DE10335406A1 - Method of repairing thermal barrier coatings with local damage - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reparieren von Wärmedämmschichten mit auf der Oberfläche der Wärmedämmschicht vorhandenen lokalen Beschädigungen. Gemäß der Erfindung werden die lokalen Beschädigungen auf der Oberfläche der Wärmedämmschicht mittels elektrophoretischer Abscheidung von Wärmedämmschichtmaterial aufgefüllt.The invention relates to a method for repairing thermal barrier coatings with local damage present on the surface of the thermal barrier coating. According to the invention, the local damage on the surface of the thermal barrier coating is filled by means of electrophoretic deposition of thermal barrier coating material.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reparieren von Wärmedämmschichten mit lokalen Beschädigungen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruch 1.The The invention relates to a method for repairing thermal barrier coatings with local damage according to the generic term of claim 1.

Ein bekanntes Verfahren zur Reparieren von Wärmedämmschichten mit auf der Oberfläche der Wärmedämmschicht vorhandenen lokalen Beschädigungen wird in EP 1 197 585 A2 beschrieben. Auf ein Bauteil mit einer Wärmedämmschicht, welche lokale Beschädigungen aufweist, wird eine keramische Paste aufgetragen, wobei die keramische Paste dabei insbesondere in die lokalen Beschädigungen eingebracht wird. Die keramische Paste ist ein Gemisch aus keramischen Pulver, einem keramischen Bindemittel und einem Lösemittel. Mittels Aufheizen der keramischen Paste bildet sich eine sogenannte keramische Repairschicht, wobei das keramische Bindemittel eine Matrix bildet, in welcher die Partikel des keramischen Pulvers eingelagert sind.A known method for repairing thermal barrier coatings with local damage present on the surface of the thermal barrier coating is disclosed in US Pat EP 1 197 585 A2 described. On a component with a thermal barrier coating, which has local damage, a ceramic paste is applied, the ceramic paste is thereby introduced in particular in the local damage. The ceramic paste is a mixture of ceramic powder, a ceramic binder and a solvent. By means of heating the ceramic paste, a so-called ceramic repair layer is formed, wherein the ceramic binder forms a matrix in which the particles of the ceramic powder are embedded.

Ein Nachteil dieses Verfahrens ist, dass die Verbindungsstellen der keramischen Repairschicht mit der ursprünglichen Wärmedämmschicht eine ungenügende Standfestigkeit aufweist.One Disadvantage of this method is that the joints of the ceramic repair layer with the original thermal barrier coating insufficient stability having.

Es ist somit Aufgabe der Erfindung ein neues Verfahren anzugeben, mit dem es möglich ist, lokale Beschädigungen auf der Oberfläche einer Wärmedämmschicht mit hoher Standfestigkeit zu reparieren.It is therefore an object of the invention to provide a new method, with that is possible is, local damage on the surface a thermal barrier coating to repair with high stability.

Diese Aufgabe wird mit dem Verfahren gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführung der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.These Task is solved by the method according to claim 1. advantageous execution The invention are the subject of subclaims.

Gemäß der Erfindung werden die lokalen Beschädigungen auf der Oberfläche des Wärmedämmschicht mittels elektrophoretischer Abscheidung von Wärmedämmschichtmaterial aufgefüllt.According to the invention become the local damages on the surface the thermal barrier coating filled by means of electrophoretic deposition of thermal barrier coating material.

In dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die beschädigte Stelle, welche auch als Kaviation bezeichnet wird, in der Wärmedämmschicht vorteilhaft zunächst einem elektrochemischen Prozeß unterzogen. Vorteilhaft wird hierbei die Oberfläche der Wärmedämmschicht mittels Elektrolyse, wobei das mit der Wärmedämmschicht beschichtete Substrat auf positives Poten tial gelegt wird, mit reaktiven Sauerstoff, auch als nascierender Sauerstoff bezeichnet, konditioniert.In the method according to the invention will the damaged one Site, which is also referred to as Kaviation, in the thermal barrier coating advantageous initially subjected to an electrochemical process. Advantageously, the surface of the thermal barrier coating by means of electrolysis, doing that with the thermal barrier coating coated substrate is placed on positive pot tial, with reactive Oxygen, also called nascent oxygen, conditioned.

Anschließend wird umgepolt, d.h. das mit der Wärmedämmschicht beschichtete Substrat wird auf negatives Potential gelegt. Mittels elektrophoretischer Abscheidung von Wärmedämmschichtmaterial wird anschließend die mittels des elektrochemischen Prozesses vorbehandelten Kavitation mit Wärmedämmschichtmaterial aufgefüllt. Aufgrund des Feldverlaufs des anliegenden elektrischen Feldes wird ausschließlich die Kavitation mit einer hohen Gründichte aufgefüllt.Subsequently, will reversed, i. that with the thermal barrier coating coated substrate is placed on negative potential. through Electrophoretic deposition of thermal barrier coating material is then the Pre-treated by the electrochemical process cavitation with thermal barrier coating material refilled. Due to the field profile of the applied electric field is exclusively the Cavitation with a high green density refilled.

Vorteilhaft liegt für die Elektrophorese das Wärmedämmschichtmaterial als Pulversuspension vor, wobei es vorteilhaft nanoskalige Partikel enthält. Als Wärmedämmschichtmaterial kann z.B. Yttrium teilstabilisiertes Zirkonoxid (YSZ), Lanthan-Magnesium-Hexaaluminat oder ein Gemisch daraus verwendet werden.Advantageous is for the electrophoresis the thermal barrier coating material as a powder suspension, wherein it is advantageous nanoscale particles contains. When Thermal barrier coating material can e.g. Yttrium partially stabilized zirconia (YSZ), lanthanum magnesium hexaaluminate or a mixture thereof.

Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, dass mit der Elektrophorese in der Kavitation eine mit der unbeschädigten Wärmedämmschicht vergleichbare Struktur aufgebaut wird. Dadurch wird die Standfestigkeit des reparierten Bauteils erhöht.One Advantage of the method according to the invention is that with electrophoresis in cavitation one with the undamaged Thermal barrier comparable Structure is built. This will fix the stability of the repaired Component increases.

Ein weiterer Vorteil ist, dass mit dem erfindungsgemäßen Verfahren der abschließende Sinterprozeß bei niedrigen Temperaturen unterhalb 1000°C stattfinden kann.One Another advantage is that with the inventive method of the final sintering process at low Temperatures below 1000 ° C can take place.

Claims (9)

Verfahren zum Reparieren von Wärmedämmschichten mit auf der Oberfläche der Wärmedämmschicht vorhandenen lokalen Beschädigungen, dadurch gekennzeichnet, dass die lokalen Beschädigungen auf der Oberfläche der Wärmedämmschicht mittels elektrophoretischer Abscheidung von Wärmedämmschichtmaterial aufgefüllt werden.Method for repairing thermal barrier coatings with local damage present on the surface of the thermal barrier coating, characterized in that the local damage on the surface of the thermal barrier coating is filled by means of electrophoretic deposition of thermal barrier coating material. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor der elektrophoretischen Abscheidung von Wärmedämmschichtmaterial die Oberfläche der Wärmedämmschicht in einem elektrochemischen Prozeß, wobei das Substrat auf das die Wärmedämmschicht aufgebracht ist auf positives Potential gelegt wird, mit reaktiven Sauerstoff konditioniert wird.Method according to claim 1, characterized in that that before the electrophoretic deposition of thermal barrier coating material the surface the thermal barrier coating in an electrochemical process, wherein the substrate is placed on the the thermal barrier coating applied is placed on positive potential, with reactive Oxygen is conditioned. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur elektrophoretischen Abscheidung von Wärmedämmschichtmaterial das Substrat auf das die Wärmedämmschicht aufgebracht ist auf negatives Potential gelegt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that for the electrophoretic deposition of thermal barrier coating material the substrate on the thermal barrier coating applied is put on negative potential. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Elektrophorese die Wärmedämmschicht gesintert wird.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that after the electrophoresis, the thermal barrier coating is sintered. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mittels Elektrophorese in die lokalen Beschädigungen einzubringende Wärmedämmschichtmaterial pulverförmig ist.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that by means of electrophoresis in the local damage thermal insulation layer material to be introduced is powdery. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mittels Elektrophorese in die lokalen Beschädigungen einzubringende Wärmedämmschichtmaterial mit Yttrium teilstabilisiertes Zirkonoxid, Lanthan-Magnesium-Hexaaluminat oder ein Gemisch daraus ist.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that by means of electrophoresis in the local damage thermal insulation layer material to be introduced yttrium partially stabilized zirconia, lanthanum magnesium hexaaluminate or a mixture of these is. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das in die lokalen Beschädigungen einzubringende Wärmedämmschichtmaterial nanoskalige Partikel enthält.Method according to claim 5 or 6, characterized that in the local damage thermal insulation layer material to be introduced contains nanoscale particles. Verfahren nach einem der Ansprüche 5–7, dadurch gekennzeichnet, dass das mittels Elektrophorese in die lokalen Beschädigungen einzubringende Wärmedämmschichtmaterial in einer Pulversuspension vorliegt.Method according to one of claims 5-7, characterized that by means of electrophoresis into local damages thermal insulation layer material to be introduced present in a powder suspension. Verwendung eines Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche zur Reparatur von Fluggasturbinen.Use of a method according to one of the preceding claims for the repair of aircraft gas turbines.
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