DE60018132T2

DE60018132T2 - Werkstück mit modulierbarer Hochtemperaturbeschichtung

Info

Publication number: DE60018132T2
Application number: DE60018132T
Authority: DE
Inventors: William Randolph Rising Sun Stowell; Ching-Pang Cincinnati Lee; John Frederick Laramie Ackerman; Georg Albert Wester Chester Durgin
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1999-07-13
Filing date: 2000-07-12
Publication date: 2006-04-06
Anticipated expiration: 2020-07-13
Also published as: US6207295B1; DE60018132D1; EP1069205B1; JP2001081577A; EP1069205A1

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf den Überzugsschutz von Komponenten oder Gegenständen bzw. Werkstücken für Vorrichtungen zum Erzeugen von Energie und mehr im Besonderen auf die Verringerung der Hitzebelastung und Beständigkeit gegen Oberflächenabbau von Komponenten.
Eine Art Energie erzeugender Vorrichtung mit einem Abschnitt, der bei hohen Temperaturen betrieben wird, ist das Gasturbinen-Triebwerk. Mit Fortschreiten der Gasturbinen-Triebwerkstechnologie überstiegen erwünschte Betriebsbedingungen in den heißen Betriebsabschnitten des Triebwerkes die Temperaturfähigkeit der Legierungen, aus denen die Triebwerks-Komponenten hergestellt waren. Im Allgemeinen werden solche in der Hitze betriebenen Komponenten aus Materialien hergestellt, die häufig als Hochtemperatur-Superlegierungen bezeichnet werden und in erster Linie auf Ni oder Co oder beiden beruhen.
Es werden im Stande der Technik im weiten Maße innere Luftkühlungs-Durchgänge im Inneren der Komponente benutzt, die mit der Oberfläche verbundene Luftkühlungs-Auslassöffnungen aufweisen. Diese Anordnung vermindert die Hitzebelastung der Komponente und gestattet die Ausführung einer äußeren Oberflächen-Filmkühlung. Ein Beispiel einer Luft gekühlten Gasturbinen-Triebwerkskomponente in Form einer Schaufel ist in der US-PS 5,503,527 – Lee et al. (patentiert am 2. April 1996) beschrieben. Die Benutzung von Triebwerksluft zur Luftkühlung erfolgt jedoch auf Kosten des Leistungsfähigkeits-Potentials und kann dieses vermindern. Es ist daher erwünscht, einen Teil der Hitzelast der Komponente anders als durch Benutzung von Kühlluft zu vermindern.
Eine Quelle der Wärmeenergie, die auf eine Komponente wirkt, wie in den Turbinen- und Auslassabschnitten eines Gasturbinen-Triebwerkes ist Strahlungs-Wärmeenergie von einem stromaufwärts gelegenen Brenner. Eine solche Energie befindet sich in einem Frequenzbereich, der die Substrat-Temperatur und die Wärmelast des Gegenstandes erhöht und die Lebensdauer des Gegenstandes vermindern kann. Ein auf ein Substrat aufgebrachter Mehrschicht-Überzug, der die Wärmeenergie von der Komponenten-Oberfläche weg reflektiert, wurde als die Wärmebelastung des Gegenstandes vermindernd beschrieben. Ein solcher Überzug ist in der US-PS 5,851,679 – Stowell et al. (patentiert am 22. Dezember 1998) beschrieben.
Zusätzlich zu solchen Wärmebelastungs-Problemen einer Gasturbinen-Triebwerkskomponente wirkt eine strapaziöse Gasstrom-Umgebung auf eine Gegenstands-Oberfläche, die sich im Allgemeinen im Temperaturbereich von etwa 1400–2000°F befindet. Stromabwärts eines Brenners schließt der Triebwerksgasstrom Sauerstoff hoher Temperatur zusammen mit Produkten der Brennstoff Verbrennung mit korrosiven und sulfidierenden Elementen ein, die alle die Oberfläche einer Komponente beeinträchtigen können. Es ergab sich daher eine Kombination aus Luftkühlung zur Verringerung der Komponenten-Temperatur und der Wärmebelastung der Komponente zusammen mit einem Oberflächenschutz gegen Oxidation, Korrosion und Sulfidierung der Umgebung, allgemein in Form von gegenüber der Umwelt beständigen Überzügen. Der Betrieb des Triebwerks hat gezeigt, dass das direkte Aussetzen der Überzüge gegenüber solchen aggressiven Betriebsbedingungen zum Abbau des Überzuges führt, einschließlich dessen Oxidation und eine periodische Reparatur oder einen Ersatz solcher Überzüge erfordert.
Gegenüber der Umwelt beständige Überzüge für Gasturbinen-Triebwerke, von denen viele Al enthalten, wurden benutzt und es wurde viel darüber berichtet. Diese schließen die US-PSn 3,667,986 – Levine et al. (patentiert am 6. Juni 1972) hinsichtlich des kommerziell erhältlichen Codep-Aluminid-Überzuges; 4,313,760 – Dardi et al. (patentiert am 2. Februar 1982) hinsichtlich des kommerziellen M-Cr-Al-Überzuges, worin M mindestens eines von Ni, Co und Fe ist und der zusätzliche Elemente enthält, allein oder in Kombination, wie Y, Hf und Pt, und 6,658,614 – Basta et al. (patentiert am 19. August 1997) hinsichtlich des Pt-Al-Überzuges, der im weiten Rahmen in Gasturbinen eingesetzt wird, ein. Mehrschicht-Überzüge wurden in der US-PS 5,792,521 und der WO 96/11288 beschrieben.
Zusätzlich zur Wirkung der Temperatur und der chemischen Umgebung auf Gasturbinen-Triebwerkskomponenten während des Betriebes wirken Abriebsteilchen, die im Turbinen-Gasstrom mitgerissen werden und auf die Komponenten-Oberfläche auftreffen. Ein solches Auftreffen kann zu einer stärkeren Oberflächenrauheit und Ansammlung von Abscheidungen führen, die in einem Abbau der Leistungsfähigkeit und Design-Begrenzungen resultieren können. So kann sich, z.B., bei einem typischen Triebwerksbetrieb die Oberflächenrauheit einer Turbinenschaufel-Oberfläche von etwa 50 μZoll bis mehr als 200 μZoll nach 4000 Stunden Betrieb ändern. Als ein Resultat eines solchen Abbaus nehmen die Hautreibung und der aerodynamische Strömungswiderstand zu. Zusätzlich kann sich die Wärmeübertragung zur Schaufel verdoppeln und die Metalloberflächen-Temperatur kann sich um mehr als 100°F erhöhen. Eine solche Verdoppelung der Wärmebelastung verringert entweder die Lebensdauer der Komponente signifikant oder veranlasst den Entwerfer, die Komponente mit einer höheren Wärmebelastung und einer höheren Kühlströmungsrate zu entwerfen, die dadurch größeren Leistungsfähigkeits-Möglichkeiten vorausgehen. Der Einsatz eines schützenden dielektrischen Überzuges wurde daher vorgeschlagen, um solche Teilchen-Abscheidungen durch Vermindern der Größe einer elektrostatischen Kraft zu verringern, die die durch das Triebwerk strömenden Teilchen zur Oberfläche einer Komponente hin anzieht. Dies wurde in der anhängigen Patentanmeldung Serial Nr. 09/191,824 – Ackermann et al., eingereicht am 13. November 1998, diskutiert.
Wie erwähnt, traten nach Perioden des Betriebes in einem Triebwerk normaler Abrieb und Beeinträchtigung des Schutzüberzuges gegenüber der Umgebung auf. Dies ist das Resultat des direkten Kontaktes mit Schleifteilchen sowie mit solchen Elementen in den Verbrennungsprodukten, die oxidieren und sulfidieren, oder mit Sauerstoff, der durch die äußere Schicht diffundiert, wie bei dem oben beschriebenen dielektrischen Überzug. Die Bereitstellung eines Überzuges, der Beständigkeit gegen Abbau durch die Kombination des Auftreffens von Teilchen und des Anhaftens, dem direkten Umweltangriff, der Diffusion gegen nachteilige Umweltelemente durch ein Überzugs system und gegenüber Wärmeenergie bietet, die die Wärmebelastung eines Gegenstandes erhöhen kann, kann die Lebensdauer der Komponente erhöhen und einem Entwerfer gestatten, die Triebwerks-Leistungsfähigkeit zu verbessern.
Gemäß der Erfindung wird ein überzogener Gegenstand bereitgestellt, umfassend ein Substrat, einen inneren, gegenüber der Umwelt beständigen Überzugsabschnitt, der Al einschließt, auf dem Substrat und einen äußeren, Wärmeenergie reflektierenden und Sauerstoffdiffusion hemmenden Überzugsabschnitt, wobei der äußere Abschnitt mehrschichtig ist, umfassend 6–48 diskrete gestapelte Schichten und mit einer Gesamtdicke im Bereich von 2,5–25 μm; wobei das Substrat eine Legierung auf der Grundlage mindestens eines Elementes, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ni und Co, ist und der äußere Abschnitt im Wesentlichen abwechselnde Schichten (16) aus mindestens einem Material mit einem hohen Index, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ta₂O₅, TiO₂, HfO₂, NbO und Y₂O₅, und mindestens einem Material mit einem geringen Index, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus SiO₂ und Al₂O₃, umfasst.
Die Erfindung wird nun detaillierter beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben, in der zeigen:
1 eine Schliffaufnahme, die den äußeren Mehrschichtabschnitt eines Hochtemperatur-Überzuges auf einem Substrat zeigt,
2 eine graphische Darstellung, die den Durchschnittswert des Halbkugel-Reflexionsvermögens mit dem Wärmeenergie-Frequenzbereich bei einer Vielfalt von Einfallswinkeln und nach einer zyklischen Wärmebehandlung vergleicht,
3 eine graphische Darstellung wie in 2, die den Durchschnittswert des Halbkugel-Reflexionsvermögens vor und nach dem Aufbringen des äußeren Mehrschichtabschnittes vergleicht, und
4 eine diagrammartige, vergrößerte Teilschnittansicht, die ein Substrat eines Gegenstandes mit einem inneren, gegenüber der Umwelt beständigen Überzugsabschnitt und einen äußeren Mehrschichtabschnitt auf dem inneren Überzugsabschnitt zeigt.
Wird ein gegenüber der Umwelt beständiger Überzug der oben beschriebenen Arten den strapaziösen Betriebsbedingungen während des Betriebes in einem Gasturbinen-Triebwerk ausgesetzt, dann wird der Überzug im Laufe der Zeit abgebaut. Dies ist teilweise ein Ergebnis der Oxidation der Elemente des Überzuges und von Elementen, die aus dem darunter liegenden Substrat in den Überzug diffundieren. So wandelt sich, z.B., Al in Aluminiumoxid um, das mit Oxiden solcher diffundierender Elemente, wie Ni und Ti, die im allgemeinen in den Superlegierungs-Substraten auf Ni-Basis enthalten sind, vermischt ist. Diese komplexe Kombination von Oxiden kann relativ stabil sein und während des zyklischen Betriebes in einem Gasturbinen-Triebwerk Spannung ausgesetzt und von der Gegenstand-Oberfläche erodiert werden.
Ein Merkmal der Überzugs-Kombination der vorliegenden Erfindung ist ein innerer gegenüber der Umwelt beständiger Überzugsabschnitt, der Al einschließt und der, in Kombination mit einem speziellen äußeren Mehrschicht-Überzugsabschnitt, zur Bildung eines stabileren, relativ unverdünnten und haftenden Aluminiumoxids am inneren Abschnitt führt. Die Bildung eines solchen Oxids an der Oberfläche des inneren Abschnittes des Überzuges ist das Resultat eines gerin geren Partialdruckes von Sauerstoff nach dem Diffundieren durch den äußeren Mehrschicht-Abschnitt. Der Partialdruck des Sauerstoffes ist verringert, weil der äußere Mehrschicht-Abschnitt wie ein Labyrinth wirkt, durch das der Sauerstoff beim Diffundieren aus dem Gasstrom zum Substrat hindurch muss. Sauerstoff mit einem solchen verringerten Partialdruck widersteht der Bildung von Oxiden solcher Elemente, wie Ni und Ti. Ein stabileres Aluminiumoxid und das Vermeiden der Bildung von Oxiden von Elementen, die aus dem Substrat diffundieren, vermeidet den Verlust und erhöht die Lebensdauer des gegen Umwelt beständigen Überzuges.
Die Überzugs-Kombination der vorliegenden Erfindung schließt einen äußeren Mehrschicht-Überzugsabschnitt außerhalb des oben beschriebenen inneren Abschnittes ein. Der äußere Überzugsabschnitt ist ein Wärmeenergie reflektierender Überzug, der im Allgemeinen der Art verwandt ist, die in der oben angegebenen US-PS 5,851,679 beschrieben ist. Wie jedoch unten ausgeführt, ist er von einer anderen Art, die haften kann und bei Temperaturen so hoch wie etwa 2000°F wirkt und Wärmeenergie im Frequenzbereich bis zu etwa 5 μm und mehr, im Besonderen im Bereich von etwa 0,8–2,7 μm, reflektiert. Ein solcher Bereich ist von besonderem Interesse in den in der Hitze betriebenen Abschnitten eines modernen Gasturbinen-Triebwerkes stromabwärts eines Brenners.
Merkmale des äußeren Überzugsabschnittes gemäß der Überzugs-Kombination der vorliegenden Erfindung schließen eine äußere Überzugsdicke im Bereich von 2,5–25 μm zusammen mit 6-48 diskreten gestapelten Schichten ein. Eine solche Kombination der Gesamtdicke und der Anzahl von Schichten ergibt ein genügendes Reflexionsvermögen für Wärmeenergie in dem in einem Gasturbinen-Triebwerk interessierenden Frequenzbereich zur Verringerung der Wärmebelastung des überzogenen Gegenstandes. Zusätzlich vermeidet sie eine Gesamtdicke, die zum Abspalten des äußeren Abschnittes von der Überzugs-Kombination führen würde. Gleichzeitig sorgt die Anzahl der Schichten für einen verringerten Sauerstoffdruck, wie oben beschrieben.
Ein Gasturbinen-Triebwerks-Gegenstand, einschließlich einer Schaufel, z.B. einer Laufschaufel, Schaufel oder einer Strebe, wurde bei der Auswertung der vorliegenden Erfindung eingesetzt. Ein solcher Gegenstand wird hier ein Schaufelteil genannt. Es wird davon ausgegangen, dass eine einzige Schicht allein, z.B. einer Dicke von etwa 1 μm, den Partialdruck von Sauerstoff verringern kann, der durch die äußere Schicht diffundiert. Es wurde jedoch erkannt, dass weniger als 6 Schichten ungenügend waren, um angemessen Wärmeenergie, insbesondere im Frequenzbereich von etwa 0,8–2,7 μm, zu reflektieren. Außerdem wurde erkannt, dass mehr als 48 Schichten und eine Gesamtdicke des äußeren Abschnittes von mehr als 26 μm zu Filmspannungen führte, die genügend hoch waren, um zu einem Abspalten des äußeren Überzugsabschnittes als ein Resultat der zyklischen Betriebsbedingungen des heißen Turbinenabschnittes eines Gasturbinen-Triebwerkes zu führen. Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird auf Turbinen-Gegenständen eingesetzt, z.B. Flügeln von Schaufelteilen, wie Turbinen-Laufschaufeln, Schaufeln und Streben. Eine solche bevorzugte Ausführungsform schließt einen äußeren Überzugsabschnitt mit 20–30 gestapelten Schichten einer Gesamtdicke von 2,5–15 μm ein, um Wärmeenergie im Frequenzbereich von 0,8–2,7 μm zu reflektieren. In einer spezifischeren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hinsichtlich der Verwendung für eine Gasturbinen-Triebwerkskomponente umfasst der äußere Überzugs-Abschnitt Schichten im Wesentlichen alternierender Paare von Materialien, wobei jedes Paar eine optische Dicke aufweist, um etwa eine halbe Wellenlänge zu reflektieren. Für eine solche Anwendung zur Reflexion von Wärmeenergie im Frequenzbereich von 0,8–2,7 μm ist es bevorzugt, dass jede der alternierenden Schichten eine Dicke im Bereich von etwa 0,05–1,2 μm aufweist. Weniger als etwa 0,05 um reflektieren Energie im Ultraviolett-Bereich statt im erwünschten Infrarot-Bereich. Bei einer Dicke von mehr als etwa 1,2 μm kommt es zur Bildung nachteiliger Materialknötchen in einer Schicht. Die spezifische Dicke jeder Schicht wird für den zu reflektierenden erwünschten Wärmeernergie-Frequenzbereich umgekehrt proportional zum Brechungsindex des Materials der Schicht bestimmt.
Die Schliffaufnahme der 1 zeigt eine Ausführungsform des mehrschichtigen gestapelten äußeren Überzugs-Abschnittes der vorliegenden Erfindung und wie er an die Oberfläche angepasst ist, auf die er aufgebracht wurde. Die Gesamtdicke des äußeren Mehrschicht-Abschnittes in 1 beträgt nicht mehr als 15 μm. Wie in der oben angegebenen US-PS 5,851,679 diskutiert, kann dieser allgemeine Typ des äußeren Überzugs-Abschnittes viele Schichten aus verschiedenen Materialien und eine Schichtdicke in Abhängigkeit von Strahlungspeaks für die ausgewählte Anwendung aufweisen. In einem Turbinenabschnitt eines Gasturbinen-Triebwerkes beziehen sich solche spektralen Peaks auf Dämpfe oder Gase aus Wasser und Kohlendioxid, zwei üblichen Gasen, die in den Verbrennungsprodukten eines solchen Triebwerkes gefunden werden. In 1 ist jede der weißen Schichten ein Material hohen Index, Ta₂O₅, und jede der schwarzen Schichten ist ein Material geringen Index, SiO₂.
Die Form des äußeren Überzugs-Abschnittes der vorliegenden Erfindung zum Einsatz im Turbinenabschnitt eines Gasturbinen-Triebwerkes liefert im Wesentlichen abwechselnde Paare von Materialien hohen und geringen Index, vorzugsweise im Wesentlichen abwechselnde Schichten von Ta₂O₅ und SiO2. In der Ausführungsform der 1 zum Aufbringen auf eine Schaufel einer Gasturbinen-Triebwerkskomponente, wie einer Laufschaufel, einer Schaufel oder einer Strebe, hatte jede Ta₂O₅-Schicht eine Dicke im Bereich von 0,1–0,23 μm und jede SiO₂-Schicht eine Dicke im Bereich von 0,1–0,4 μm, wobei die Gesamtdicke des äußeren Abschnittes im Bereich von etwa 7,5–15 μm lag. Die bevorzugte Kombination von Materialien hohen Index und geringen Index hat sich als besonders vorteilhaft auf Turbinen-Komponenten erwiesen, die bei hohen Temperaturen eingesetzt werden, wobei beide Verbindungen sehr inert gegenüber Metallsubstrat-Oberflächen, wie von Superlegierungen auf Ni-Basis, sind und dem Anhaften an Teilchen in der Luft widerstehen. In einer Reihe von Becon-Antihafttests auf Teststiften aus einer Legierung auf Ni-Basis, kommerziellem U-720-Material, lösten sich Calciumsulfat-Abscheidungen, die auf einen Überzug aus gespritztem Al 203 und einen Überzug aus durch chemische Dampfabscheidung abgeschiedenem Ta₂O₅ aufgebracht waren, leicht von jedem Überzug ab. Dies zeigte die Antihaft-Eigenschaften solcher Überzugs-Materialien.
Zum Einsatz bei Temperaturen von etwa 1400°F und darunter wurde eine Kombination abwechselnder Schichten von TiO₂ für das Material hohen Index und SiO₂ für das Material geringen Index benutzt. Bevorzugte Materialien hohen Index schließen Ta₂O₅, TiO₂, HfO₂, NbO und Y₂O5 ein.
Obwohl eine Vielfalt von Materialien geringen Index zum Einsatz in solchen Schichten vorgeschlagen wurde, wurde erkannt, dass in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung gewisse Materialien den Betrieb der Überzugs-Kombination beeinträchtigen können und zu vermeiden sind. Spezifischer kann ZrO₂ bei erhöhten Temperaturen, wie etwa 2000°F in Gegenwart von Sauerstoff einer Phasenumwandlung unterliegen und zusätzlich neigt es zum Transport von Sauerstoff. Fluorid-Verbindungen, wie MgF₂ und BaF₂, haben einen relativ großen Koeffizienten der Wärmeausdehnung und bei einer Temperatur von etwa 1800°F und darüber können sie Fluoridionen erzeugen, die den Überzug angreifen können. Bevorzugte Materialien geringen Index schließen SiO₂ und Al₂O₃ ein.
Die graphische Darstellung der 2 vergleicht den Mittelwert des Halbkugel-Reflexionsvermögens vom äußeren Überzugs-Abschnitt mit dem Wärmeenergie-Frequenzbereich der oben beschriebenen Ausführungsform des äußeren Mehrschicht-Überzugsabschnittes der vorliegenden Erfindung, der für die Anwendung bei Turbinen-Komponenten bevorzugt ist. Die Daten des Reflexionsvermögens der 2 wurden bei verschiedenen Einfallswinkeln von 10°, 30° und 50° nach Behandlung der überzogenen Proben durch Ofenzyklen gemessen. Diese Zyklen schlossen 69 Zyklen bis zu 2000°F und 20 Zyklen bis zu 2100°F ein, wobei ein Ofenzyklus 45 Minuten im heißen Abschnitt des Ofens und 15 Minuten der Luftkühlung einschloss. Die Proben wurden aus Superlegierung auf Ni-Basis, identifiziert als N-4-Legierung, hergestellt und der äußere Mehrschicht-Überzugsabschnitt war der in 1 gezeigte. Das Testen schloss das Dirigieren von Wärmeenergie auf die überzogenen Oberflächen und das Messen des Reflexionsvermögens in jedem Beispiel ein. Die Kurve in 2 ist ein Durchschnitt eines solchen Testens bei solchen Einfallswinkeln für solche Bedingungen der Wärmebehandlung.
Die Daten der 2 zeigen einen Mittelwert von mindestens etwa 90% Halbkugel-Reflexionsvermögen in einem Frequenzbereich von etwa 0,8–2,7 μm und dies selbst nach thermischen Zyklen, die mindestens so aggressiv sind, wie sie in einem Treibwerk auftreten könnten. Bei dem Halbkugel-Reflexionsvermögenstest wurde eine Probe innerhalb einer mit Gold überzogenen Kugel angeordnet, die eine Öffnung für eintretende Wellen und eine Öffnung mit einem Detektor zur Ausführung von Messungen einschloss.
3 zeigt die Daten wie in 2 vor und nach dem Aufbringen des bevorzugten äußeren Mehrschicht-Überzugsabschnittes der vorliegenden Erfindung auf der Oberfläche einer Brennerkomponente. Das Aufbringen des äußeren Abschnittes erhöhte das Reflexionsvermögen vom äußeren Abschnitt von einem Mittelwert von etwa 30–50% zu einem Mittelwert von etwa 90%.
4 ist eine diagrammartige vergrößerte Teilschnittansicht eines Abschnittes des allgemein bei 10 gezeigten überzogenen Gegenstandes gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als ein Verbundmaterial auf der Grundlage der Schliffaufnahmen 99–2467 und 059101 von Proben. Der Gegenstand schloss ein Substrat 12 aus einer Superlegierung auf Ni-Basis, manchmal als Legierung René-N5 bezeichnet, ein, Formen, die allgemeiner in der US-PS 5,173,255 – Ross et al. (patentiert am 22 Dezember 1992) beschrieben sind. Auf dem Substrat 12 ist ein innerer, gegenüber der Umwelt beständiger Überzugs-Abschnitt 14 aus einem Pt-Al-Überzug angeordnet. Überzug 14, der Al einschloss, wurde auf das Substrat 12 durch Elektroabscheiden von Pt auf dem Substrat und dann Aluminieren der Pt-Schicht geschaffen. Eine Art der benutzten Aluminierung ist kommerziell als Codep-Überzugsverfahren verfügbar, von dem eine Ausführungsform in der oben angegebenen US-PS 3,667,985 – Levine et al., beschrieben ist.
Auf dem inneren Überzugs-Abschnitt 14 wurde ein äußerer Mehrschicht-Überzugsabschnitt, der allgemein bei 16 gezeigt ist, durch das kommerzielle chemische Dampfabscheidungs-Verfahren aufgebracht. Der äußere Überzugs-Abschnitt 16 hatte eine Gesamtdicke von etwa 7–8 μm und er schloss zwölf alternierende gestapelte Schichten von Ta₂O₅, mit 18 bezeichnet, und von SiO₂, mit 20 bezeichnet, ein. Jede der Schichten 18 und 20 hatte eine Dicke im Bereich von etwa 0,05–1,2 μm.

Claims

Überzogener Gegenstand (10), umfassend: ein Substrat (12), einen inneren umgebungsbeständigen Überzugsabschnitt (14), der Al auf dem Substrat (12) einschließt, und einen äußeren, Wärmeenergie reflektierenden und Sauerstoff Diffusion hemmenden Überzugsabschnitt (16), wobei der äußere Abschnitt (16) a. mehrschichtig (16) ist, b. 6–48 diskrete gestapelte Schichten (16) umfasst und c. eine Gesamtdicke im Bereich von 2,5 bis 25 μm aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (12) eine Legierung auf der Grundlage mindestens eines Elementes, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ni und Co, ist, und der äußere Abschnitt (16) im Wesentlichen abwechselnde Schichten (16) von i. mindestens einem Material (18) hohen Index, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ta₂O₅, TiO₂, HfO₂, NbO und Y₂O₅, und ii. mindestens einem Material (20) geringen Index, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus SiO₂ und Al₂O₃, umfasst.
Gegenstand (10) nach Anspruch 1, bei dem das Substrat (12) eine Superlegierung auf Ni-Basis ist, der Gegenstand (10) ein Schaufelteil einer Gasturbine ist, der äußere Überzugsabschnitt (16) a. 20–30 gestapelte Schichten (16) umfasst, b. wobei die Gesamtdicke der Schichten (16) im Bereich von 7,5 bis 15 μm liegt und jede Schicht (18, 20) eine Dicke im Bereich von 0,05 bis 1,2 μm aufweist.
Gegenstand nach einem vorhergehenden Anspruch, bei dem das Material (18) hohen Index Ta₂O₅ und das Material (20) geringen Index SiO₂ ist.