CN114466949A - 陶瓷涂层、涡轮构件及燃气轮机 - Google Patents

陶瓷涂层、涡轮构件及燃气轮机 Download PDF

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Abstract

本发明的至少一实施方式的陶瓷涂层具备：粘结涂层，其形成于基材上；以及陶瓷层，其形成于粘结涂层上。陶瓷层具有和该陶瓷层与粘结涂层的界面接触的第一区域、以及比第一区域远离界面的第二区域。在陶瓷层的沿着厚度方向的剖面中，陶瓷层内的两个以上的龟裂交叉的龟裂交叉点的每单位面积的数量在第一区域比第二区域多。

Description

陶瓷涂层、涡轮构件及燃气轮机
技术领域
本发明涉及陶瓷涂层、涡轮构件及燃气轮机。
本申请基于2020年3月30日在日本专利局申请的日本特愿2020-059326号而主张优先权，并将其内容援引于此。
背景技术
在燃气轮机中，为了提高其效率，将使用的气体的温度设定得较高。对于暴露于这样的高温气体的动叶、静叶这样的涡轮构件，在其表面实施有热障涂层(Thermal BarrierCoating：TBC)。热障涂层是指在作为被喷镀物的涡轮构件的表面通过喷镀而覆盖有导热率小的喷镀材料(例如导热率小的陶瓷系材料)。通过在表面形成热障涂层，从而暴露在高温及高压的环境下的高温构件的温度下降，耐久性提高(参照专利文献1)。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第5602156号公报
发明内容
发明要解决的课题
燃气轮机通常较多地反复进行起动、停止，因此对于热障涂层(陶瓷涂层)，除了要求隔热性等之外，还要求热循环耐久性。
鉴于上述情况，本发明的至少一实施方式的目的在于提高热障涂层的热循环耐久性。
用于解决课题的方案
(1)本发明的至少一实施方式的陶瓷涂层具备：
粘结涂层，其形成于基材上；以及
陶瓷层，其形成于所述粘结涂层上，
所述陶瓷层具有和所述陶瓷层与所述粘结涂层的界面接触的第一区域、以及比所述第一区域远离所述界面的第二区域，
在所述陶瓷层的沿着厚度方向的剖面中，所述陶瓷层内的两个以上的龟裂交叉的龟裂交叉点的每单位面积的数量在所述第一区域比所述第二区域多。
(2)本发明的至少一实施方式的涡轮构件具有上述(1)的结构的陶瓷涂层。
(3)本发明的至少一实施方式的燃气轮机具有上述(2)的结构的涡轮构件。
发明效果
根据本发明的至少一实施方式，能够提高陶瓷涂层的热循环耐久性。
附图说明
图1是具备一实施方式的陶瓷涂层的涡轮构件的剖面的示意图。
图2是具备另一实施方式的陶瓷涂层的涡轮构件的剖面的示意图。
图3是示意性地示出涡轮构件的界面附近的剖面的图。
图4是示出龟裂交叉点的每单位面积的数量为15000个/mm2以上且35000个/mm2以下时的陶瓷层的剖面的图的一例。
图5是示出龟裂交叉点的每单位面积的数量小于15000个/mm2时的陶瓷层的剖面的图的一例。
图6是示出试验片的热循环耐久性的例子的柱状图。
图7是具备又一实施方式的陶瓷涂层的涡轮构件的剖面的示意图。
图8是燃气轮机动叶的立体图。
图9是燃气轮机静叶的立体图。
图10是分割环的立体图。
图11是示意性地示出一实施方式的燃气轮机的局部剖面结构的图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的几个实施方式进行说明。其中，作为实施方式所记载的或附图中所示的构成部件的尺寸、材质、形状、其相对配置等并不旨在将本发明的范围限定于此，而只不过是说明例。
例如，“在某一方向上”、“沿着某一方向”、“平行”、“正交”、“中心”、“同心”或者“同轴”等表示相对或绝对的配置的表述不仅表示严格意义上这样的配置，还表示具有公差、或者可得到相同功能的程度的角度、距离而相对位移了的状态。
例如，“相同”、“相等”以及“均质”等表示事物相等的状态的表述不仅表示严格相等的状态，也表示存在公差、或者可得到相同功能的程度的差异的状态。
例如，四边形状、圆筒形状等表示形状的表述不仅表示几何学上严格意义的四边形状、圆筒形状等形状，也表示在可得到相同效果的范围内包含凹凸部、倒角部等的形状。
另一方面，“具备”、“含有”、“配备”、“包括”或者“具有”一个构成要素这样的表述不是将其他构成要素的存在排除在外的排他性表述。
(陶瓷涂层10)
图1是具备一实施方式的陶瓷涂层10的涡轮构件3的剖面的示意图。图2是具备另一实施方式的陶瓷涂层10的涡轮构件3的剖面的示意图。图7是具备又一实施方式的陶瓷涂层10的涡轮构件3的剖面的示意图。
在以下说明的几个实施方式中，作为陶瓷涂层10的一例，对用于涡轮构件3的隔热的热障涂层进行说明。
如图1、图2及图7所示，在几个实施方式中，在后述的燃气轮机6的动叶4、静叶5等涡轮构件3的耐热基材(母材)11上依次形成有金属结合层(粘结涂层)12以及作为热障涂层的陶瓷层15。即，如图1及图2所示，在几个实施方式中，陶瓷涂层10是热障涂层(ThermalBarrier Coating：TBC)层，包含陶瓷层15。
粘结涂层12由MCrAlY合金(M表示Ni、Co、Fe等金属元素或它们当中的两种以上的组合)等构成。
几个实施方式的陶瓷层15可以由ZrO2系的材料、例如用Y2O3部分稳定化或完全稳定化后的ZrO2即YSZ(氧化钇稳定化氧化锆)构成。
(关于龟裂交叉点33的多少与剥离龟裂的扩展抑制效果的关系)
如图1及图2所示，在几个实施方式中，陶瓷层15具有与和粘结涂层12的界面17接触的第一区域151、以及比第一区域151远离界面17的第二区域152。
在图2所示的另一实施方式的陶瓷涂层10中，陶瓷层15具有比第二区域152远离界面17的第三区域153。
在几个实施方式中，在陶瓷层15的沿着厚度方向的剖面中，陶瓷层15内的两个以上的龟裂交叉的龟裂交叉点33(参照图3)的每单位面积的数量在第一区域151比第二区域152多。这是为了如下详细说明那样抑制陶瓷层15中的剥离龟裂的扩展。
图3是示意性地示出图1及图2所示的涡轮构件3的界面17附近的剖面的图。需要说明的是，在图3中，用椭圆形来模拟示出后述的层片(splat)30的形状。因此，虽然在相邻的椭圆彼此之间存在间隙，但实际上也可以几乎不存在该间隙。
由于耐热基材11与陶瓷层15的线膨胀系数不同，因此由于温度的变化而在耐热基材11及陶瓷层15中作用热应力。因此，若反复进行耐热基材11及陶瓷层15的加热和冷却，则主要在陶瓷层15的界面17附近，有可能产生龟裂在沿着界面17的方向上延伸的横向裂纹(剥离龟裂)37。即，与第二区域152相比，在第一区域151中容易产生剥离龟裂37。若该剥离龟裂37的长度变长，则陶瓷层15有可能从耐热基材11剥离而脱落。需要说明的是，在图3中，用粗实线示意性地示出剥离龟裂37。
例如，在通过喷镀形成陶瓷层15的情况下，反复进行喷镀材料在粘结涂层12上碰撞而扁平化并固化，从而层叠扁平化的颗粒(层片)30而生成喷镀覆膜、即陶瓷层15。
另外，通常，在陶瓷层15中存在多个微小的龟裂31。该微小的龟裂31包括喷镀材料在粘结涂层12上碰撞而扁平化并固化的过程中层片30所产生的龟裂、相邻的层片30彼此的边界所残留的龟裂等。也有时这些微小的龟裂31的两个以上以交叉的方式存在，在以下的说明中，将这些微小的龟裂31的两个以上交叉的交叉点称为龟裂交叉点33。
需要说明的是，上述微小的龟裂31的长度大致为5μm至100μm左右。
如上所述，在龟裂交叉点33处两个以上的龟裂31交叉，因此龟裂31以龟裂交叉点33为中心向3个方向以上延伸。即，在每单位体积的龟裂交叉点33的数量较多的区域中，有较小的龟裂31呈网格状存在的倾向。需要说明的是，存在如下倾向：每单位体积的龟裂交叉点33的数量越多，则例如在陶瓷涂层10的沿着厚度方向的剖面中出现的龟裂交叉点33的每单位面积的数量越多。
受到热应力的影响而产生上述的剥离龟裂37，若由剥离龟裂37引起的龟裂到达龟裂交叉点33、与龟裂交叉点33相连的龟裂31，则使由剥离龟裂37引起的龟裂扩展的能量沿着在龟裂交叉点33处交叉的多个龟裂31传递而被分散。由此，抑制由剥离龟裂37引起的龟裂的扩展。
因此，根据图1及图2所示的几个实施方式，龟裂交叉点33的每单位面积的数量在第一区域151比第二区域152多，因此在第一区域151中，与第二区域152相比，由剥离龟裂37引起的龟裂的扩展被抑制。因此，在与第二区域152相比容易产生剥离龟裂37的第一区域151中，能够有效地抑制由剥离龟裂37引起的龟裂的扩展，能够提高陶瓷涂层10的热循环耐久性。
(关于龟裂交叉点33的数量)
在图1及图2所示的几个实施方式中，第一区域151中的龟裂交叉点33的每单位面积的数量可以为15000个/mm2以上且35000个/mm2以下。
发明人等进行了深入研究，结果确认到，若第一区域151中的龟裂交叉点33的每单位面积的数量小于15000个/mm2，则几乎得不到提高陶瓷涂层10的热循环耐久性的效果。另外，确认到若龟裂交叉点33的每单位面积的数量超过35000个/mm2，则第一区域151的强度有可能降低。
因此，通过将第一区域151中的龟裂交叉点33的每单位面积的数量设为上述的范围内，能够在抑制陶瓷层15的强度降低的同时抑制剥离龟裂37的扩展。
图4是示出龟裂交叉点33的每单位面积的数量为15000个/mm2以上且35000个/mm2以下时的陶瓷层15的剖面的图的一例。
图5是示出龟裂交叉点33的每单位面积的数量小于15000个/mm2时的陶瓷层15的剖面的图的一例。
在图4及图5中，图示出粘结涂层12的一部分以及陶瓷层15中的第一区域151的一部分。
在图4及图5中，对存在于由虚线包围的矩形的区域141内的龟裂交叉点33的位置标注了黑圆点。另外，在图4及图5中，由实线包围的空白的区域为气孔143。
在图4所示的例子中，龟裂交叉点33的每单位面积的数量约为26300个/mm2。另外，在图5所示的例子中，龟裂交叉点33的每单位面积的数量约为11100个/mm2。
需要说明的是，龟裂交叉点33的每单位面积的数量如下那样求出。
例如，对陶瓷层15的剖面进行研磨，拍摄通过电子显微镜观察到的像。在本说明书中，在求出龟裂交叉点33的每单位面积的数量时，将观察倍率设为1000倍，拍摄不同的3个部位的像。并且，在通过拍摄得到的不同的3个部位的组织的照片(例如图4)中，分别设定图4所示那样的计测龟裂交叉点33的数量的区域141，例如通过目视来计测各区域141内的龟裂交叉点33的数量。然后，通过将不同的3个部位的组织的照片中的区域141内的龟裂交叉点33的数量除以区域141的面积，来求出关于不同的3个部位的组织的照片各自的龟裂交叉点33的每单位面积的数量。将这样求出的3个部位的龟裂交叉点33的每单位面积的数量的平均值设为该组织中的龟裂交叉点33的每单位面积的数量。
图6是示出试验片的热循环耐久性的例子的柱状图。在图6中，纵轴表示直至形成在粘结涂层上的陶瓷层产生剥离为止的循环数。用于试验的试验片A至试验片C分别是在粘结涂层上依次形成有粘结涂层和陶瓷层的试验片。
试验片A是形成有具有与图5所示的剖视图中的龟裂交叉点33的每单位面积的数量同等(约11000个/mm2)的组织的陶瓷层的试验片。
在试验片A中，直至陶瓷层产生剥离为止的循环数超过判定为实质上不产生剥离的次数。
试验片B与试验片A同样地，是形成有具有与图5所示的剖视图中的龟裂交叉点33的每单位面积的数量同等(约11000个/mm2)的组织的陶瓷层的试验片。在试验片B中，为了实现隔热性的提高，陶瓷层的厚度比试验片A厚，其厚度为试验片A的1.2～2倍左右。
在试验片B中，陶瓷层早期剥离。
即，为了实现隔热性的提高而仅使陶瓷层的厚度变厚的话，陶瓷层的热循环耐久性降低。
试验片C是形成有具有与图4所示的剖视图中的龟裂交叉点33的每单位面积的数量同等(约25000个/mm2)的组织的陶瓷层的试验片。在试验片C中，为了实现隔热性的提高，陶瓷层的厚度比试验片A厚，其厚度为试验片A的1.2～2倍左右。
在试验片C中，直至陶瓷层产生剥离为止的循环数超过判定为实质上不产生剥离的次数。
即，即使为了实现隔热性的提高而使陶瓷层的厚度变厚，通过增加陶瓷层中的龟裂交叉点33的数量，也能够改善陶瓷层的热循环耐久性。
在图1及图2所示的几个实施方式中，第一区域151中的龟裂交叉点33的每单位面积的数量可以是第二区域152中的龟裂交叉点的每单位面积的数量的1.2倍以上且3倍以下。
发明人等进行了深入研究，结果确认到，若第一区域151中的龟裂交叉点33的每单位面积的数量小于第二区域152中的龟裂交叉点33的每单位面积的数量的1.2倍，则提高陶瓷涂层10的热循环耐久性的效果有可能减弱。另外，确认到若第一区域151中的龟裂交叉点33的每单位面积的数量超过第二区域152中的龟裂交叉点33的每单位面积的数量的3倍，则第一区域151的强度有可能降低。
因此，根据图1及图2所示的几个实施方式，能够在抑制陶瓷层15的强度降低的同时抑制剥离龟裂37的扩展。
(关于第一区域151的厚度)
在图1及图2所示的几个实施方式中，第一区域的厚度t1可以为20μm以上。
发明人等进行了深入研究，结果是，若第一区域151的厚度小于20μm，则在第二区域152中也产生剥离龟裂37，热循环耐久性有可能降低。
因此，根据图1及图2所示的几个实施方式，能够提高陶瓷涂层10的热循环耐久性。
在图1及图2所示的几个实施方式中，第一区域151的厚度可以为第一区域151与第二区域152的厚度之和的3％以上。
发明人等进行了深入研究，结果确认到，若第一区域151的厚度t1小于第一区域151的厚度t1与第二区域152的厚度t2之和(t1+t2)的3％，则几乎得不到提高陶瓷涂层10的热循环耐久性的效果。
因此，根据图1及图2所示的几个实施方式，能够在确保隔热性的同时抑制剥离龟裂37的扩展。
需要说明的是，陶瓷层15的厚度没有特别限定，为0.1mm以上且1mm以下等。
(关于气孔率)
在图1及图2所示的几个实施方式中，第一区域151的气孔率可以比第二区域152的气孔率小。
若剥离龟裂37到达气孔143，则相当于剥离龟裂37扩展了与气孔143的大小相应的量。另外，即使剥离龟裂37到达气孔143，只要在该气孔143未连结有多个剥离龟裂37以外的龟裂31，则也无法分散使剥离龟裂37扩展的能量。
因此，根据图1及图2所示的几个实施方式，第一区域151的气孔率小于第二区域152的气孔率，因此，在第一区域151中，与第二区域152相比，剥离龟裂37的扩展得到抑制。
需要说明的是，气孔率定义为陶瓷层15的剖面中的气孔143的面积的比例，是将气孔143的面积除以剖面的面积而得到的值以百分率表示的值。具体而言，如下那样求出气孔率。例如，对陶瓷层15的剖面进行研磨，拍摄通过光学显微镜、电子显微镜观察到的像。在本说明书中，在求出气孔率时，将观察倍率设为100倍，拍摄不同的3个部位的像。每一个部位的观察视野的面积约为0.5平方毫米。然后，对通过拍摄得到的不同的3个部位的组织的照片(例如图4)分别进行二值化处理，从而能够分别提取气孔部(空隙部)和覆膜部。然后，根据将不同的3个部位的像进行二值化而得到的图像分别计算气孔部的面积和覆膜部的面积，将气孔部的面积除以气孔部与覆膜部的面积之和即剖面的面积而分别计算气孔率。或者，根据二值化后的图像分别计算气孔部的面积和剖面的面积，将气孔部的面积除以剖面的面积而分别计算气孔率。将这样求出的3个部位的气孔率的平均值作为该组织的气孔率。
在图1及图2所示的几个实施方式中，第一区域151的气孔率可以为3％以上且40％以下。
发明人等进行了深入研究，结果发现，为了使第一区域151的气孔率小于3％，例如如利用化学蒸镀法形成的涂层那样，需要具备腔室的大型装置。另外，若使第一区域151的气孔率超过10％，则陶瓷层15与粘结涂层12的密合性有可能变得不充分。
因此，根据图1及图2所示的几个实施方式，能够较容易地得到耐久性高的陶瓷涂层10。
(关于第三区域153)
在图2所示的另一实施方式的陶瓷涂层10中，如上所述，陶瓷层15具有比第二区域152远离界面17的第三区域153。在图2所示的另一实施方式的陶瓷涂层10中，第三区域153的气孔率可以小于第二区域152的气孔率。
根据图2所示的另一实施方式，能够通过第二区域152来确保陶瓷涂层的隔热性，同时能够通过具有比第二区域152的气孔率小且致密的组织的第三区域153来抑制例如燃烧气体所包含的腐蚀性物质的浸透。由此，能够抑制陶瓷涂层10的劣化而提高陶瓷涂层10的耐久性。
(关于又一实施方式)
如上所述，图7所示的又一实施方式的陶瓷涂层10具备形成在粘结涂层12上的陶瓷层15。在图7所示的又一实施方式中，在陶瓷层15的沿着厚度方向的剖面中，在距离与粘结涂层12的界面17至少100μm以内的区域(基材侧区域)154中，两个以上的龟裂31交叉的龟裂交叉点33的每单位面积的数量可以为15000个/mm2以上且35000个/mm2以下。
与上述的图1及图2所示的几个实施方式同样地，若基材侧区域154中的龟裂交叉点33的每单位面积的数量小于15000个/mm2，则几乎得不到提高陶瓷涂层10的热循环耐久性的效果。另外，若龟裂交叉点33的每单位面积的数量超过35000个/mm2，则基材侧区域154的强度有可能降低。
因此，通过将基材侧区域154中的龟裂交叉点33的每单位面积的数量设为15000个/mm2以上且35000个/mm2以下，能够在抑制陶瓷层15的强度降低的同时抑制剥离龟裂37的扩展。
在图7所示的又一实施方式中，基材侧区域154中的气孔率可以为3％以上且40％以下。
如上所述，为了使基材侧区域154的气孔率小于3％，例如如利用化学蒸镀法形成的涂层那样，需要具备腔室的大型装置。另外，若使基材侧区域154的气孔率超过40％，则陶瓷层15与粘结涂层12的密合性有可能变得不充分。
因此，根据图7所示的又一实施方式，能够较容易地得到耐久性高的陶瓷涂层10。
(涡轮构件及燃气轮机)
上述的几个实施方式的陶瓷涂层10应用于工业用燃气轮机的动叶、静叶、或者燃烧器的内筒、尾筒、分割环等高温部件是有用的。另外，不限于工业用燃气轮机，也能够应用于机动车、喷气式飞机等的发动机的高温部件的热障涂层膜。通过在这些构件设置上述的几个实施方式的热障涂层，从而能够构成耐腐蚀性及热循环耐久性优异的燃气轮机叶片、高温部件。
图8至10是示出能够应用上述的几个实施方式的陶瓷涂层10的涡轮构件3的结构例的立体图。图11是示意性地示出一实施方式的燃气轮机6的局部剖面结构的图。作为能够应用上述的几个实施方式的陶瓷涂层10的涡轮构件的结构例，能够举出图8所示的燃气轮机动叶4、图9所示的燃气轮机静叶5、图10所示的分割环7、以及图11所示的燃气轮机6的燃烧器8。图8所示的燃气轮机动叶4构成为具备固定于盘构件侧的楔形榫41、平台42、叶片部43等。另外，图9所示的燃气轮机静叶5构成为具备内护罩51、外护罩52、叶片部53等，在叶片部53形成有密封翅片冷却孔54、狭缝55等。
图10所示的分割环7是将环状的构件沿周向分割了的构件，在燃气轮机动叶4的外侧配置有多个，且保持于涡轮62的壳体。在图10所示的分割环7形成有冷却孔71。图11所示的燃气轮机6所具备的燃烧器8作为套筒而具有内筒81和尾筒82。
接着，以下参照图11对能够应用上述的涡轮构件3的燃气轮机6进行说明。图11是示意性地示出一实施方式的燃气轮机6的局部剖面结构的图。该燃气轮机6具备相互直接连结的压缩机61和涡轮62。压缩机61例如构成为轴流压缩机，将大气或规定的气体作为工作流体从吸入口吸入并使其升压。在该压缩机61的排出口连接有燃烧器8，从压缩机61排出的工作流体被燃烧器8加热至规定的涡轮入口温度。并且，升温至规定温度后的工作流体被供给至涡轮62。如图11所示，在涡轮62的壳体内部设置有多级上述的燃气轮机静叶5。另外，上述的燃气轮机动叶4以与各静叶5形成一组级的方式安装于主轴64。主轴64的一端与压缩机61的旋转轴65连接，在其另一端连接有未图示的发电机的旋转轴。
根据这样的结构，如果从燃烧器8向涡轮62的壳体内供给高温高压的工作流体，则工作流体在壳体内膨胀，从而主轴64旋转，与该燃气轮机6连接的未图示的发电机被驱动。即，通过固定于壳体的各静叶5使压力降下，由此产生的动能经由安装于主轴64的各动叶4转换为旋转转矩。然后，产生的旋转转矩向主轴64传递，驱动发电机。
通常，燃气轮机动叶所使用的材料是耐热合金(例如IN738LC＝IncoLtd.的市售的合金材料)，燃气轮机静叶所使用的材料同样是耐热合金(例如IN939＝Inco Ltd.的市售的合金材料)。即，构成涡轮叶片的材料使用在上述的几个实施方式的热障涂层中能够用作耐热基材11的耐热合金。因此，如果将上述的几个实施方式的陶瓷涂层10应用于这些涡轮叶片，则能够得到隔热效果、耐腐蚀性及耐久性优异的涡轮叶片，因此能够在更高的温度环境下使用，能够实现长寿命的涡轮叶片。另外，能够在更高的温度环境中应用是指提高工作流体的温度，由此也能够提高燃气轮机效率。
这样，几个实施方式的涡轮构件3具有上述的几个实施方式的陶瓷涂层10，因此能够提高陶瓷涂层10的热循环耐久性，能够提高涡轮构件3的耐久性。
另外，几个实施方式的燃气轮机6具有上述涡轮构件3，因此能够提高燃气轮机6中的涡轮构件3的耐久性。
本发明并不限定于上述的实施方式，也包括对上述的实施方式施加了变形而得的方式、将这些方式适当组合而得的方式。
(1)本发明的至少一实施方式的陶瓷涂层10具备形成于基材(耐热基材11)上的粘结涂层12、以及形成于粘结涂层12上的陶瓷层15。陶瓷层15具有和该陶瓷层15与粘结涂层12的界面17接触的第一区域151、以及比第一区域151远离界面17的第二区域152。在陶瓷层15的沿着厚度方向的剖面中，陶瓷层15内的两个以上的龟裂31交叉的龟裂交叉点33的每单位面积的数量在第一区域151比第二区域152多。
根据上述(1)的结构，龟裂交叉点33的每单位面积的数量在第一区域151比第二区域152多，因此，如上所述，在第一区域151中，与第二区域152相比，剥离龟裂37的扩展得到抑制。因此，在与第二区域152相比容易产生剥离龟裂37的第一区域151中，能够有效地抑制剥离龟裂37的扩展，能够提高陶瓷涂层10的热循环耐久性。
(2)在几个实施方式中，在上述(1)的结构的基础上，第一区域151中的龟裂交叉点33的每单位面积的数量为15000个/mm2以上且35000个/mm2以下。
根据上述(2)的结构，能够抑制陶瓷层15的强度降低，并且能够抑制剥离龟裂37的扩展。
(3)在几个实施方式中，在上述(2)的结构的基础上，第一区域151的厚度为30μm以上。
根据上述(3)的结构，能够提高热循环耐久性。
(4)在几个实施方式中，上述(1)至(3)中任一结构的基础上，第一区域151中的龟裂交叉点33的每单位面积的数量为第二区域152中的龟裂交叉点33的每单位面积的数量的1.2倍以上且3倍以下。
根据上述(4)的结构，能够在抑制陶瓷层的强度降低的同时抑制剥离龟裂37的扩展。
(5)在几个实施方式中，上述(1)至(4)中任一结构的基础上，第一区域151的气孔率小于第二区域152的气孔率。
根据上述(5)的结构，第一区域151的气孔率小于第二区域152的气孔率，因此，在第一区域151中，与第二区域152相比剥离龟裂37的扩展得到抑制。
(6)在几个实施方式中，在上述(5)的结构的基础上，第一区域151的气孔率为3％以上且40％以下。
根据上述(6)的结构，能够较容易地得到耐久性高的陶瓷涂层10。
(7)在几个实施方式中，在上述(5)或(6)的结构的基础上，第一区域151的厚度t1为第一区域151与第二区域152的厚度之和(t1+t2)的3％以上。
根据上述(7)的结构，能够确保隔热性，并且能够抑制剥离龟裂37的扩展。
(8)在几个实施方式中，上述(5)至(7)中任一结构的基础上，陶瓷层15具有比第二区域152远离界面17的第三区域153。第三区域153的气孔率小于第二区域152的气孔率。
根据上述(8)的结构，能够通过第二区域152来确保陶瓷涂层10的隔热性，并且通过第三区域153来抑制腐蚀性物质的浸透。
(9)本发明的至少一实施方式的陶瓷涂层10具备形成于基材上的粘结涂层12、以及形成于粘结涂层12上的陶瓷层15。在陶瓷层15的沿着厚度方向的剖面中，在距该陶瓷层15与粘结涂层12的界面17至少100μm以内的区域(基材侧区域)154中，两个以上的龟裂31交叉的龟裂交叉点33的每单位面积的数量为15000个/mm2以上且35000个/mm2以下。
根据上述(9)的结构，能够在抑制陶瓷层15的强度降低的同时抑制剥离龟裂37的扩展。
(10)在几个实施方式中，在上述(9)的结构的基础上，上述区域(基材侧区域)154中的气孔率为3％以上且40％以下。
根据上述(10)的结构，能够较容易地得到耐久性高的陶瓷涂层10。
(11)本发明的至少一实施方式的涡轮构件3具有上述(1)至(10)中任一结构的陶瓷涂层10。
根据上述(11)的结构，能够提高陶瓷涂层10的热循环耐久性，能够提高涡轮构件3的耐久性。
(12)本发明的至少一实施方式的燃气轮机6具有上述(11)的结构的涡轮构件3。
根据上述(12)的结构，能够提高燃气轮机6中的涡轮构件3的耐久性。
附图标记说明：
3...涡轮构件；
6...燃气轮机；
10...陶瓷涂层；
11...耐热基材(母材)；
12...金属结合层(粘结涂层)；
15...陶瓷层；
17...界面；
31...龟裂；
33...龟裂交叉点；
37...横向裂纹(剥离龟裂)；
151...第一区域；
152...第二区域；
153...第三区域。

Claims (12)

1.一种陶瓷涂层，其中，
所述陶瓷涂层具备：
粘结涂层，其形成于基材上；以及
陶瓷层，其形成于所述粘结涂层上，
所述陶瓷层具有和所述陶瓷层与所述粘结涂层的界面接触的第一区域、以及比所述第一区域远离所述界面的第二区域，
在所述陶瓷层的沿着厚度方向的剖面中，所述陶瓷层内的两个以上的龟裂交叉的龟裂交叉点的每单位面积的数量在所述第一区域比所述第二区域多。
2.根据权利要求1所述的陶瓷涂层，其中，
所述第一区域中的所述龟裂交叉点的每单位面积的数量为15000个/mm2以上且35000个/mm2以下。
3.根据权利要求2所述的陶瓷涂层，其中，
所述第一区域的厚度为20μm以上。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的陶瓷涂层，其中，
所述第一区域中的所述龟裂交叉点的每单位面积的数量为所述第二区域中的所述龟裂交叉点的每单位面积的数量的1.2倍以上且3倍以下。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的陶瓷涂层，其中，
所述第一区域的气孔率小于所述第二区域的气孔率。
6.根据权利要求5所述的陶瓷涂层，其中，
所述第一区域的气孔率为3％以上且40％以下。
7.根据权利要求5或6所述的陶瓷涂层，其中，
所述第一区域的厚度为所述第一区域与所述第二区域的厚度之和的3％以上。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的陶瓷涂层，其中，
所述陶瓷层具有比所述第二区域远离所述界面的第三区域，
所述第三区域的气孔率小于所述第二区域的气孔率。
9.一种陶瓷涂层，其中，
所述陶瓷涂层具备：
粘结涂层，其形成于基材上；以及
陶瓷层，其形成于所述粘结涂层上，
在所述陶瓷层的沿着厚度方向的剖面中，在距所述陶瓷层与所述粘结涂层的界面至少100μm以内的区域中，两个以上的龟裂交叉的龟裂交叉点的每单位面积的数量为15000个/mm2以上且35000个/mm2以下。
10.根据权利要求9所述的陶瓷涂层，其中，
所述区域中的气孔率为3％以上且40％以下。
11.一种涡轮构件，其中，
所述涡轮构件具有权利要求1至10中任一项所述的陶瓷涂层。
12.一种燃气轮机，其中，
所述燃气轮机具有权利要求11所述的涡轮构件。
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