DE60114495T2 - Umwelt/thermische Sperrschicht für einen Substrat auf der Basis von Silizium - Google Patents

Umwelt/thermische Sperrschicht für einen Substrat auf der Basis von Silizium Download PDF

Info

Publication number
DE60114495T2
DE60114495T2 DE60114495T DE60114495T DE60114495T2 DE 60114495 T2 DE60114495 T2 DE 60114495T2 DE 60114495 T DE60114495 T DE 60114495T DE 60114495 T DE60114495 T DE 60114495T DE 60114495 T2 DE60114495 T2 DE 60114495T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
layer
silicon
mullite
stabilized zirconia
yttria stabilized
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE60114495T
Other languages
English (en)
Other versions
DE60114495D1 (de
Inventor
Hongyu Niskayuna Wang
Bangalore Aswatha West Chester Nagaraj
Irene Theodor Loveland Spitsberg
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
Publication of DE60114495D1 publication Critical patent/DE60114495D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE60114495T2 publication Critical patent/DE60114495T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/009—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone characterised by the material treated
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
    • C04B41/52—Multiple coating or impregnating multiple coating or impregnating with the same composition or with compositions only differing in the concentration of the constituents, is classified as single coating or impregnation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/80—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone of only ceramics
    • C04B41/81—Coating or impregnation
    • C04B41/89—Coating or impregnation for obtaining at least two superposed coatings having different compositions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • C23C28/04—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings of inorganic non-metallic material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12—Blades
    • F01D5/28—Selecting particular materials; Particular measures relating thereto; Measures against erosion or corrosion
    • F01D5/288—Protective coatings for blades

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Description

  • Diese Erfindung betrifft Beschichtungssysteme, die für den Schutz von Komponenten geeignet sind, die Umgebungen mit hohen Temperaturen ausgesetzt sind, wie die widrige thermische Umgebung eines Gasturbinen-Motors. Im Besonderen ist diese Erfindung auf ein abgestuftes umgebungsstabiles Wärmedämmschichtsystem für ein Substrat gerichtet, das aus einem Silicium-enthaltenden Material gebildet ist.
  • Es wird kontinuierlich nach höheren Betriebstemperaturen für Gasturbinen-Motoren gestrebt, um deren Wirkungsgrad zu steigern. Allerdings muss mit der Steigerung der Betriebstemperaturen auch die hohe Temperaturbeständigkeit der Motorkomponenten entsprechend zunehmen. Wesentliche Fortschritte bezüglich der Hochtemperaturbeständigkeit wurden durch die Formulierung von Superlegierungen auf der Grundlage von Eisen, Nickel und Cobalt erreicht. Während die Superlegierungen breite Anwendung für Komponenten überall in Gasturbinen-Motoren gefunden haben, wurden alternative Materialien vorgeschlagen. Materialien, die Silicium enthalten, insbesondere solche mit Siliciumcarbid (SiC) als Matrixmaterial und/oder als Verstärkungsmaterial werden momentan für Hochtemperatur-Anwendungen, wie für Brennkammern und andere Heißbereich-Komponenten von Gasturbinen-Motoren in Betracht gezogen.
  • In vielen Anwendungen ist eine Schutzbeschichtung für das Si-enthaltende Material vorteilhaft oder erforderlich. Zum Beispiel verringert der Schutz mit einer geeigneten thermisch isolierenden Schicht die Betriebstemperatur und den Temperaturgradienten durch das Material. Zusätzlich sollen derartige Beschichtungen durch Inhibierung des Hauptmechanismus für den Abbau von Si-enthaltenden Materialien in einer korrosiven Wasser enthaltenden Umgebung, und zwar der Bildung von flüchtigen Siliciummonoxid (SiO) und Siliciumhydroxid (Si(OH)4)-Produkten, Umgebungsschutz bieten. Folglich ist neben der niedrigen thermischen Leitfähigkeit, die Stabilität in Umgebungen mit hohen Temperaturen, die Wasserdampf enthalten, eine entscheidende Voraussetzung für ein Wärmedämmschicht system für ein Si-enthaltendes Material. Weitere wichtige Eigenschaften für das Beschichtungsmaterial umfassen einen Wärmeausdehnungskoeffizienten (coefficient of thermal expansion, CTE), der mit dem SiC-enthaltenden Material kompatibel ist, niedrige Durchlässigkeit für Oxidationsmittel, und chemische Verträglichkeit mit dem Si-enthaltenden Material und den durch Oxidation gebildeten Siliciumoxid-Ablagerungen. Als Ergebnis weisen geeignete Schutzbeschichtungen für Komponenten von Gasturbinen-Motoren, die aus Si-enthaltenden Materialien gebildet sind, im Wesentlichen eine Doppelfunktion auf, indem sie als eine Wärmebarriere dienen und gleichzeitig Umgebungsschutz bieten. Ein Beschichtungssystem, das diese Doppelfunktion aufweist, wird als ein umgebungsstabiles Wärmedämmschicht (thermal/environmental barrier coating, T/EBC)-system bezeichnet.
  • Bei der Untersuchung von verschiedenen einschichtigen und mehrschichtigen T/EBC-Systemen zeigte jedes Unzulänglichkeiten in Bezug auf die oben erwähnten Erfordernisse und Eigenschaften hinsichtlich der Kompatibilität mit einem Si-enthaltenden Material. Zum Beispiel zeigt eine Beschichtung aus Zirkonium, die teilweise oder vollständig mit Yttrium stabilisiert ist (YSZ), als Wärmedämmschicht für sich selbst gesehen ausgezeichnete Umgebungsresistenz, da sie kein Silicium in ihrer Zusammensetzung enthält. Jedoch haftet YSZ nicht gut an Si-enthaltenden Materialien (SiC oder Silicium) aufgrund eines CTE-Mismatches (etwa 10 ppm/°C für YSZ verglichen mit etwa 4,9 ppm/°C für SiC/SiC-Verbundstoffe). Mullit (3 Al2O3 × 2 SiO2) wurde als Verbindungsbeschichtung für YSZ auf Si-enthaltenden Substratmaterialien vorgeschlagen, um diese Differenz beim CTE auszugleichen (Mullit weist einen CTE von etwa 5,5 ppm/°C auf). Allerdings weist Mullit signifikante Silicium-Aktivität und Verflüchtigung bei hohen Temperaturen auf, wenn Wasser (Wasserdampf) anwesend ist.
  • Barium-Strontium-Aluminiumsilikat (BSAS)-Beschichtungen, die für Si-enthaltende Materialien geeignet sind, die Temperaturen von bis zu 2400°F (etwa 1315°C) ausgesetzt sind, wurden ebenfalls vorgeschlagen. BSAS bietet ausgezeichneten Umgebungsschutz und zeigt gute Wärmebarriereeigenschaften aufgrund seiner niedrigen thermischen Leitfähigkeit. Allerdings würde eine BSAS-Schutzbeschichtung für Anwendungstemperaturen nahe der Schmelztemperatur von BSAS (etwa 1700°C) eine thermisch isolierende Deckschicht erforderlich machen. BSAS wurde als Haftvermittlerschicht für YSZ in US-Patent Nr. 5,985,470 von Spitsberg et al., übertragen an den Rechtsnachfolger der vorliegenden Erfindung, vorgeschlagen. Die Einbeziehung einer BSAS-Haftvermittlerschicht erhöht die Gesamtdicke des T/EBC-Systems beträchtlich. Da die Anwendungstemperaturen die Temperaturbeständigkeit eines Si-enthaltenden Materials (begrenzt durch eine Schmelztemperatur von Silicium von etwa 2560°F, etwa 1404°C)) weiter übersteigen, sind noch dickere Beschichtungen notwendig, die in der Lage sind, höheren Temperaturgradienten standzuhalten. Da die Dicke der Beschichtung zunimmt, nimmt jedoch auch die Spannungsenergie aufgrund des CTE-Mismatches zwischen einzelnen Beschichtungsschichten und dem Substrat zu, was zum Bindungsverlust und zur Spallation des Beschichtungssystems führen kann.
  • WO99/55640 offenbart einen Gegenstand, der ein Silicium-enthaltendes Substrat und eine modifizierte Mullitbeschichtung umfassend Mullit und eine Modifikator-Komponente, die Risse in der modifizierten Mullitbeschichtung vermindert, umfasst.
  • JP-A-5238859 offenbart eine beschichtete Schicht, die auf der Oberfläche eines Keramiksubstrats aus Siliciumnitrid gebildet ist, wobei die beschichtete Schicht eine Grundschicht aus einem Oxid aufweist, das einen ähnlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten besitzt wie das Substrat, eine Zwischenschicht aus einem Oxid, die auf der Oberfläche der Grundschicht gebildet ist, und eine Deckschicht aus einem Oxid, das auf der Oberfläche der Zwischenschicht gebildet ist. Die beschichtete Schicht weist einen Wärmeausdehnungskoeffizienten auf, der stufenweise in der Reihenfolge Grundschicht, Mittelschicht und Deckschicht zunimmt. Das Keramiksubstrat wird aus Siliciumnitrid-Verbundmaterialien ausgewählt, die mit dispergiertem Siliciumnitrid und Siliciumcarbid verstärkt sind. Die Oxide sind zwei oder mehr, die aus Zirkon, Zirkonoxid, Aluminiumoxid, Mullit und Yttriumoxid ausgewählt werden.
  • Dementsprechend besteht Bedarf an einem dicken T/EBC-System für Si-enthaltende Materialien, das es derartigen Materialien ermöglicht bei Anwen dungstemperaturen jenseits der Schmelztemperatur von Silicium eingesetzt zu werden.
  • Die vorliegende Erfindung sieht allgemein ein Beschichtungssystem für Si-enthaltendes Material vor, insbesondere ein solches für Gegenstände, die hohen Temperaturen ausgesetzt sind, einschließlich der widrigen thermischen Umgebung eines Gasturbinen-Motors. Beispiele für derartige Materialien umfassen solche mit einer Dispersion von Siliciumcarbid, Siliciumcarbid und/oder Silicium-Teilchen als Verstärkungsmaterial in einer metallischen oder nichtmetallischen Matrix sowie solche, die ein Siliciumcarbid, Siliciumnitrid und/oder eine Silicium-enthaltende Matrix aufweisen, und insbesondere Verbundmaterialien, die Siliciumcarbid, Siliciumnitrid und/oder Silicium sowohl als Verstärkungs- als auch als Matrixmaterialien (z. B. SiC/SiC-Keramik-Matrix-Verbunde; ceramic matrix composites (CMC)) einsetzen.
  • Die Erfindung ist in den beigefügten unabhängigen Ansprüchen definiert, während bevorzugte Ausführungsformen in den abhängigen Ansprüchen dargelegt sind. Die Erfindung ist ein umgebungsstabiles Wärmedämmschicht (T/EBC)-system mit abgestufter Zusammensetzung, das verbesserte mechanische Integrität für hohe Anwendungstemperaturen zeigt, die dicke Schutzbeschichtungen, im Allgemeinen in der Größenordnung von 250 μm oder mehr notwendig machen. Das T/EBC-System umfasst eine Zwischenschicht, die YSZ und Mullit, Aluminiumoxid und/oder ein Erdalkalimetall-Aluminosilikat (bevorzugt BSAS) umfasst, die in Verbindung mit einer Mullit enthaltenden Schicht, die der Oberfläche des Si-enthaltenden Materials überlagert ist, verwendet wird, eine Schicht eines Erdalkalimetall-Aluminosilikats (wiederum bevorzugt BSAS) zwischen der Mullit-enthaltenden Schicht und der Zwischenschicht, und eine thermisch isolierende Deckschicht aus YSZ, die der Zwischenschicht überlagert ist. Spezielle Ausführungsformen sehen vor, dass die Zwischenschicht eine im Wesentlichen einheitliche Zusammensetzung aus YSZ und entweder BSAS, Mullit oder Aluminiumoxid aufweist, oder Unterschichten enthält, mit einer innersten Unterschicht (mit der BSAS-Schicht in Kontakt stehend) aus BSAS, Mullit oder Aluminiumoxid, und einer äußersten Unterschicht (mit der YSZ-Deckschicht in Kontakt stehend) aus YSZ, oder bezüglich der Zusammensetzung abgestuft ist, so dass sich die Kon zentrationen von YSZ und BSAS, Mullit oder Aluminiumoxid kontinuierlich durch die Dicke der Zwischenschicht hindurch ändern.
  • Die Mullit enthaltende Schicht weist einen CTE auf, der über dem des Si-enthaltenden Substrats liegt, aber geringer ist als der der YSZ-Deckschicht, und daher den Unterschied im CTE zwischen dem Si-enthaltenden Substrat und den anderen Beschichtungsschichten ausgleicht. Zusätzlich dient die Mullit enthaltende Schicht als chemische Barriere zwischen der BSAS-Schicht und dem Si-enthaltenden Substrat, um eine Interaktion von BSAS mit dem Silicium-Oxidationsprodukt (SiO2) bei hohen Temperaturen zu verhindern. Die BSAS-Schicht verleiht dem Silicium-enthaltenden Substrat Umgebungsschutz. Die Deckschicht aus YSZ bietet dem Si-enthaltenden Substrat und den anderen darunter liegenden Schichten des Beschichtungssystems ausgezeichneten thermischen Schutz. Schließlich dient die YSZ enthaltende Zwischenschicht als Wärmedämmschicht, die auch einen CTE-Übergang zwischen der BSAS-Schicht und der YSZ-Deckschicht als Ergebnis ihres Gehalts an BSAS, Mullit und/oder Aluminiumoxid vorsieht, deren CTE jeweils zwischen dem der YSZ und Si-enthaltenden Materialien liegt.
  • Entsprechend dieser Erfindung ist eine wie oben beschriebene, bezüglich der Zusammensetzung abgestufte T/EBC in der Lage einem Si-enthaltenden Substrat verlässlich sowohl thermischen Schutz als auch Umgebungsschutz bei Temperaturen bis zu 2000°C zu verleihen, insbesondere wenn sie in einer Gesamtbeschichtungsdicke von 250 μm oder mehr vorliegt, da sie verbesserte mechanische Integrität verglichen mit Beschichtungssystemen für Si-enthaltende Materialien aus dem Stand der Technik zeigt.
  • Weitere Ziele und Vorzüge dieser Erfindung werden besser aus der folgenden detaillierten Beschreibung mit Hilfe eines Beispiels ersichtlich, in dem auf die Zeichnung Bezug genommen wird, in der:
  • 1 eine Schnittzeichnung einer Gasturbinenmotor-Komponente darstellt, die aus Si-enthaltendem Material gebildet ist, und ein umgebungsstabiles Wärmedämmschichtsystem entsprechend dieser Erfindung aufweist.
  • Die vorliegende Erfindung ist allgemein auf Komponenten anwendbar, die in Umgebungen betrieben werden, die durch relativ hohe Temperaturen gekennzeichnet sind und daher heftigen Temperaturwechselbeanspruchungen und Belastungen, Oxidation und Korrosion ausgesetzt sind. Nennenswerte Beispiele derartiger Komponenten umfassen Komponenten von Brennkammern, Hochdruckturbinenschaufeln und andere Heißbereich-Komponenten von Gasturbinenmotoren.
  • Eine Oberflächenregion 12 einer Heißbereich-Komponente 10 ist zum Zwecke der Veranschaulichung der Erfindung in 1 dargestellt. Die Komponente 10 oder wenigstens die Oberflächenregion 12 der Komponente 10 ist aus einem Silicium enthaltenden Material wie einem SiC/SiC-CMC gebildet, obwohl die Erfindung generell auf andere Materialien, die Silicium in irgendeiner Form enthalten, anwendbar ist.
  • Wie in 1 gezeigt ist die Oberflächenregion 12 der Komponente 10 durch ein mehrschichtiges T/EBC-System 14 geschützt, das eine thermisch isolierende Deckschicht 18 umfasst. Das Beschichtungssystem 14 bietet der darunter liegenden Oberflächenregion 12 Umgebungsschutz und senkt die Betriebstemperatur der Komponente 10 und der inneren Schichten 20, 22 und 24 des Beschichtungssystems 14, wobei es der Komponente 10 dadurch ermöglicht wird, in Umgebungen mit höheren Temperaturen als es sonst möglich wäre zu bestehen. Das bevorzugte Material für die Deckschicht 18 ist YSZ, insbesondere etwa 7 Gewichtsprozent Yttriumoxid, obwohl es absehbar ist, dass weitere keramische Materialien verwendet werden können. Ein geeigneter Dickenbereich für die YSZ-Deckschicht 18 ist abhängig von der spezifischen Anwendung und liegt bei 12,5 bis 1250 μm (0,0005 bis 0,050 inch), mit einem bevorzugten Bereich von 125 bis 750 μm (0,005 bis 0,030 inch).
  • Der Hauptmechanismus für den Abbau von Siliciumcarbid (sowie von Silicium und anderen Silicium-Verbindungen) in einer korrosiven Umgebung besteht in der Bildung von flüchtigen Siliciummonoxid (SiO) und Siliciumhydroxid (Si(OH)4)-Produkten. Das Diffusionsvermögen von Oxidationsmittel in der YSZ-Deckschicht 18 ist generell sehr hoch. Daher muss zum Schutz der Si- enthaltenden Oberflächenregion 12 das Beschichtungssystem 14 zusätzliche Schichten unter der Deckschicht 18 enthalten, die einzeln oder in Kombination niedriges Diffusionsvermögen gegenüber Oxidationsmitteln, z. B. Sauerstoff und Wasserdampf zeigen, um die Oxidation von Siliciumcarbid in der Oberflächenregion 12 zu inhibieren, während sie darüber hinaus ausreichend chemisch und physikalisch verträglich mit der Oberflächenregion 12 sein müssen, um an der Region 12 unter strengen thermischen Bedingungen haften bleiben zu können.
  • In einer Ausführungsform dieser Erfindung bietet die in 1 gezeigte Kombination der inneren Schichten 20, 22 und 24 eine abgestufte Zusammensetzung, die die oben aufgeführten Erfordernisse erfüllt. Über der inneren Schicht 20 des Beschichtungssystems 14, die Mullit enthält, ist eine Schicht 22 aus einem Erdalkalimetall-Aluminosilikat, bevorzugt BSAS, abgeschieden. Gemäß der Erfindung wird die BSAS-Schicht 22 und die Deckschicht 18 durch eine YSZ enthaltende Schicht 24 getrennt, die ebenfalls Mullit, Aluminium und/oder Erdalkalimetall-Aluminosilikat (wiederum bevorzugt BSAS) enthält. Die YSZ enthaltende Schicht 24 der Erfindung fördert die Fähigkeit des T/EBC-Systems 14, die Si-enthaltende Oberflächenregion 12 über eine Vielzahl an Temperaturwechseln und bei erhöhten Temperaturen thermisch sowie gegenüber der Umgebung zu schützen.
  • Die Mullit enthaltende Schicht 20 dient dazu, die BSAS und YSZ enthaltenden Schichten 22 und 24 an der Si-enthaltenden Oberflächenregion 12 anzuhaften, während sie darüber hinaus Interaktionen zwischen der BSAS-Schicht 22 und der Si-enthaltenden Oberflächenregion 12 bei hohen Temperaturen verhindert. Mullit ist als Material für die innerste Schicht des Beschichtungssystems 14 aufgrund seiner chemischen Stabilität mit Si-enthaltenden Materialien bei hohen Temperaturen geeignet. Die Schicht 20 kann auch BSAS (oder sogar gänzlich BSAS) für weniger anspruchsvolle Anwendungen, z. B. unterhalb von Temperaturen von etwa 1300°C enthalten. Die Zugabe von BSAS zur Schicht 20 ist auch relativ verträglich mit der Si-enthaltenden Oberflächenregion 12, im Hinblick darauf, dass es einen CTE von etwa 5,27 ppm/°C aufweist, verglichen mit einem CTE für SiC/SiC-CMC von etwa 4,9 ppm/°C. Ein geeigneter Dickenbereich für die Mullit- enthaltende Schicht 20 ist abhängig von der spezifischen Anwendung und liegt bei 25 bis 250 μm (0,001 bis 0,010 inch).
  • Die BSAS-Schicht 22, die der Mullit enthaltenden Schicht 20 überlagert ist, bietet ausgezeichneten Umgebungsschutz und zeigt gute Wärmedämmeigenschaften aufgrund ihrer geringen thermischen Leitfähigkeit. Insbesondere kann BSAS als Umgebungsbarriere für die darunter liegende Mullit enthaltende Schicht 20 dienen, die bedeutende Siliciumdioxid-Aktivität und Verflüchtigung zeigen würde, wenn sie Wasserdampf bei hohen Temperaturen ausgesetzt werden würde. Folglich ist die BSAS-Schicht 22 in der Lage, die Entwicklung einer interfacialen Siliciumdioxidschicht an der Oberflächenregion 12 zu verhindern, wenn die Komponente 10 der oxidierenden Umgebung eines Gasturbinenmotors ausgesetzt ist. Zusätzlich ist BSAS physikalisch mit einem SiC-enthaltenden Substrat wie der Oberflächenregion 12 verträglich und ist relativ kompatibel mit der Mullit enthaltenden Schicht 20 und der Si-enthaltenden Oberflächenregion 12 was den CTE anbelangt. Ein geeigneter Dickenbereich für die BSAS-Schicht 22 ist abhängig von der spezifischen Anwendung und liegt bei 125 bis 500 μm (0,005 bis 0,02 inch).
  • Drei Ausführungsformen werden für die YSZ enthaltende Schicht 24 dieser Erfindung in Betracht gezogen. In einer ersten Ausführungsform ist die YSZ enthaltende Schicht 24 ein im Wesentlichen homogenes Gemisch von YSZ und BSAS, Mullit und/oder Aluminiumoxid, wobei YSZ bis zu 90 Gewichtsprozent der Schicht 24 ausmacht.
  • Alternativ kann die Schicht 24 aus eigenständigen Unterschichten bestehen, die jeweils eine unterschiedliche Zusammensetzung aufweisen. In dieser Ausführungsform ist die Zusammensetzung der Unterschicht, die mit der BSAS-Schicht 22 in Kontakt steht, bevorzugt im Wesentlichen BSAS, Mullit und/oder Aluminiumoxid, während die äußerste Unterschicht, die mit der YSZ-Deckschicht 18 in Kontakt steht, bevorzugt im Wesentlichen YSZ ist. Eine oder mehrere dazwischenliegende Unterschichten sind bevorzugt vorhanden und weisen Zusammensetzungen auf, die zwischen denen der inneren und äußeren Unterschichten liegen.
  • Gemäß der dritten Ausführungsform weist die YSZ enthaltende Schicht 24 eine sich kontinuierlich ändernde Zusammensetzung auf, von im Wesentlichen nur YSZ nahe der YSZ-Deckschicht 18 bis zu im Wesentlichen nur BSAS, Mullit und/oder Aluminiumoxid nahe der BSAS-Schicht 22. In dieser Ausführungsform weist die Schicht 24 eine abnehmende Konzentration von BSAS, Mullit und/oder Aluminiumoxid und eine zunehmende Konzentration von YSZ in der Richtung weg von der BSAS-Schicht 22 auf. In Verbindung dient die höhere Konzentration von BSAS, Mullit und/oder Aluminiumoxid nahe der BSAS-Schicht 22 und die höhere Konzentration von YSZ nahe der YSZ-Deckschicht 18 dazu, einen allmählich ansteigenden CTE zu liefern, mit einem Minimum-CTE nahe der BSAS-Schicht 22 und einem Maximum-CTE nahe der YSZ-Deckschicht 18.
  • Eine geeignete Dicke für die YSZ enthaltende Schicht 24 beträgt abhängig von der spezifischen Anwendung und der Dicke der übrigen Schichten 20, 22 und 24 bis zu etwa 500 μm (bis zu etwa 0,020 inch). Hohe Anwendungstemperaturen, z. B. bis zu 2000°C, machen dicke schützende Beschichtungssysteme, im Allgemeinen im Bereich von 250 μm oder mehr, nötig. Gerade bei solchen Beschichtungssystemen ist es notwendig, dass die Vorzüge der YSZ enthaltenden Schicht 24 die mechanische Integrität des Beschichtungssystems verbessern. Der YSZ-Bestandteil dieser Schicht 24 dient dazu deren Gesamt-CTE zu erhöhen und dem der YSZ-Deckschicht 18 anzunähern.
  • Vorzüge der Verwendung von Mullit, Aluminiumoxid oder einer Mischung davon mit YSZ in der Schicht 24 umfassen deren erhöhte Temperaturbeständigkeit verglichen mit BSAS. Da BSAS niedrige Siliciumdioxid-Aktivität und niedriges Diffusionsvermögen gegenüber Oxidationsmitteln zeigt, ist eine YSZ enthaltende Schicht 24, die auch BSAS enthält, darüber hinaus in der Lage, als eine Umgebungsbarriere für die darunter liegende Oberflächenregion 12 zu dienen. Gleichzeitig macht die Zugabe von BSAS zur Schicht 24 diese Schicht 24 kompatibler mit der darunter liegenden BSAS-Schicht 22 hinsichtlich des CTE. Vorzugsweise zeigt BSAS ausreichende Umgebungsresistenz, so dass wenn die YSZ-Deckschicht 18 abblättert, die darunter liegende BSAS und YSZ enthaltende Schicht 24 der Mullit-Schicht 20 und der Si-enthaltenden Oberflächenregion 12 weiterhin ein Maß an Umgebungsschutz bietet.
  • In 1 ist eine optionale Silicium-Schicht 16 zwischen der Mullit enthaltenden Schicht 20 und der Oberflächenregion 12 gezeigt. In Einklang mit US-B-6299988 ist der Einbezug der Siliciumschicht 16 vorteilhaft, um die Oxidationsresistenz der Oberflächenregion 12 zu verbessern und die Bindung zwischen der Mullit-schicht 20 und der Oberflächenregion 12 zu verstärken, wenn die Oberflächenregion 12 SiC oder Siliciumnitrid (Si3N4) enthält. Eine geeignete Dicke für die Siliciumschicht 16 beträgt 12,5 bis 250 Mikrometer.
  • Genau wie bei Haftvermittlerschichten und Umgebungsbeschichtungen können die Schichten 20, 22 und 24 einzeln durch Luft- und Vakuumplasmaspritzen (air plasma spraying, APS bzw. vacuum plasma spraying, VPS) abgeschieden werden, obwohl es absehbar ist, dass die Abscheidung durch andere bekannte Techniken erfolgen kann, wie chemische Gasphasenabscheidung (chemical vapor deposition, CVD) und Hochgeschwindigkeits-Flamm-Spritzen (high velocity oxy-fuel, HVOF). Die Deckschicht 18 kann ebenfalls durch andere bekannte Techniken abgeschieden werden, einschließlich Plasmaspritz- und physikalische Gasphasenabscheidungs-(physical vapor deposition, PVD)-Techniken. Danach kann im Anschluss an die Abscheidung der einzelnen Schichten 16, 20, 22 und 24 und/oder der Deckschicht 18 eine Hitzebehandlung durchgeführt werden, um die verbleibenden Spannungen abzubauen, die während des Abkühlens von erhöhten Abscheidungs-Temperaturen entstehen.

Claims (8)

  1. Artikel (10) aufweisend ein Substrat (12), gebildet aus einem Silizium enthaltenden Material, eine Mullit enthaltende innere Schicht (20), die das Substrat (12) überschichtet eine Schicht (22) aus einem Erdalkalimetall- Aluminiumsilikat, welche die innere Schicht (20) überschichtet, eine Zwischenschicht (24), welche die Schicht (22) überschichtet, wobei die Zwischenschicht (24) im wesentlichen aus Yttriumoxid stabilisiertem Zirkoniumdioxid und zumindest ein Material, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Mullit, Aluminiumoxid und Erdalkalimetall- Aluminiumsilikate, besteht, wobei die Zwischenschicht (24) einen thermischen Expansionskoeffizienten zwischen dem von Yttriumoxid stabilisiertem Zirkoniumdioxid und dem der inneren Schicht (20) hat und einer Deckschicht (18) aus Yttriumoxid stabilisiertem Zirkoniumdioxid, welche die Zwischenschicht überschichtet.
  2. Artikel (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (12) aus einem Material, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Metallmatrix-Verbundwerkstoffen, verstärkt mit Siliziumcarbid, Siliziumnitrid, und/oder Silizium, Verbundwerkstoffen mit einer Matrix aus Siliziumcarbid, Siliziumnitrid und/oder Silizium und Verbundwerkstoffen mit einer Siliziumcarbid-, Siliziumnitrid- und/oder Siliziummatrix, verstärkt mit Siliziumcarbid, Siliziumnitrid und/oder Silizium gebildet ist.
  3. Artikel (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht (22) im wesentlichen aus Barium- Strontium- Aluminiumsilikat besteht.
  4. Artikel (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (24) eine im wesentlichen gleichförmige Zusammensetzung aus Yttriumoxid stabilisiertem Zirkoniumdioxid und dem zumindest einen Material hat.
  5. Artikel (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (24) Teilschichten aufweist, eine erste Teilschicht (22), die eine im wesentlichen gleichförmige Zusammensetzung aus zumindest einem Material, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Barium- Strontium- Aluminiumsilikat, Mullit und Aluminiumoxid, und eine zweite Teilschicht, welche die Deckschicht (18) berührt und eine im wesentlichen gleichförmige Verteilung an Yttriumoxid stabilisiertem Zirkoniumdioxid hat.
  6. Artikel (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (24) bezüglich der Zusammensetzung abgestuft ist, wobei die Zwischenschicht (24) an der Grenzfläche der Zwischenschicht (24) zur Schicht (22) im wesentlichen aus Barium- Strontium- Aluminiumoxid, Mullit und/oder Aluminiumoxid besteht und an der Grenzfläche der Zwischenschicht (24) zur Deckschicht (18) im wesentlichen aus Yttriumoxid stabilisiertem Zirkoniumdioxid besteht, wobei die Zwischenschicht (24) in Richtung weg von der Schicht (22) eine abnehmende Konzentration an Barium- Strontium- Aluminiumoxid, Mullit und/oder Aluminiumoxid und eine zunehmende Konzentration an Yttriumoxid stabilisiertem Zirkoniumdioxid aufweist.
  7. Artikel (10), aufweisend ein Substrat (12), gebildet aus einem Silizium enthaltenden Material, eine Mullit enthaltenden ersten Schicht (20) auf dem Substrat (12), eine zweite Schicht (22) auf der ersten Schicht (20), wobei die zweite Schicht (22) im wesentlichen aus Barium- Strontium- Aluminiumsilikat besteht, eine dritte Schicht (24) auf der zweiten Schicht (22), wobei die dritte Schicht (24) im wesentlichen aus Yttriumoxid stabilisiertem Zirkoniumdioxid und zumindest einem Material, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Barium- Strontium-Aluminiumsilikat, Mullit und Aluminiumoxid, besteht, und eine Deckschicht (18) aus Yttriumoxid stabilisiertem Zirkoniumdioxid auf der dritten Schicht (24), besteht.
  8. Gasturbinenmotorkomponente (10), gebildet aus einem Silizium enthaltenden Material mit einem thermischen/umgebenden Barrierebeschichtungssystem (14) auf der Oberfläche davon, wobei das thermische/umgebende Barrierebeschichtungssystem (14) eine erste Schicht (20) auf der Oberfläche, die im wesentlichen aus Mullit oder einer Mischung aus Mullit und Barium- Strontium- Aluminiumsilikat besteht, wobei die erste Schicht (20) eine Dicke von 75 bis 250 Mikrometer hat, eine zweite Schicht (22) auf der ersten Schicht (20), wobei die zweite Schicht (22) im wesentlichen aus Barium- Strontium- Aluminiumsilikat besteht, und die zweite Schicht (22) eine Dicke von 125 bis 500 Mikrometer hat, eine dritte Schicht (24) auf der zweiten Schicht (22), wobei die dritte Schicht (24) im wesentlichen aus Yttriumoxid stabilisiertem Zirkoniumdioxid und einem Material, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Barium- Strontium-Aluminiumsilikat, Mullit und Aluminiumoxid, besteht und die dritte Schicht eine Dicke von bis zu 500 Mikrometer hat, und eine Deckschicht (18) aus Yttriumoxid stabilisiertem Zirkoniumdioxid auf der dritten Schicht (24), wobei die Deckschicht eine Dicke von 12,5 bis 1250 Mikrometern hat, aufweist.
DE60114495T 2000-04-06 2001-04-06 Umwelt/thermische Sperrschicht für einen Substrat auf der Basis von Silizium Expired - Lifetime DE60114495T2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US543956 1995-10-17
US09/543,956 US6444335B1 (en) 2000-04-06 2000-04-06 Thermal/environmental barrier coating for silicon-containing materials

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE60114495D1 DE60114495D1 (de) 2005-12-08
DE60114495T2 true DE60114495T2 (de) 2006-08-03

Family

ID=24170212

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE60114495T Expired - Lifetime DE60114495T2 (de) 2000-04-06 2001-04-06 Umwelt/thermische Sperrschicht für einen Substrat auf der Basis von Silizium

Country Status (3)

Country Link
US (1) US6444335B1 (de)
EP (1) EP1142850B1 (de)
DE (1) DE60114495T2 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006013215A1 (de) * 2006-03-22 2007-10-04 Siemens Ag Wärmedämmschicht-System

Families Citing this family (161)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6299988B1 (en) * 1998-04-27 2001-10-09 General Electric Company Ceramic with preferential oxygen reactive layer
US6697130B2 (en) * 2001-01-16 2004-02-24 Visteon Global Technologies, Inc. Flexible led backlighting circuit
US6607852B2 (en) * 2001-06-27 2003-08-19 General Electric Company Environmental/thermal barrier coating system with silica diffusion barrier layer
US20030112931A1 (en) * 2001-12-19 2003-06-19 Wendell Brown Facilitating navigation of an interactive voice response (IVR) menu to establish a telephone connection
US6759151B1 (en) 2002-05-22 2004-07-06 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Multilayer article characterized by low coefficient of thermal expansion outer layer
US6740364B2 (en) * 2002-05-30 2004-05-25 General Electric Company Method of depositing a compositionally-graded coating system
US6733908B1 (en) 2002-07-08 2004-05-11 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Multilayer article having stabilized zirconia outer layer and chemical barrier layer
US6699607B1 (en) 2002-10-30 2004-03-02 General Electric Company Thermal/environmental barrier coating for silicon-containing substrates
US7226668B2 (en) * 2002-12-12 2007-06-05 General Electric Company Thermal barrier coating containing reactive protective materials and method for preparing same
US20050003172A1 (en) * 2002-12-17 2005-01-06 General Electric Company 7FAstage 1 abradable coatings and method for making same
US6787195B2 (en) * 2003-02-03 2004-09-07 General Electric Company Method of depositing a coating on Si-based ceramic composites
US20040234782A1 (en) * 2003-05-22 2004-11-25 Sun Ellen Y. Environmental barrier coating for silicon based substrates
US6777093B1 (en) * 2003-05-22 2004-08-17 United Technologies Corporation Bond layer for silicon containing substrate
US6844075B1 (en) 2003-10-06 2005-01-18 General Electric Company Environmental barrier coating
US6969555B2 (en) * 2003-10-06 2005-11-29 General Electric Company Aluminate coating for a silicon containing substrate
US7429424B2 (en) * 2004-12-06 2008-09-30 General Electric Company Sintering resistant, low conductivity, high stability thermal barrier coating/environmental barrier coating system for a ceramic-matrix composite (CMC) article to improve high temperature capability
US7476453B2 (en) * 2004-12-06 2009-01-13 General Electric Company Low thermal conductivity thermal barrier coating system and method therefor
US7364807B2 (en) * 2004-12-06 2008-04-29 General Electric Company Thermal barrier coating/environmental barrier coating system for a ceramic-matrix composite (CMC) article to improve high temperature capability
US7326468B2 (en) * 2005-01-21 2008-02-05 General Electric Company Thermal/environmental barrier coating for silicon-comprising materials
US20060166019A1 (en) * 2005-01-21 2006-07-27 Irene Spitsberg Thermal/environmental barrier coating for silicon-comprising materials
US7115326B2 (en) * 2005-01-21 2006-10-03 General Electric Company Thermal/environmental barrier coating with transition layer for silicon-comprising materials
US7449254B2 (en) * 2005-01-21 2008-11-11 General Electric Company Environmental barrier coating with physical barrier layer for silicon-comprising materials
US7115327B2 (en) 2005-01-21 2006-10-03 General Electric Company Thermal/environmental barrier coating with transition layer for silicon-comprising materials
US20060188736A1 (en) * 2005-02-18 2006-08-24 General Electric Company Diffusion barrier for assemblies with metallic and silicon-containing components and method therefor
US20060210800A1 (en) * 2005-03-21 2006-09-21 Irene Spitsberg Environmental barrier layer for silcon-containing substrate and process for preparing same
US20060211241A1 (en) * 2005-03-21 2006-09-21 Christine Govern Protective layer for barrier coating for silicon-containing substrate and process for preparing same
US7354651B2 (en) * 2005-06-13 2008-04-08 General Electric Company Bond coat for corrosion resistant EBC for silicon-containing substrate and processes for preparing same
US7442444B2 (en) * 2005-06-13 2008-10-28 General Electric Company Bond coat for silicon-containing substrate for EBC and processes for preparing same
US20060280955A1 (en) * 2005-06-13 2006-12-14 Irene Spitsberg Corrosion resistant sealant for EBC of silicon-containing substrate and processes for preparing same
US20060280954A1 (en) * 2005-06-13 2006-12-14 Irene Spitsberg Corrosion resistant sealant for outer EBL of silicon-containing substrate and processes for preparing same
US7357994B2 (en) * 2005-06-14 2008-04-15 General Electric Company Thermal/environmental barrier coating system for silicon-containing materials
US20070292624A1 (en) * 2005-06-28 2007-12-20 General Electric Company Low conductivity, thermal barrier coating system for ceramic matrix composite (CMC) articles
US7579085B2 (en) 2005-08-19 2009-08-25 General Electric Company Coated silicon comprising material for protection against environmental corrosion
US7740960B1 (en) 2005-08-26 2010-06-22 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Multifunctionally graded environmental barrier coatings for silicon-base ceramic components
US8017230B2 (en) * 2005-10-31 2011-09-13 Praxair S.T. Technology, Inc. Ceramic powders and thermal barrier coatings made therefrom
EP1996341B1 (de) * 2006-02-20 2018-09-26 Kang N. Lee Artikel mit umgebungsbarriere-beschichtungssystem
US8667688B2 (en) 2006-07-05 2014-03-11 United Technologies Corporation Method of assembly for gas turbine fan drive gear system
US7704178B2 (en) 2006-07-05 2010-04-27 United Technologies Corporation Oil baffle for gas turbine fan drive gear system
US8858388B2 (en) 2006-08-15 2014-10-14 United Technologies Corporation Gas turbine engine gear train
US8753243B2 (en) 2006-08-15 2014-06-17 United Technologies Corporation Ring gear mounting arrangement with oil scavenge scheme
US9976437B2 (en) 2006-08-15 2018-05-22 United Technologies Corporation Epicyclic gear train
US10107231B2 (en) 2006-08-15 2018-10-23 United Technologies Corporation Gas turbine engine with geared architecture
WO2008045072A1 (en) 2006-10-12 2008-04-17 United Technologies Corporation Dual function cascade integrated variable area fan nozzle and thrust reverser
US20080273961A1 (en) 2007-03-05 2008-11-06 Rosenkrans William E Flutter sensing and control system for a gas turbine engine
US11149650B2 (en) 2007-08-01 2021-10-19 Raytheon Technologies Corporation Turbine section of high bypass turbofan
US11486311B2 (en) 2007-08-01 2022-11-01 Raytheon Technologies Corporation Turbine section of high bypass turbofan
US11346289B2 (en) 2007-08-01 2022-05-31 Raytheon Technologies Corporation Turbine section of high bypass turbofan
US11242805B2 (en) 2007-08-01 2022-02-08 Raytheon Technologies Corporation Turbine section of high bypass turbofan
US20150377123A1 (en) 2007-08-01 2015-12-31 United Technologies Corporation Turbine section of high bypass turbofan
US9701415B2 (en) 2007-08-23 2017-07-11 United Technologies Corporation Gas turbine engine with axial movable fan variable area nozzle
US9957918B2 (en) 2007-08-28 2018-05-01 United Technologies Corporation Gas turbine engine front architecture
US20140157754A1 (en) 2007-09-21 2014-06-12 United Technologies Corporation Gas turbine engine compressor arrangement
US20090162632A1 (en) * 2007-12-19 2009-06-25 Glen Harold Kirby Barrier coatings comprising taggants and components comprising the same
US20090162674A1 (en) * 2007-12-20 2009-06-25 Brett Allen Boutwell Tapes comprising barrier coating compositions and components comprising the same
US20140174056A1 (en) 2008-06-02 2014-06-26 United Technologies Corporation Gas turbine engine with low stage count low pressure turbine
US8343589B2 (en) * 2008-12-19 2013-01-01 General Electric Company Methods for making environmental barrier coatings and ceramic components having CMAS mitigation capability
US8658291B2 (en) * 2008-12-19 2014-02-25 General Electric Company CMAS mitigation compositions, environmental barrier coatings comprising the same, and ceramic components comprising the same
US8658255B2 (en) * 2008-12-19 2014-02-25 General Electric Company Methods for making environmental barrier coatings and ceramic components having CMAS mitigation capability
US9885313B2 (en) 2009-03-17 2018-02-06 United Technologes Corporation Gas turbine engine bifurcation located fan variable area nozzle
AT508322B1 (de) * 2009-06-05 2012-04-15 Boehler Schmiedetechnik Gmbh & Co Kg Verfahren zur warmformgebung eines werkstückes
US20110027559A1 (en) * 2009-07-31 2011-02-03 Glen Harold Kirby Water based environmental barrier coatings for high temperature ceramic components
US9005716B2 (en) * 2009-07-31 2015-04-14 General Electric Company Method for making solvent based environmental barrier coatings using sintering aids
US9023435B2 (en) * 2009-07-31 2015-05-05 General Electric Company Methods for making water based environmental barrier coatings using sintering aids
US8501840B2 (en) * 2009-07-31 2013-08-06 General Electric Company Water based slurry compositions for making environmental barrier coatings and environmental barrier coatings comprising the same
US20110027517A1 (en) * 2009-07-31 2011-02-03 Glen Harold Kirby Methods of improving surface roughness of an environmental barrier coating and components comprising environmental barrier coatings having improved surface roughness
US8673400B2 (en) * 2009-07-31 2014-03-18 General Electric Company Methods of improving surface roughness of an environmental barrier coating and components comprising environmental barrier coatings having improved surface roughness
US20110027557A1 (en) * 2009-07-31 2011-02-03 Glen Harold Kirby Solvent based environmental barrier coatings for high temperature ceramic components
US9062564B2 (en) 2009-07-31 2015-06-23 General Electric Company Solvent based slurry compositions for making environmental barrier coatings and environmental barrier coatings comprising the same
US9005717B2 (en) * 2009-07-31 2015-04-14 General Electric Company Methods for making environmental barrier coatings using sintering aids
US8999457B2 (en) * 2009-07-31 2015-04-07 General Electric Company Methods for making environmental barrier coatings using sintering aids
US9995174B2 (en) 2010-10-12 2018-06-12 United Technologies Corporation Planetary gear system arrangement with auxiliary oil system
US9945036B2 (en) 2011-03-22 2018-04-17 General Electric Company Hot corrosion-resistant coatings and components protected therewith
US10605167B2 (en) 2011-04-15 2020-03-31 United Technologies Corporation Gas turbine engine front center body architecture
US9631558B2 (en) 2012-01-03 2017-04-25 United Technologies Corporation Geared architecture for high speed and small volume fan drive turbine
US9410608B2 (en) 2011-06-08 2016-08-09 United Technologies Corporation Flexible support structure for a geared architecture gas turbine engine
US9239012B2 (en) 2011-06-08 2016-01-19 United Technologies Corporation Flexible support structure for a geared architecture gas turbine engine
US9506422B2 (en) 2011-07-05 2016-11-29 United Technologies Corporation Efficient, low pressure ratio propulsor for gas turbine engines
US9909505B2 (en) 2011-07-05 2018-03-06 United Technologies Corporation Efficient, low pressure ratio propulsor for gas turbine engines
US9938898B2 (en) 2011-07-29 2018-04-10 United Technologies Corporation Geared turbofan bearing arrangement
US9416677B2 (en) 2012-01-10 2016-08-16 United Technologies Corporation Gas turbine engine forward bearing compartment architecture
US20130186058A1 (en) 2012-01-24 2013-07-25 William G. Sheridan Geared turbomachine fan and compressor rotation
US9394852B2 (en) 2012-01-31 2016-07-19 United Technologies Corporation Variable area fan nozzle with wall thickness distribution
US10400629B2 (en) 2012-01-31 2019-09-03 United Technologies Corporation Gas turbine engine shaft bearing configuration
US20130192251A1 (en) 2012-01-31 2013-08-01 Peter M. Munsell Buffer system that communicates buffer supply air to one or more portions of a gas turbine engine
US8869508B2 (en) 2012-01-31 2014-10-28 United Technologies Corporation Gas turbine engine variable area fan nozzle control
US8935913B2 (en) 2012-01-31 2015-01-20 United Technologies Corporation Geared turbofan gas turbine engine architecture
US8863491B2 (en) 2012-01-31 2014-10-21 United Technologies Corporation Gas turbine engine shaft bearing configuration
US10113434B2 (en) 2012-01-31 2018-10-30 United Technologies Corporation Turbine blade damper seal
US20150192070A1 (en) 2012-01-31 2015-07-09 United Technologies Corporation Geared turbofan gas turbine engine architecture
US9169781B2 (en) 2012-01-31 2015-10-27 United Technologies Corporation Turbine engine gearbox
US10724431B2 (en) 2012-01-31 2020-07-28 Raytheon Technologies Corporation Buffer system that communicates buffer supply air to one or more portions of a gas turbine engine
US10287914B2 (en) 2012-01-31 2019-05-14 United Technologies Corporation Gas turbine engine with high speed low pressure turbine section and bearing support features
US20130192240A1 (en) 2012-01-31 2013-08-01 Peter M. Munsell Buffer system for a gas turbine engine
US20150345426A1 (en) 2012-01-31 2015-12-03 United Technologies Corporation Geared turbofan gas turbine engine architecture
US20130192198A1 (en) 2012-01-31 2013-08-01 Lisa I. Brilliant Compressor flowpath
US20130192191A1 (en) 2012-01-31 2013-08-01 Frederick M. Schwarz Gas turbine engine with high speed low pressure turbine section and bearing support features
US9835052B2 (en) 2012-01-31 2017-12-05 United Technologies Corporation Gas turbine engine with high speed low pressure turbine section and bearing support features
US10415468B2 (en) 2012-01-31 2019-09-17 United Technologies Corporation Gas turbine engine buffer system
US10107191B2 (en) 2012-02-29 2018-10-23 United Technologies Corporation Geared gas turbine engine with reduced fan noise
US8790075B2 (en) 2012-03-30 2014-07-29 United Technologies Corporation Gas turbine engine geared architecture axial retention arrangement
US10125693B2 (en) 2012-04-02 2018-11-13 United Technologies Corporation Geared turbofan engine with power density range
US10138809B2 (en) 2012-04-02 2018-11-27 United Technologies Corporation Geared turbofan engine with a high ratio of thrust to turbine volume
US8572943B1 (en) 2012-05-31 2013-11-05 United Technologies Corporation Fundamental gear system architecture
US20150308351A1 (en) 2012-05-31 2015-10-29 United Technologies Corporation Fundamental gear system architecture
EP3456943B1 (de) 2012-09-28 2021-08-04 Raytheon Technologies Corporation Strömungsmessendes t-rohr mit geteilter zone
BR112015007733B1 (pt) 2012-10-08 2022-05-03 United Technologies Corporation Motores de turbina a gás, e, método para distribuir peso entre um conjunto de propulsor e um conjunto de gerador de gás de um motor de turbina a gás
US11280271B2 (en) 2012-10-09 2022-03-22 Raytheon Technologies Corporation Operability geared turbofan engine including compressor section variable guide vanes
US9920653B2 (en) 2012-12-20 2018-03-20 United Technologies Corporation Low pressure ratio fan engine having a dimensional relationship between inlet and fan size
US9932933B2 (en) 2012-12-20 2018-04-03 United Technologies Corporation Low pressure ratio fan engine having a dimensional relationship between inlet and fan size
US10436120B2 (en) 2013-02-06 2019-10-08 United Technologies Corporation Exhaust nozzle for an elongated gear turbofan with high bypass ratio
WO2014158439A1 (en) 2013-03-12 2014-10-02 United Technologies Corporation Flexible coupling for geared turbine engine
US11719161B2 (en) 2013-03-14 2023-08-08 Raytheon Technologies Corporation Low noise turbine for geared gas turbine engine
US10605172B2 (en) 2013-03-14 2020-03-31 United Technologies Corporation Low noise turbine for geared gas turbine engine
US9885282B2 (en) 2013-03-15 2018-02-06 United Technologies Corporation Turbofan engine bearing and gearbox arrangement
US10724479B2 (en) 2013-03-15 2020-07-28 United Technologies Corporation Thrust efficient turbofan engine
US10287917B2 (en) 2013-05-09 2019-05-14 United Technologies Corporation Turbofan engine front section
US10316758B2 (en) 2013-05-09 2019-06-11 United Technologies Corporation Turbofan engine front section
WO2015088619A2 (en) 2013-10-16 2015-06-18 United Technologies Corporation Geared turbofan engine with targeted modular efficiency
US10502163B2 (en) 2013-11-01 2019-12-10 United Technologies Corporation Geared turbofan arrangement with core split power ratio
EP3063385A4 (de) 2013-11-01 2017-07-12 United Technologies Corporation Getriebeturbolüfteranordnung mit geteilter kernleistung
US8869504B1 (en) 2013-11-22 2014-10-28 United Technologies Corporation Geared turbofan engine gearbox arrangement
EP3108119B1 (de) 2014-02-19 2023-10-04 RTX Corporation Turboluftstrahltriebwerk mit getriebefan und niederdruckverdichterlaufschaufeln
WO2015175058A2 (en) 2014-02-19 2015-11-19 United Technologies Corporation Gas turbine engine airfoil
EP3108104B1 (de) 2014-02-19 2019-06-12 United Technologies Corporation Gasturbinenmotor-tragfläche
EP3108106B1 (de) 2014-02-19 2022-05-04 Raytheon Technologies Corporation Schaufelblatt eines gasturbinenmotors
US10570915B2 (en) 2014-02-19 2020-02-25 United Technologies Corporation Gas turbine engine airfoil
WO2015175051A2 (en) 2014-02-19 2015-11-19 United Technologies Corporation Gas turbine engine airfoil
US10605259B2 (en) 2014-02-19 2020-03-31 United Technologies Corporation Gas turbine engine airfoil
EP3108107B1 (de) 2014-02-19 2023-10-11 Raytheon Technologies Corporation Turboluftstrahltriebwerk mit getriebefan und niederdruckverdichterschaufeln
WO2015175052A2 (en) 2014-02-19 2015-11-19 United Technologies Corporation Gas turbine engine airfoil
EP3108118B1 (de) 2014-02-19 2019-09-18 United Technologies Corporation Gasturbinenmotor-tragfläche
WO2015175056A2 (en) 2014-02-19 2015-11-19 United Technologies Corporation Gas turbine engine airfoil
US10280843B2 (en) 2014-03-07 2019-05-07 United Technologies Corporation Geared turbofan with integral front support and carrier
US9879608B2 (en) 2014-03-17 2018-01-30 United Technologies Corporation Oil loss protection for a fan drive gear system
US9976490B2 (en) 2014-07-01 2018-05-22 United Technologies Corporation Geared gas turbine engine with oil deaerator
US10060289B2 (en) 2014-07-29 2018-08-28 United Technologies Corporation Geared gas turbine engine with oil deaerator and air removal
WO2016032789A1 (en) * 2014-08-25 2016-03-03 General Electric Company Article for high temperature service
US9915225B2 (en) 2015-02-06 2018-03-13 United Technologies Corporation Propulsion system arrangement for turbofan gas turbine engine
US9470093B2 (en) 2015-03-18 2016-10-18 United Technologies Corporation Turbofan arrangement with blade channel variations
US10371168B2 (en) 2015-04-07 2019-08-06 United Technologies Corporation Modal noise reduction for gas turbine engine
US9874145B2 (en) 2015-04-27 2018-01-23 United Technologies Corporation Lubrication system for gas turbine engines
US10458270B2 (en) 2015-06-23 2019-10-29 United Technologies Corporation Roller bearings for high ratio geared turbofan engine
US10233773B2 (en) 2015-11-17 2019-03-19 United Technologies Corporation Monitoring system for non-ferrous metal particles
US10508562B2 (en) 2015-12-01 2019-12-17 United Technologies Corporation Geared turbofan with four star/planetary gear reduction
US10669948B2 (en) 2017-01-03 2020-06-02 Raytheon Technologies Corporation Geared turbofan with non-epicyclic gear reduction system
US10934626B2 (en) * 2017-04-21 2021-03-02 General Electric Company Segmented environmental barrier coating systems and methods of forming the same
US10738646B2 (en) 2017-06-12 2020-08-11 Raytheon Technologies Corporation Geared turbine engine with gear driving low pressure compressor and fan at common speed, and failsafe overspeed protection and shear section
WO2019005121A1 (en) * 2017-06-30 2019-01-03 Siemens Aktiengesellschaft INTERMEDIATE LAYER FOR ADDITIONAL THERMAL PROTECTION AND ADHESION OF A THERMAL BARRIER LAYER TO A CERAMIC MATRIX COMPOSITE SUBSTRATE
US11976013B2 (en) 2017-09-27 2024-05-07 Rolls-Royce Corporation Composite coating layer for ceramic matrix composite substrate
US10871078B2 (en) 2017-09-27 2020-12-22 Rolls-Royce Corporation Low porosity abradable coating
US10724445B2 (en) 2018-01-03 2020-07-28 Raytheon Technologies Corporation Method of assembly for fan drive gear system with rotating carrier
WO2019213185A1 (en) 2018-05-04 2019-11-07 Bridgestone Americas Tire Operations, Llc Tire tread rubber composition
US11092020B2 (en) 2018-10-18 2021-08-17 Raytheon Technologies Corporation Rotor assembly for gas turbine engines
US11760696B2 (en) 2019-01-04 2023-09-19 Rtx Corporation Ceramic matrix composite component with modified thermal expansion and method for producing the same
US11781506B2 (en) 2020-06-03 2023-10-10 Rtx Corporation Splitter and guide vane arrangement for gas turbine engines
DE102020126082A1 (de) 2020-10-06 2022-04-07 Forschungszentrum Jülich GmbH Verfahren zur Herstellung einer Beschichtung sowie Beschichtung
JP2023554247A (ja) * 2020-12-02 2023-12-27 エリコン サーフェース ソリューションズ アーゲー， ファフィコン Ａｌ－Ｓｉ耐食コーティング
CN112811938A (zh) * 2020-12-30 2021-05-18 西安鑫垚陶瓷复合材料有限公司 一种多层结构钡长石环境屏障涂层及其用途和制备方法
US11814968B2 (en) 2021-07-19 2023-11-14 Rtx Corporation Gas turbine engine with idle thrust ratio
US11754000B2 (en) 2021-07-19 2023-09-12 Rtx Corporation High and low spool configuration for a gas turbine engine
US11719245B2 (en) 2021-07-19 2023-08-08 Raytheon Technologies Corporation Compressor arrangement for a gas turbine engine

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5164266A (en) 1989-10-24 1992-11-17 Isuzu Ceramics Research Institute Co., Ltd. Slidable ceramic member and method of manufacturing same
JPH05238859A (ja) 1992-02-28 1993-09-17 Tokyo Electric Power Co Inc:The セラミックコーティング部材
JP3583812B2 (ja) 1994-09-05 2004-11-04 東京電力株式会社 セラミックコーティング部材とその製造方法
US5985470A (en) 1998-03-16 1999-11-16 General Electric Company Thermal/environmental barrier coating system for silicon-based materials
US6485848B1 (en) * 1998-04-27 2002-11-26 General Electric Company Coated article and method of making
US6299988B1 (en) 1998-04-27 2001-10-09 General Electric Company Ceramic with preferential oxygen reactive layer
US6296941B1 (en) 1999-04-15 2001-10-02 General Electric Company Silicon based substrate with yttrium silicate environmental/thermal barrier layer
US6296942B1 (en) * 1999-04-15 2001-10-02 General Electric Company Silicon based substrate with calcium aluminosilicate environmental/thermal barrier layer

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006013215A1 (de) * 2006-03-22 2007-10-04 Siemens Ag Wärmedämmschicht-System

Also Published As

Publication number Publication date
EP1142850B1 (de) 2005-11-02
EP1142850A1 (de) 2001-10-10
US6444335B1 (en) 2002-09-03
DE60114495D1 (de) 2005-12-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60114495T2 (de) Umwelt/thermische Sperrschicht für einen Substrat auf der Basis von Silizium
DE60310851T2 (de) Umwelt/Wärmedämmschicht für siliziumhaltiges Substrat
DE112008003501B4 (de) Mit Wärmesperr-Überzugssystemen überzogene Gegenstände einschließlich einer Seltenerdaluminatschicht zur verbesserten Beständigkeit gegenüber CMAS-Infiltration
DE60017823T2 (de) Verfahren zum Aufbringen einer Barriereschicht auf ein siliziumhaltiges Substrat und nach diesem Verfahren hergestellter Gegenstand
DE60101868T2 (de) Gegenstand umfassend ein Silizium enthaltendes Substrat und eine Sperrschicht, die als Schutz- bzw. Wärmedämmschicht dient
DE60205204T2 (de) Barriereschicht für siliziumhaltiges Substrat
DE60132144T2 (de) Hoch hitze- und oxidationsbeständige Beschichtung und hoch hitze- und oxidationsbeständiger, mehrschichtiger Werkstoff
DE60021464T2 (de) Substrat auf der Basis von Silizium mit einer Wärmedämmschicht
DE69916149T2 (de) Verbesserte Aluminid-Diffusionsverbundschicht für thermische Sperrschichtsysteme und Verfahren dazu
DE19680503B3 (de) Verbundmaterial mit durch mehrere Überzüge geschütztem Wärmesperren-Überzug und Verfahren zu seiner Herstellung
DE3023441C2 (de)
DE602004002721T2 (de) Umweltsperrschicht für Substrate auf der Basis von Silizium
DE69607449T2 (de) Hochtemperatur-Schutzschicht die gegen Erosion und Beanspruchung durch teilchenförmiges Material beständig ist
DE112008003502T5 (de) Verfahren zum Verbessern der Beständigkeit gegen CMAS-Infiltration
DE60026973T2 (de) Wärmedämmschicht mit sinterresistenz
EP2251457B1 (de) NiCoCrAl- oder CoCrAl-Schicht mit Re
EP2197813B1 (de) Keramischer schichtverbund
WO2017152891A1 (de) Haftvermittlerschicht zur anbindung einer hochtemperaturschutzschicht auf einem substrat, sowie verfahren zur herstellung derselben
DE4433514A1 (de) Selbstregenerierbares Überzugsmaterial und Verfahren zur Herstellung desselben
DE602004006336T2 (de) Brennkammer oder Turbinenteil einer Gasturbinenanlage
WO2007016906A1 (de) Wärmedämmschichtsystem
DE4015010C2 (de) Metallbauteil mit einer wärmedämmenden und titanfeuerhemmenden Schutzschicht und Herstellungsverfahren
EP1141437B1 (de) Wärmedämmende glas-metall/keramik-schichten
DE102004002303B4 (de) Verfahren zur Herstellung eines beschichteten Kohlenstoff/Kohlenstoff-Verbundwerkstoffes und danach hergestellter beschichteter Kohlenstoff/Kohlenstoff-Verbundwerkstoff
EP0432699B1 (de) Bauteil aus Metall mit einem Schutz gegen Titanfeuer und Verfahren zur Herstellung des Bauteils

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition