可在与CMAS反应后改进CMAS熔融温度的化学组合物。DVC层提供耐侵蚀性且PVC层降低热导率。

本发明的主要优点包括与耐CMAS的化学品混合的韧性Re稳定的ZrO₂或HfO₂以改进TBC体系的耐侵蚀性和耐CMAS性。此外，PVC耐应变过渡层提供更低的热导率。

一个或多个DVC顶层和/或一个或多个PVC层的非限制性实施方案（其中DVC是耐侵蚀和耐CMAS的，PVC是热障和CTE（热膨胀系数）缓和层）包括以下这些（示例性的稀土氧化物包括氧化钇、氧化镧、氧化铈、氧化镨、氧化钕、氧化钐、氧化铕、氧化钆、氧化铽、氧化镝、氧化钬、氧化铒、氧化镱、氧化镥、氧化钪、氧化铥）：

·RE稳定的ZrO₂或HfO₂（RE=稀土氧化物）

·与稀土氧化物混合的RE稳定的ZrO₂或HfO₂；或

·与稀土硅酸盐混合的RE稳定的ZrO₂或HfO₂；或

·与稀土铝酸盐混合的RE稳定的ZrO₂或HfO₂；或

·与稀土铝酸盐硅酸盐混合的RE稳定的ZrO₂或HfO₂；或

·与碱性氧化物混合的RE稳定的ZrO₂或HfO₂；或

·与锆酸钆混合的RE稳定的ZrO₂或HfO₂；或

·上述这些的任何组合。

一个或多个DVC顶层或涂层可具有~9x10^-6 /℃至13x10^-6 /℃的CTE以及2密尔（0.002英寸）至40密尔（0.040英寸）的厚度。本文所用的一密尔等于0.001英寸。可通过大气等离子体喷涂（APS）、等离子体喷涂-物理气相沉积（PS-PVD）或悬浮等离子体喷涂（SPS）施加该层或涂层。

一个或多个PVC中间层或涂层可具有~9x10^-6 /℃至13x10^-6 /℃的CTE以及1密尔至40密尔的厚度。可通过大气等离子体喷涂（APS）、等离子体喷涂-物理气相沉积（PS-PVD）或悬浮等离子体喷涂（SPS）施加该层或涂层。

一个或多个粘结层或涂层可以是MCrAlY（M=Co、Ni），具有2密尔至13密尔的厚度。可通过大气等离子体喷涂（APS）、高速含氧燃料（high velocity oxy-fuel）（HVOF）、高速空气燃料（high velocity air-fuel）（HVAF）、等离子体喷涂-物理气相沉积（PS-PVD）或悬浮热喷涂施加该层或涂层。

本发明的非限制性实施方案包括布置在TBC涂布的基底上的耐侵蚀和耐CMAS涂层，其包括提供低热导率并布置在TBC涂布的基底上的至少一个多孔垂直裂纹（PVC）涂层和沉积在所述至少一个PVC涂层上的至少一个致密垂直裂纹（DVC）耐侵蚀和耐CMAS涂层。

在非限制性实施方案中，所述至少一个DVC层是顶层。该涂层可进一步包括布置在TBC和基底之间的至少一个粘结涂层。该基底可以是高温合金基底。

所述至少一个致密垂直裂纹（DVC）耐侵蚀和耐CMAS涂层可包含RE稳定的ZrO₂或HfO₂。所述至少一个致密垂直裂纹（DVC）耐侵蚀和耐CMAS涂层可包含与稀土硅酸盐混合的RE稳定的ZrO₂或HfO₂。所述至少一个致密垂直裂纹（DVC）耐侵蚀和耐CMAS涂层可包含与稀土铝酸盐混合的Re稳定的ZrO₂或HfO₂。所述至少一个致密垂直裂纹（DVC）耐侵蚀和耐CMAS涂层可包含与稀土铝酸盐或硅酸盐混合的Re稳定的ZrO₂或HfO₂。所述至少一个致密垂直裂纹（DVC）耐侵蚀和耐CMAS涂层可包含与碱性氧化物混合的Re稳定的ZrO₂或HfO₂。所述至少一个致密垂直裂纹（DVC）耐侵蚀和耐CMAS涂层可包含与锆酸钆混合的Re稳定的ZrO₂或HfO₂。所述至少一个致密垂直裂纹（DVC）耐侵蚀和耐CMAS涂层可包含一种或多种上述组合物的混合物。

所述至少一个致密垂直裂纹（DVC）耐侵蚀和耐CMAS涂层可包含全厚度垂直裂纹。所述至少一个多孔垂直裂纹（PVC）涂层可包含全厚度垂直裂纹。

本发明的非限制性实施方案包括布置在TBC涂布的基底上的耐侵蚀和耐CMAS涂层，其包括提供较低热导率并布置在MCrAlY涂布的基底上的至少一个多孔垂直裂纹（PVC）热障涂层和沉积在所述至少一个PVC热障涂层上的致密垂直裂纹（DVC）耐侵蚀和耐CMAS涂料的顶层。

在非限制性实施方案中，该涂层可进一步包括布置在TBC和基底之间的至少一个粘结涂层。该基底可以是高温合金基底。

所述至少一个致密垂直裂纹（DVC）耐侵蚀和耐CMAS涂层可包含与稀土氧化物混合的Re稳定的ZrO₂或HfO₂。所述至少一个致密垂直裂纹（DVC）耐侵蚀和耐CMAS涂层可包含与稀土硅酸盐混合的Re稳定的ZrO₂或HfO₂。所述至少一个致密垂直裂纹（DVC）耐侵蚀和耐CMAS涂层可包含与稀土铝酸盐混合的Re稳定的ZrO₂或HfO₂。所述至少一个致密垂直裂纹（DVC）耐侵蚀和耐CMAS涂层可包含与稀土铝酸盐或硅酸盐混合的Re稳定的ZrO₂或HfO₂。所述至少一个致密垂直裂纹（DVC）耐侵蚀和耐CMAS涂层可包含与碱性氧化物混合的Re稳定的ZrO₂或HfO₂。所述至少一个致密垂直裂纹（DVC）耐侵蚀和耐CMAS涂层可包含与锆酸钆混合的Re稳定的ZrO₂或HfO₂。所述至少一个致密垂直裂纹（DVC）耐侵蚀和耐CMAS涂层可包含一种或多种上述组合物的混合物。

所述至少一个致密垂直裂纹（DVC）耐侵蚀和耐CMAS涂层可包含全厚度垂直裂纹。所述至少一个多孔垂直裂纹（PVC）涂层可包含全厚度垂直裂纹。

本发明的非限制性实施方案包括布置在高温合金基底上的耐侵蚀和耐CMAS的陶瓷涂层，其包括粘结到基底上的TBC涂层、直接沉积在TBC涂层上的提供较低热导率的多孔垂直裂纹（PVC）陶瓷涂层和直接沉积在PVC涂层上的致密垂直裂纹（DVC）耐侵蚀和耐CMAS涂层。在实施方案中，TBC涂层包括MCrAlY层，其中M代表Ni、Co或它们的组合。

本发明的非限制性实施方案包括一种在TBC涂布的基底上等离子体喷涂耐侵蚀和耐CMAS涂层的方法，其包括将至少一个提供较低热导率的多孔垂直裂纹（PVC）热障涂层沉积到TBC涂布的基底上和在所述至少一个PVC热障涂层上沉积致密垂直裂纹（DVC）耐侵蚀和耐CMAS涂料。

在实施方案中，TBC涂布的基底可包括布置在TBC层和基底之间的至少一个粘结涂层。等离子体喷涂可包括大气等离子体喷涂（APS）、等离子体喷涂-物理气相沉积（PS-PVD）或悬浮等离子体喷涂（SPS）之一。

附图简述

包括附图以提供本发明的进一步理解，并且将其并入本说明书并构成其一部分。附图图示说明本发明的实施方案并与说明书一起用于解释本发明的原理。在附图中：

图1示意性显示根据本发明的多层涂层；且

图2显示根据本发明的施加的多层涂层的扫描电子显微镜（SEM）横截面。

发明详述

以下详述通过举例而非限制性地举例说明本公开的原理。该描述清楚地使得本领域技术人员能够制作和利用本公开，并描述了本公开的若干实施方案、调整、变动、替代和用途，包括目前认为的本公开的最佳实施模式。应该理解的是，附图是本公开的示例性实施方案的图解和示意性呈现，而非对本公开的限制，它们也不一定按比例绘制。

由联系附图考虑的以下描述将会理解本公开在其结构和运行方法方面特有的新颖特征，以及另外的目标和优点，在附图中图示说明本公开的实施方案。但是，要明确理解的是，附图仅用于图解和说明，并且它们无意限定本公开的界限。

在以下描述中，参考附图描述本公开的各种实施方案。根据需要，在本文中论述了本公开的详细实施方案；但是，要理解的是，所公开的实施方案只是可具体体现为各种替代形式的本公开的实施方案的示例。附图不一定按比例，一些特征可能被放大或最小化以显示特定组件的细节。因此，本文中公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制，而是仅作为教导本领域技术人员以各种方式利用本公开的代表性的基础。

本文中显示的细节是作为举例说明并仅用于本公开的实施方案的示例性论述，并且是为了提供本公开的原理和概念方面的据信最有用和最易理解的描述而给出。在这方面，没有试图以超过基本理解本公开所必要的详细程度显示本公开的结构细节，使得联系附图作出的描述使本领域技术人员清楚在实践中如何具体实施本公开的形式。

除非文中清楚地另行规定，本文所用的单数形式“一个”、“一种”和“该”包含复数对象。例如，除非明确排除，提到“一粉末材料”也意味着可存在一种或多种粉末材料的混合物。本文所用的不定冠词“一”是指一个及多于一个并且不一定将其所指名词限于单数。

除非另行指明，说明书和权利要求书中使用的所有表示量的数字应被理解为在所有实例中都被术语“大约”修饰。因此，除非作出相反的指示，说明书和权利要求书中给出的数值参数是可随本公开的实施方案试图获得的所需性质而变的近似值。至少并且不应被视为试图限制对权利要求书的范围适用等同原则，各数值参数应根据有效位数和普通舍入惯例解释。

另外，本说明书内的数值范围的列举被认为公开了该范围内的所有数值和范围（除非另行明文指明）。例如，如果范围为大约1至大约50，其被认为包括例如1、7、34、46.1、23.7或该范围内的任何其它值或范围。

本文所用的术语“大约”和“大致”是指所涉量或值可能是指定的具体值或其附近的另一值。通常，指示特定值的术语“大约”和“大致”意在表示该值的±5%内的范围。作为一个实例，短语“大约100”是指100 ± 5的范围，即95至105的范围。通常，当使用术语“大约”和“大致”时，预计可在所示值的±5%的范围内获得根据本公开的类似结果或效果。

本文所用的术语“和/或”是指可能存在所述组的所有或仅一个要素。例如，“A和/或B”应是指“仅A或仅B，或A和B”。在“仅A”的情况下，该术语还涵盖不存在B的可能性，即“仅A，但没有B”。

术语“至少部分”意在表示在一定程度上或完全满足后述性质。

术语“大体上”和“基本”用于表示完全（全部）实现或满足或在不会不利地影响预期结果的很大程度上实现或满足后述特征、性质或参数。

本文所用的术语“包含”意为非排他的和开放性的。因此，例如，包含化合物A的组合物可包含除A外的其它化合物。但是，术语“包含”也涵盖“基本由...组成”和“由...组成”的更限制性含义，因此例如“包含化合物A的组合物”也可能（基本）由化合物A组成。

本文中公开的各种实施方案可单独和以各种组合使用，除非具体作出相反的规定。

参考图1描述了本发明，其示意性显示多层涂层。如图1中显而易见，该多层涂层采用顶涂层，其是耐应变的DVC顶涂层。该层布置在下方的PVC涂层体系上，所述PVC涂层体系用于降低层的热导率。DVC/PVC层可由与耐CMAS的化学组合物混合的韧性稀土元素(Re)稳定的ZrO₂或HfO₂组成。所述一个或多个DVC层提供耐侵蚀性且所述一个或多个PVC层提供TBC的一个或多个高CTE顶层与TBC的一个或多个低CTE底层之间的CTE缓和。所述一个或多个DVC和PVC层布置在粘结涂层B和基底S上。

一个或多个DVC层可由与耐CMAS的化学品混合的韧性Re稳定的ZrO₂或HfO₂组成以改进TBC/CMC体系的耐侵蚀性和耐CMAS性。此外，一个或多个PVC耐应变过渡层提供TBC的一个或多个高CTE顶层（DVC层）与一个或多个低CTE底层之间的CTE缓和。接着，PVC微结构进一步降低TBC体系的热导率。

一个或多个DVC顶层和/或一个或多个PVC层的非限制性实施方案（其中DVC是耐侵蚀和耐CMAS的，PVC是热障和CTE缓和层）包括以下这些（示例性的稀土氧化物包括氧化钇、氧化镧、氧化铈、氧化镨、氧化钕、氧化钐、氧化铕、氧化钆、氧化铽、氧化镝、氧化钬、氧化铒、氧化镱、氧化镥、氧化钪、氧化铥）：

·Re稳定的ZrO₂或HfO₂

·与稀土氧化物混合的Re稳定的ZrO₂或HfO₂；或

·与稀土硅酸盐混合的Re稳定的ZrO₂或HfO₂；或

·与稀土铝酸盐混合的Re稳定的ZrO₂或HfO₂；或

·与稀土铝酸盐硅酸盐混合的Re稳定的ZrO₂或HfO₂；或

·与碱性氧化物混合的Re稳定的ZrO₂或HfO₂；或

·与锆酸钆混合的Re稳定的ZrO₂或HfO₂；或

·上述这些的任何组合。

一个或多个DVC顶层或涂层可具有~9x10^-6 /℃至13x10^-6 /℃的CTE以及2密尔至40密尔的厚度。可通过大气等离子体喷涂（APS）、等离子体喷涂-物理气相沉积（PS-PVD）或悬浮等离子体喷涂（SPS）施加该层或涂层。

一个或多个PVC中间层或涂层可具有~9x10^-6 /℃至13x10^-6 /℃的CTE以及1密尔至40密尔的厚度。可通过大气等离子体喷涂（APS）、等离子体喷涂-物理气相沉积（PS-PVD）或悬浮等离子体喷涂（SPS）施加该层或涂层。

一个或多个粘结涂层或涂层B可以是MCrAlY（M=Co、Ni），以及具有2密尔至13密尔的厚度。可通过大气等离子体喷涂（APS）、高速含氧燃料（HVOF）、高速空气燃料（HVAF）、等离子体喷涂-物理气相沉积（PS-PVD）或悬浮热喷涂施加该层或涂层。

在实施方案中，一个或多个DVC层的孔隙率可为0%至5%且裂纹可部分延伸穿过该一个或多个层的厚度，即小于厚度的50%，或厚度的大约50%，甚至可延伸穿过该一个或多个层的整个厚度。在实施方案中，裂纹可以是基本垂直裂纹并可为每英寸或线性英寸20至200个裂纹。在非限制性实施方案中，一个或多个DVC层也可为本领域中已知的并在一个或多个并入本文的文献中描述的类型。

在实施方案中，一个或多个PVC层的孔隙率可为5%至25%且裂纹可部分延伸穿过该一个或多个层的厚度，即小于厚度的50%，或厚度的大约50%，甚至可延伸穿过该一个或多个层的整个厚度。在实施方案中，裂纹可以是基本垂直裂纹并可为每英寸或线性英寸20至200个裂纹。在非限制性实施方案中，一个或多个PVC层也可为本领域中已知的并在一个或多个并入本文的文献中描述的类型。

非限制性实施例

下表包括图1和2中所示的涂层体系的描述以及借助Sinplex等离子体炬用于形成该涂层体系的参数。

层	化学组成	厚度范围	等离子体炬	方法
					高温合金S (基底)	Ni基合金	3 mm	n/a	n/a
粘结涂层B (粘结涂层)	NiCrAlY	~200um	SinplexPro<sup>TM</sup>	Ar/H2等离子体气体
					PVC	7YSZ	~400um	SinplexPro<sup>TM</sup>	Ar/H2等离子体气体
DVC	Gd2Zr2O7	~200um	SinplexPro<sup>TM</sup>	Ar/H2等离子体气体

下表包括根据本发明的另一涂层体系的描述以及借助Sinplex等离子体炬用于形成该涂层体系的参数。

层	化学组成	厚度范围	等离子体炬	方法
					高温合金S (基底)	Ni或Co基合金	3 mm	n/a	n/a
粘结涂层B (粘结涂层)	CoNiCrAlY	~200um	SinplexPro<sup>TM</sup>	Ar/H2等离子体气体
					PVC	7YSZ	~400um	SinplexPro<sup>TM</sup>	Ar/H2等离子体气体
DVC	Gd2Zr2O7	~200um	SinplexPro<sup>TM</sup>	Ar/H2等离子体气体

此外，至少由于在本文中例如为了简单或高效起见借助特定示例性实施方案的公开以使得人们能够制作和利用本发明的方式公开了本发明，可在不存在本文中没有具体公开的任何附加要素或附加结构的情况下实施本发明。

要指出，上述实施例仅为解释目的提供并且无论如何不应被解释为本发明的限制。尽管已经参考示例性实施方案描述了本发明，但要理解的是，本文所用的词语是描述性和举例性的词语，而非限制性的词语。在如目前规定和如修订的所附权利要求书的范围内，可作出变动而不背离本发明在其方面中的范围和精神。尽管在本文中已就特定手段、材料和实施方案描述了本发明，但本发明无意限于本文中公开的细节；相反，本发明扩及例如在所附权利要求书的范围内的所有功能上相等的结构、方法和用途。

Claims (31)

1.耐侵蚀和耐CMAS涂层，其包括：

布置在热障涂层（TBC）上的提供低热导率的至少一个多孔垂直裂纹（PVC）涂层，所述热障涂层（TBC）包括MCrAlY的层，其中M代表Ni、Co或它们的组合；和

沉积在所述至少一个PVC涂层上的至少一个致密垂直裂纹（DVC）耐侵蚀和耐CMAS涂层。

2.权利要求1的涂层，其中所述至少一个DVC层是顶层。

3.权利要求1的涂层，其进一步包括布置在TBC和基底之间的至少一个粘结涂层。

4.权利要求1的涂层，其中所述基底是高温合金基底。

5.权利要求1的涂层，其中所述至少一个致密垂直裂纹（DVC）耐侵蚀和耐CMAS涂层包含与稀土氧化物混合的Re稳定的ZrO₂或HfO₂。

6.权利要求1的涂层，其中所述至少一个致密垂直裂纹（DVC）耐侵蚀和耐CMAS涂层包含与稀土硅酸盐混合的Re稳定的ZrO₂或HfO₂。

7.权利要求1的涂层，其中所述至少一个致密垂直裂纹（DVC）耐侵蚀和耐CMAS涂层包含与稀土铝酸盐混合的Re稳定的ZrO₂或HfO₂。

8.权利要求1的涂层，其中所述至少一个致密垂直裂纹（DVC）耐侵蚀和耐CMAS涂层包含与稀土铝酸盐或硅酸盐混合的Re稳定的ZrO₂或HfO₂。

9.权利要求1的涂层，其中所述至少一个致密垂直裂纹（DVC）耐侵蚀和耐CMAS涂层包含与碱性氧化物混合的Re稳定的ZrO₂或HfO₂。

10.权利要求1的涂层，其中所述至少一个致密垂直裂纹（DVC）耐侵蚀和耐CMAS涂层包含与锆酸钆混合的Re稳定的ZrO₂或HfO₂。

11.权利要求1的涂层，其中所述至少一个致密垂直裂纹（DVC）耐侵蚀和耐CMAS涂层包含以下两种或更多种的混合物：

与稀土氧化物混合的Re稳定的ZrO₂或HfO₂；

与稀土硅酸盐混合的Re稳定的ZrO₂或HfO₂；

与稀土铝酸盐混合的Re稳定的ZrO₂或HfO₂；

与稀土铝酸盐或硅酸盐混合的Re稳定的ZrO₂或HfO₂；

与碱性氧化物混合的Re稳定的ZrO₂或HfO₂；和

与锆酸钆混合的Re稳定的ZrO₂或HfO₂。

12.权利要求1的涂层，其中所述至少一个致密垂直裂纹（DVC）耐侵蚀和耐CMAS涂层包含全厚度垂直裂纹。

13.权利要求1的涂层，其中所述至少一个多孔垂直裂纹（PVC）涂层包含全厚度垂直裂纹。

14.布置在TBC涂布的基底上的耐侵蚀和耐CMAS涂层，其包括：

布置在所述TBC涂布的基底上的提供较低热导率的至少一个多孔垂直裂纹（PVC）热障涂层；和

沉积在所述至少一个PVC热障涂层上的致密垂直裂纹（DVC）耐侵蚀和耐CMAS涂料的顶层。

15.权利要求14的涂层，其进一步包括布置在TBC和基底之间的至少一个粘结涂层。

16.权利要求14的涂层，其中所述TBC包括至少一个MCrAlY层，其中M代表Ni、Co或它们的组合。

17.权利要求14的涂层，其中所述至少一个致密垂直裂纹（DVC）耐侵蚀和耐CMAS涂层包含与稀土氧化物混合的Re稳定的ZrO₂或HfO₂。

18.权利要求14的涂层，其中所述至少一个致密垂直裂纹（DVC）耐侵蚀和耐CMAS涂层包含与稀土硅酸盐混合的Re稳定的ZrO₂或HfO₂。

19.权利要求14的涂层，其中所述至少一个致密垂直裂纹（DVC）耐侵蚀和耐CMAS涂层包含与稀土铝酸盐混合的Re稳定的ZrO₂或HfO₂。

20.权利要求14的涂层，其中所述至少一个致密垂直裂纹（DVC）耐侵蚀和耐CMAS涂层包含与稀土铝酸盐或硅酸盐混合的Re稳定的ZrO₂或HfO₂。

21.权利要求14的涂层，其中所述至少一个致密垂直裂纹（DVC）耐侵蚀和耐CMAS涂层包含与碱性氧化物混合的Re稳定的ZrO₂或HfO₂。

22.权利要求14的涂层，其中所述至少一个致密垂直裂纹（DVC）耐侵蚀和耐CMAS涂层包含与锆酸钆混合的Re稳定的ZrO₂或HfO₂。

23.权利要求14的涂层，其中所述至少一个致密垂直裂纹（DVC）耐侵蚀和耐CMAS涂层包含以下两种或更多种的混合物：

与稀土氧化物混合的Re稳定的ZrO₂或HfO₂；

与稀土硅酸盐混合的Re稳定的ZrO₂或HfO₂；

与稀土铝酸盐混合的Re稳定的ZrO₂或HfO₂；

与稀土铝酸盐或硅酸盐混合的Re稳定的ZrO₂或HfO₂；

与碱性氧化物混合的Re稳定的ZrO₂或HfO₂；和

与锆酸钆混合的Re稳定的ZrO₂或HfO₂。

24.权利要求14的涂层，其中所述致密垂直裂纹（DVC）耐侵蚀和耐CMAS涂层的顶层包含全厚度垂直裂纹。

25.权利要求14的涂层，其中所述至少一个多孔垂直裂纹（PVC）涂层包含全厚度垂直裂纹。

26.布置在高温合金基底上的耐侵蚀和耐CMAS的陶瓷涂层，其包括：

粘结到基底上的MCrAlY的TBC涂层，其中M代表Ni、Co或它们的组合；

直接沉积在TBC涂层上的提供CTE缓和的多孔垂直裂纹（PVC）陶瓷涂层；和

直接沉积在PVC涂层上的致密垂直裂纹（DVC）耐侵蚀和耐CMAS涂层。

27.在TBC涂布的基底上等离子体喷涂耐侵蚀和耐CMAS涂层的方法，其包括：

在所述TBC涂布的基底上沉积至少一个提供较低热导率的多孔垂直裂纹（PVC）热障涂层；和

在所述至少一个PVC热障涂层上沉积致密垂直裂纹（DVC）耐侵蚀和耐CMAS涂料。

28.权利要求26的方法，其中所述TBC涂布的基底包括布置在TBC层和基底之间的至少一个粘结涂层。

29.权利要求27的方法，其中所述等离子体喷涂包括以下之一：

大气等离子体喷涂（APS）；

等离子体喷涂-物理气相沉积（PS-PVD）；或

悬浮等离子体喷涂（SPS）。

30.耐侵蚀和耐CMAS涂层，其包括：

布置在包括NiCrAlY层的热障涂层（TBC）上的提供低热导率的至少一个多孔垂直裂纹（PVC）涂层；和

沉积在所述至少一个PVC涂层上的至少一个致密垂直裂纹（DVC）耐侵蚀和耐CMAS涂层。

31.耐侵蚀和耐CMAS涂层，其包括：

布置在包括CoCrAlY层的热障涂层（TBC）上的提供低热导率的至少一个多孔垂直裂纹（PVC）涂层；和

沉积在所述至少一个PVC涂层上的至少一个致密垂直裂纹（DVC）耐侵蚀和耐CMAS涂层。

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