DE69632981T2 - Verschleisszusammensetzung, verfahren zur Herstellung einer Verschleisszusammensetzung und gasturbine Motor mit Verschleissdichtung - Google Patents
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Description
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verschleissdichtungen und insbesondere auf Verschleissdichtungen zwischen drehenden und stehenden Komponenten bei Gasturbinentriebwerken. Insbesondere wird die Verschleissdichtung bei statischen Deckbandsegmenten angewandt, die radial im Abstand zu Rotorschaufeln, z. B. Turbinenlaufschaufeln, angeordnet sind.
- Um die Leistung und den Wirkungsgrad eines Gasturbinentriebwerkes zu verbessern, ist es notwendig, den Anteil von Luft zu vermindern, der zur Kühlung der Turbinenteile benutzt wird. Dies hat zum Ersatz von luftgekühlten metallischen Deckbandsegmenten durch ungekühlte keramische Matrix-Verbund-Deckbandsegmente geführt, die beispielsweise in Form von Siliziumkarbidfasern in einer Aluminiumoxidmatrix ausgebildet sind.
- Herkömmliche Verschleissdichtungen bei gekühlten metallischen Deckbändern weisen metallische Honigwabenbauteile auf. Diese sind jedoch nicht zur Benutzung bei keramischen Matrix-Verbund-Deckbandsegmenten geeignet. Es sind zwar keramische Honigwabenbauteile für keramische Matrix-Deckbandsegmente zur Bildung von Verschleissdichtungen angewandt worden, aber es hat sich erwiesen, dass diese eine unannehmbare Abnutzung der Turbinenlaufschaufeln auf Nickelbasis verursachen. Es sind keramische Schäume auf keramische Matrix-Deckbandsegmente aufgebracht worden, um Verschleissdichtungen zu erzeugen, und diese bewirken zwar keine wesentliche Abnutzung der Turbinenlaufschaufeln auf Nickelbasis, jedoch ergaben diese keine befriedigende Abdichtung und sie leiden unter Erosion.
- J56032360 beschreibt einen von Gewicht leichten, feuerwiderstandsfähigen Gusskörper, der durch Härtung einer Mischung aus Bimsstein, Aluminiumoxid, Siliziumoxid, hohlen Perlit-Glasperlen und einem Phosphatbinder bei einer Temperatur von 500°C hergestellt wurde. Die Perlit-Perlen haben einen Durchmesser von weniger als 1,5 mm. Das Siliziumoxid beträgt 68–79%, und der Aluminiumoxidgehalt beträgt 11–20%. Dies ist jedoch keine Verschleissdichtung.
- Die US4639388 beschreibt eine Verschleisszusammensetzung, bestehend aus hohlen Aluminiumoxidkugeln und einem Aluminiumoxid-Füllstoff in einer Aluminiumphosphatmatrix. Die hohlen Kugeln haben eine Siebgröße von –35 + 60, und es sind 40 Gew.-% von hohlen Aluminiumoxidkugeln vorhanden. Die Zusammensetzung wird bei 371°C wärmebehandelt.
- Die EP0086938 beschreibt eine Verschleisszusammensetzung, bestehend aus Aluminiumsilikat-Glashohlkugeln in einer Keramikmatrix, aber es wird festgestellt, dass die Aluminiumsilikat-Glashohlkugeln einen niedrigen Schmelzpunkt besitzen und nicht zur Benutzung bei hohen Temperaturen geeignet sind.
- Die vorliegende Erfindung bezweckt die Schaffung einer Verschleissdichtung, die für ein Verbund-Deckbandsegment aus einer Keramikmatrix geeignet ist, wobei die oben erwähnten Probleme beseitigt sind.
- Demgemäß schafft die vorliegende Erfindung einen Bauteil mit einer Verschleissdichtung, die auf dem Bauteil angeordnet ist, wobei die Verschleissdichtung Hohlkugeln und einen Füllstoff in einer Aluminiumphosphatmatrix aufweist und der Gewichtsanteil der Hohlkugeln 30% bis 50% beträgt und wobei der Bauteil dadurch gekennzeichnet ist, dass er aus einem Verbundmaterial mit einer Keramikmatrix besteht, die Verstärkungsfasern in einem keramischen Matrixmaterial aufweist und wobei die Verschleissdichtung an dem aus Verbundmaterial mit Keramikmatrix bestehenden Bauteil festgelegt ist und die Hohlkugeln als hohle Aluminosilikatkugeln ausgebildet sind und die hohlen Aluminosilikatkugeln einen Durchmesser im Bereich zwischen 400 bis 1800 Mikrometer besitzen und der Füllstoff ein Aluminosilikat-Füllstoff ist.
- Noch zweckmäßiger ist es, wenn die Hohlkugeln einen Durchmesser in einem Bereich zwischen 800 bis 1400 Mikrometer aufweisen.
- Vorzugsweise hat die Verschleissdichtung eine Dichte von etwa 1,5 g/cm3.
- Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteils mit einer Verschleissdichtung, wobei der Bauteil aus einem Verbundmaterial mit Keramikmatrix besteht und das Verbundmaterial mit Keramikmatrix Verstärkungsfasern in einem keramischen Matrixmaterial aufweist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
- a) es wird eine Paste aus Aluminiumphosphat und Aluminosilikat-Füllstoff geschaffen;
- b) es werden der Paste hohle Aluminosilikatkugeln zugesetzt;
- c) es werden Paste und hohle Aluminosilikatkugeln vermischt, um einen Keramikbrei zu erzeugen;
- d) es wird der Keramikbrei aus hohlen Aluminosilikatkugeln und der Paste auf eine erforderliche Gestalt gebracht;
- e) es wird der geformte Keramikbrei aus hohlen Aluminosilikatkugeln und Paste auf eine Temperatur erhitzt, die im Bereich zwischen 800°C und 1200°C liegt, um eine Aluminiumphosphatmatrix zu erzeugen, die hohle Aluminosilikatkugeln enthält, und es wird der Keramikbrei aus hohlen Aluminosilikatkugeln und Paste auf dem Verbundmaterialbauteil mit Keramikmatrix geformt oder es wird das Aluminiumphosphatmatrixmaterial, das einen Aluminosilikat-Füllstoff und hohle Aluminosilikatkugeln enthält, mit dem Verbundmaterial aus Keramikmatrix fest verbunden.
- Der Schritt (a) kann eine Vermischung des Aluminosilikatpulvers mit Wasser und Aluminiumoxidpulver und Phosphorsäure aufweisen, um die Paste zu erzeugen.
- Der Schritt (a) umfasst die Vermischung von 54,3 Gew.-% Aluminosilikatpulver, 23,3 Gew.-% Aluminiumoxidpulver und 22,4 Gew.-% von 96%iger Phosphorsäure und Wasser.
- Vorzugsweise umfasst der Schritt (a) die Vermischung von Aluminosilikatpulver mit einer Aluminium-Mono-Phosphat-Lösung. Der Schritt (a) umfasst die Vermischung von 46,2 Gew.-% Aluminium-Mono-Phosphat-Lösung und 53,8 Gew. Aluminosilikatpulver.
- Vorzugsweise werden im Schritt (b) 70 Gew.-% der Paste mit 30 Gew.-% der hohlen Aluminosilikatkugeln vermischt.
- Vorzugsweise umfasst der Schritt (e) eine aufeinanderfolgende Wärmebehandlung der gebildeten Mischung während 10 Stunden bei 60°C, während 1 Stunde bei 120°C, während 1,5 Stunden bei 350°C, während 2 Stunden bei 800°C, während 2 Stunden bei 1100°C und während 1 Stunde bei 1200°C.
- Vorzugsweise umfasst das Verbundmaterial der Keramikmatrix Siliziumkarbidfasern in einer Aluminiumoxidmatrix und der Schritt (e) umfasst eine Wärmebehandlung der geformten Mischung aus hohlen Aluminosilikatkugeln und Paste innerhalb der Form, um die Aluminiumoxidmatrix des Keramikmatrix-Verbundmaterials mit der Aluminiumphosphatmatrix zu verbinden, die Aluminosilikat-Füllstoff und die hohlen Aluminosilikatkugeln enthält.
- Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Gasturbinentriebwerk mit einem Bauteil und einer Verschleissdichtung, die auf dem Bauteil angeordnet ist, wobei die Verschleissdichtung aus Hohlkugeln und einem Füllstoff in einer Aluminiumphosphatmatrix besteht und der Gewichtsanteil der Hohlkugeln 30% bis 50% beträgt, dadurch gekennzeichnet, dass der Bauteil aus einem Keramikmatrix-Verbundmaterial besteht und das Keramikmatrix-Verbundmaterial Verstärkungsfasern in einem keramischen Matrixmaterial enthält, wobei die Verschleissdichtung an dem Keramikmatrix-Verbundmaterial-Bauteil festgelegt ist und die Hohlkugeln hohle Aluminosilikatkugeln sind und die hohlen Aluminosilikatkugeln einen Durchmesser im Bereich zwischen 400 und 1800 Mikrometer haben und der Füllstoff ein Aluminosilikat-Füllstoff ist.
- Noch besser ist es, wenn die Hohlkugeln einen Durchmesser in dem Bereich zwischen 800 bis 1400 Mikrometer haben.
- Vorzugsweise hat die Verschleissdichtung eine Dichte von etwa 1,5 g/m3.
- Vorzugsweise ist die Verschleissdichtung an einem Turbinendeckband festgelegt.
- Vorzugsweise weist das Keramikmatrix-Verbundmaterial Siliziumkarbidfasem in einer Aluminiumoxidmatrix auf.
- Vorzugsweise ist die Verschleissdichtung an dem Keramikmatrix-Verbundmaterial durch einen Kleber festgelegt, der ein Aluminium-Mono-Phosphat enthält.
- Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
-
1 ist eine Teilschnittansicht durch ein Turbofan-Gasturbinentriebwerk mit einem Turbinendeckband, das eine Verschleissdichtung gemäß der vorliegenden Erfindung aufweist; -
2 ist in größerem Maßstab gezeichnet eine Schnittansicht durch den Turbinenteil des Triebwerks gemäß1 ; -
3 ist in größerem Maßstab gezeichnet eine Schnittansicht durch die Verschleissdichtung gemäß1 und2 . - Das in
1 dargestellte Turbofan-Gasturbinentriebwerk10 weist einen Fanaufbau12 und ein Kerntiebwerk14 auf. Der Fanaufbau12 liegt stromauf des Kerntiebwerks14 . Der Fanaufbau12 liegt in einem Fankanal16 , der teilweise durch ein Fangehäuse18 definiert ist. Das Fangehäuse weist einen Einlass20 am stromaufwärtigen Ende und eine Düse22 am stromabwärtigen Ende auf. Der Fanaufbau12 wird durch das Kerntiebwerk14 angetrieben. - Das Kerntiebwerk
14 weist in axialer Strömungsrichtung hintereinander einen Zwischendruckkompressor24 , einen Hochdruckkompressor26 , eine Verbrennungseinrichtung28 , eine Turbine30 und eine Schubdüse32 auf. Ein Teil der Luft, die ursprünglich durch den Fanaufbau12 verdichtet wurde, strömt durch den Zwischendruckkompressor24 und den Hochdruckkompressor26 nach der Verbrennungseinrichtung28 , die als ringförmige Verbrennungseinrichtung oder als Flammrohr-Verbrennungseinrichtung oder als eine andere geeignete Verbrennungseinrichtung ausgebildet sein kann. Der Brennstoff wird in der Verbrennungseinrichtung28 verbrannt, um heiße Gase zu erzeugen, die durch die Turbine30 strömen. Die Turbine30 treibt den Fanaufbau12 , den Zwischendruckkompressor24 und den Hochdruckkompressor26 über die jeweiligen nicht dargestellten Wellen an. Die durch die Düse22 vom Fanaufbau12 verdichtete Luft liefert den Hauptteil des Schubes. Das Fangehäuse18 ist mit dem Kerntiebwerksgehäuse über mehrere im Winkelabstand angeordnete Streben34 verbunden. - Die Turbine
30 weist mehrere Stufen von Turbinenlaufschaufeln36 und Turbinenleitschaufeln38 auf, die abwechselnd hintereinander angeordnet sind, wie dies aus2 ersichtlich ist. Die Turbinenlaufschaufeln36 sind an einem oder mehreren (nicht dargestellten) Turbinenrotoren angebracht, und die Turbinenleitschaufeln38 sind am Turbinengehäuse40 festgelegt. Das Turbinengehäuse40 besitzt außerdem mehrere Turbinendeckbänder42 , von denen eines dargestellt ist und die sich in Umfangsrichtung um eine der Stufen der Turbinenlaufschaufeln36 erstrecken. Jedes Turbinendeckband42 besteht aus mehreren in Umfangsrichtung verlaufenden Segmenten44 . Die Turbinendeckbandsegmente44 bestehen aus einem keramischen Matrixverbundmaterial. Beispielsweise bestehen die Segmente44 aus Siliziumkarbid-Verstärkungsfasern in einer Aluminiumoxidmatrix, obgleich auch andere geeignete Fasern und keramische Matrixmaterialen benutzt werden können. Die Benutzung von keramischen Matrixverbundmaterial-Deckbandsegmenten44 erübrigt das Erfordernis einer Luftkühlung der Deckbandsegmente44 , und dadurch wird der Wirkungsgrad des Turbofan-Gasturbinentriebwerks10 erhöht. Die Turbinen-Deckbandsegmente44 sind mit einer Verschleissdichtung46 versehen, mit der die Spitzen der Turbinenlaufschaufeln36 zusammenwirken, um eine Dichtung zu erzeugen. - Die Verschleissdichtung
46 besteht aus einer Vielzahl von Aluminosilikat-Hohlkugeln oder hohlen Aluminiumoxidkugeln48 in einer Matrix aus Aluminiumphosphat50 , wie in3 dargestellt. Die Matrix aus Aluminiumphosphat50 weist außerdem einen Aluminosilikat-Füllstoff auf. Die hohlen Aluminosilikatkugeln oder die Aluminiumoxidkugeln48 haben einen Durchmesser im Bereich zwischen 400 und 1800 Mikrometer, vorzugsweise einen Durchmesser im Bereich zwischen 800 und 1400 Mikrometer. Der Gewichtsanteil der Aluminosilikat-Hohlkugeln oder der Aluminiumoxid-Hohlkugeln48 in der Verschleissdichtung46 beträgt 30% bis 50%. Die Dichte der Verschleissdichtung beträgt 1,5 g/m3. Der Volumenanteil der hohlen Aluminosilikatkugeln beträgt 50 bis 60%. - Die hohlen Aluminosilikatkugeln oder Aluminiumoxidkugeln in der Aluminiumphosphatmatrix haben eine relativ hohe Temperaturfestigkeit von etwa 1300°C Maximum. Dies lässt die Verschleissdichtung
46 besser den Umgebungsbedingungen in der Turbine eines Turbofan-Gasturbinentriebwerks10 widerstehen. Die spezielle Größe der hohlen Aluminosilikatkugeln oder Aluminiumoxidkugeln48 liefert einen guten Kompromiss zwischen der Abriebfähigkeit und dem Erosionswiderstand. Der relativ hohe Anteil von Kugeln50 , d. h. 30 Gew.-% bis 50 Gew.-%, liefert eine gute Abriebfähigkeit. Die Benutzung einer Aluminiumphosphatmatrix50 ermöglicht eine Anpassung der thermischen Expansion der Verschleissdichtung an die Ausdehnung der Verbunddeckbandsegmente44 aus der Keramikmatrix. Die thermische Expansion wird durch die Benutzung von Aluminosilikat angepasst. - Das Verschleissdichtungsmaterial kann erzeugt werden durch Vermischung von Aluminosilikatpulver, Aluminiumoxidpulver und Phosphorsäure sowie Wasser zwecks Erzeugung einer Paste, der hohle Aluminosilikatkugeln oder hohle Aluminiumoxidkugeln zugesetzt werden, und diese Bestandteile werden durchgehend vermischt. Im Einzelnen werden 54,3 Gew.-% Aluminosilikatpulver, 23,3 Gew.-% Aluminiumoxidpulver und 22,4 Gew.-% aus 96%iger Phosphorsäure sowie Wasser miteinander vermischt. Zuerst werden Aluminosilikatpulver und Aluminiumoxidpulver durchgehend vermischt. Dann wird Phosphorsäure der Mischung von Aluminosilikatpulver und Aluminiumoxidpulver zugesetzt, und zwar zusammen mit 40,44% des gesamten Trockenpulvergewichts mit destilliertem Wasser. Dies wird zu einer Paste vermischt und man lässt es 72 Stunden lang stehen, bevor es benutzt wird.
- Nachdem die Paste während der zugeteilten Zeit abgestanden ist, wird 30% des Gesamtgewichts der hohlen Aluminosilikatkugeln der Paste zugesetzt. Die hohlen Aluminosilikatkugeln werden eingehend in die Paste vermischt und, falls erforderlich, wird ein kleiner Betrag von destilliertem Wasser benutzt, um einen Keramikbrei zu erzeugen.
- Das Material der Verschleissdichtung wird vorzugsweise durch Vermischung von Aluminosilikatpulver und Aluminium-Mono-Phosphat-Lösung erzeugt, wie dies von Alcoa International Ltd, Marmion House, Copenhagen Street, Worcester WR1 2EL., England, geliefert wird, wobei 46,2 Massenprozent von Aluminium-Mono-Phosphat-Lösung und 53,8 Massenprozent von Aluminosilikatpulver benutzt werden. Falls erforderlich, wird demineralisiertes, deionisiertes oder destilliertes Wasser zugesetzt, um eine geeignete Viskosität zu erreichen. Die Mischung lässt man 24 Stunden lang stehen, um eine Paste zu erzeugen.
- Die Paste wird mit hohlen Aluminosilikatkugeln vermischt unter Benutzung von 70 Massenprozenten der Paste und 30 Massenprozenten der hohlen Aluminosilikatkugeln, um einen Keramikbrei zu erzeugen.
- Der Keramikbrei aus hohlen Aluminosilikatkugeln und Paste, die durch eines der oben beschriebenen Verfahren erzeugt wurden, werden dann in die geforderte Gestalt gebracht, indem dieser Brei in eine Form eingebracht wird. Nach der Formgebung wird die Mischung aus hohlen Aluminosilikatkugeln und Paste getrocknet, um die Phosphatverbindungen zu formen, und die Wärmebehandlung erfolgt 10 Stunden lang bei 60°C, 1 Stunde lang bei 120°C, 1,5 Stunden lang bei 350°C, 2 Stunden lang bei 800°C, 2 Stunden lang bei 1100°C und 1 Stunde lang bei 1200°C.
- Die Mischung kann direkt auf dem Deckbandsegment eines keramischen Verbundmaterials aufgeformt werden, oder stattdessen kann das Material in einer Form auf die entsprechende Gestalt gebracht werden. Die Mischung kann direkt auf das keramische Verbunddeckbandsegment gegossen werden, wenn die Mischung unter Benutzung von Phosphorsäure hergestellt wurde, so dass eine Verbindung erzeugt wird als Ergebnis der Reaktion zwischen der Phosphorsäure in der Mischung und der Aluminiumoxidmatrix des keramischen Matrixverbundmaterials. Wenn die Mischung getrennt in die erforderliche Form gegossen wird, dann wird die Verschleissdichtung anschließend auf das Verbundmaterial-Deckbandsegment aufgeklebt. Dies ist möglich bei einer Mischung, die unter Benutzung von Phosphorsäure erzeugt wurde und in Bezug auf eine Mischung, die unter Benutzung einer Aluminium-Phosphat-Lösung hergestellt war. Im Falle von Siliziumkarbidfasern in einer Aluminiumoxidmatrix wird die Verschleissdichtung angeheftet unter Benutzung einer Mischung von 46,2 Massenprozent einer Aluminium-Mono-Phospat-Lösung und 53,8 Massenprozent von Aluminosilikatpulver als Kleber. Die Verschleissdichtung und das Deckband aus keramischem Verbundmaterial werden bei Raumtemperatur 16 Stunden lang belassen und dann einer Wärmebehandlung gemäß dem folgenden Plan unterworfen: 10 Stunden lang bei 60°C, 1 Stunde lang bei 120°C, 1,5 Stunden lang bei 350°C, 2 Stunden lang bei 800°C, 2 Stunden lang bei 1100°C und 1 Stunde lang bei 1200°C.
- Die vorstehende Beschreibung bezieht sich auf eine Verschleissdichtung, die bei Deckbandsegmenten der Turbine eines Gasturbinentriebwerks benutzt wurde. Es ist jedoch möglich, die Verschleissdichtung auch bei anderen geeigneten Stellen im Gasturbinentriebwerk anzuwenden, wo eine Verschleissdichtung erforderlich ist. Es kann möglich sein, die Verschleissdichtung auf metallischen Gegenständen, auf Gegenständen aus einer Metallmatrix und auf Gegenständen aus anderen Materialien aufzubringen. Es kann möglich sein, die Verschleissdichtung auch bei anderen Maschinen oder Apparaten zu benutzen, wo Verschleissdichtungen erforderlich sind.
Claims (23)
- Bauteil (
42 ,44 ) mit einer Verschleissdichtung (46 ) auf dem Bauteil (42 ,44 ), wobei die Verschleissdichtung (46 ) Hohlkugeln (48 ) und einen Füllstoff in einer Aluminiumphosphatmatrix (50 ) aufweist und der Gewichtsanteil der Hohlkugeln (48 ) zwischen 30% und 50% liegt, dadurch gekennzeichnet, dass der Bauteil (42 ,44 ) aus einem Keramikmatrix-Verbundmaterial besteht und das Keramikmatrix-Verbundmaterial Verstärkungsfasern in dem Keramikmatrixmaterial enthält, wobei die Verschleissdichtung (46 ) mit dem Keramikmatrix-Verbundmaterial-Bauteil (42 ,44 ) fest verbunden ist und die Hohlkugeln (48 ) hohle Aluminosilikatkugeln sind und wobei die hohlen Aluminosilikatkugeln (48 ) einen Durchmesser im Bereich zwischen 400 und 1800 Mikrometer aufweisen und der Füllstoff ein Aluminosilikat-Füllstoff ist. - Bauteil nach Anspruch 1, bei welchem die Hohlkugeln (
48 ) einen Durchmesser im Bereich zwischen 800 und 1400 Mikrometer haben. - Bauteil nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem die Verschleisszusammensetzung eine Dichte von etwa 1,5 g/cm3 besitzt.
- Bauteil nach Anspruch 1, bei welchem die Hohlkugeln (
48 ) einen Durchmesser in dem Bereich zwischen 800 und 1800 Mikrometer aufweisen. - Verfahren zur Herstellung eines Bauteils (
42 ,44 ) mit einer Verschleissdichtung (46 ), wobei der Bauteil (42 ,44 ) aus einem Keramikmatrix-Verbundmaterial besteht und das Keramikmatrix-Verbundmaterial Verstärkungsfasern in einem Keramikmatrixmaterial enthält und das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: a) es wird eine Paste aus Aluminiumphosphat und Aluminosilikat-Füllstoff geschaffen; b) es werden der Paste hohle Aluminosilikatkugeln (48 ) zugesetzt; c) es werden Paste und hohle Aluminosilikatkugeln (48 ) vermischt, um einen Keramikbrei zu erzeugen; d) es wird der Keramikbrei aus hohlen Aluminosilikatkugeln (48 ) und der Paste auf eine erforderliche Gestalt gebracht; e) es wird der geformte Keramikbrei aus hohlen Aluminosilikatkugeln (48 ) und Paste einer Wärmebehandlung bei einer Temperatur im Bereich zwischen 800°C und 1200°C unterworfen, um eine Aluminiumphosphatmatrix (50 ) zu erzeugen, die hohle Aluminosilikatkugeln (48 ) enthält, und es wird der Keramikbrei aus hohlen Aluminosilikatkugeln (48 ) und der Paste auf dem Bauteil (42 ,44 ) aus Keramikmatrix-Verbundmaterial aufgeformt oder es wird das Aluminiumphosphatmatrixmaterial (50 ), das einen Aluminosilikat-Füllstoff und hohle Aluminosilikatkugeln (48 ) enthält, mit einem Keramikmatrix-Verbundmaterial (44 ) fest verbunden. - Verfahren nach Anspruch 5, bei welchem im Schritt (b) die hohlen Aluminosilikatkugeln (
48 ) einen Durchmesser zwischen 400 und 1800 Mikrometer haben. - Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, bei welchem im Schritt (b) 50 bis 70 Gew.-% der Paste mit 30 bis 50 Gew.-% hohler Aluminosilikatkugeln vermischt werden.
- Verfahren nach Anspruch 5, bei welchem der Schritt (a) eine Mischung von Aluminosilikatpulver und Wasser mit Aluminiumoxidpulver und Phosphorsäure umfasst, um die Paste herzustellen.
- Verfahren nach Anspruch 8, bei welchem der Schritt (a) die Vermischung von 54,3 Gew.-% Aluminosilikatpulver, 23,3 Gew.-% Aluminiumoxidpulver und 22,4 Gew.-% von 96%iger Phosphorsäure mit Wasser umfasst.
- Verfahren nach Anspruch 5, bei welchem der Schritt (a) eine Vermischung von Aluminosilikatpulver mit Aluminium-Mono-Phosphat-Lösung umfasst.
- Verfahren nach Anspruch 10, bei welchem der Schritt (a) eine Vermischung von 46,2 Gew.-% Aluminium-Mono-Phosphat-Lösung mit 53,8 Gew. Aluminosilikatpulverumfasst.
- Verfahren nach Anspruch 11, bei welchem im Schritt (b) 70 Gew.-% der Paste mit 30 Gew.% der hohlen Aluminosilikatkugeln vermischt werden.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 12, bei welchem im Schritt (e) eine Wärmebehandlung der geformten Mischung aufeinanderfolgend während 10 Stunden bei 60°C, während 1 Stunde bei 120°C, während 1,5 Stunden bei 350°C, während 2 Stunden bei 800°C, während 2 Stunden bei 1100°C und während 1 Stunde bei 1200°C erfolgt.
- Verfahren nach den Ansprüchen 8 oder 9, bei welchem das Keramikverbundmaterial (
44 ) Siliziumkarbidfasern in einer Aluminiumoxidmatrix aufweist und im Schritt (e) eine Wärmebehandlung der geformten Mischung von hohlen Aluminosilikatkugeln (48 ) und Paste innerhalb der Form erfolgt, um die Aluminiumoxidmatrix des keramischen Matrixverbundmaterials (44 ) mit der Aluminiumphosphatmatrix (50 ) zu verbinden, die den Aluminosilikat-Füllstoff und die hohlen Aluminosilikatkugeln (48 ) enthält. - Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 13, bei welchem die Verbindung unter Benutzung eines Klebers erfolgt, der 46,2 Gew.-% Aluminium-Mono-Phosphat-Lösung und 53,8 Gew.-% Aluminosilikatpulver enthält, wobei eine Wärmebehandlung bei einer Temperatur in einem Bereich zwischen 800°C und 1200°C erfolgt.
- Verfahren nach Anspruch 15, bei welchem die Wärmebehandlung eine aufeinanderfolgende Erhitzung während 10 Stunden bei 60°C, während 1 Stunde bei 120°C, während 1,5 Stunden bei 350°C, während 2 Stunden bei 800°C, während 2 Stunden bei 1100°C und während 1 Stunde bei 1200°C aufweist.
- Gasturbinentriebwerk (
10 ) mit einem Bauteil (42 ,44 ) und mit einer Verschleissdichtung (46 ), die auf dem Bauteil (42 ,44 ) angeordnet ist, wobei die Verschleissdichtung (46 ) Hohlkugeln (48 ) und einen Füllstoff in einer Aluminiumphosphatmatrix (50 ) aufweist und der Gewichtsanteil der Hohlkugeln (48 ) 30% bis 50% beträgt, dadurch gekennzeichnet, dass der Bauteil (42 ,44 ) aus einem Keramikmatrixmaterial besteht und der aus Keramikmatrixmaterial bestehende Bauteil Verstärkungsfasern in einem Keramikmatrixmaterial aufweist, wobei die Verschleissdichtung (46 ) mit dem Bauteil (42 ,44 ) aus Keramik-Verbundmaterial verbunden ist und die hohlen Aluminosilikatkugeln (48 ) einen Durchmesser im Bereich zwischen 400 und 1800 Mikrometer aufweisen und der Füllstoff ein Aluminosilikat-Füllstoff ist. - Gasturbinentriebwerk nach Anspruch 17, bei welchem die Hohlkugeln (
48 ) einen Durchmesser in einem Bereich zwischen 800 und 1400 Mikrometer aufweisen. - Gasturbinentriebwerk nach Anspruch 17 oder 18, bei welchem die Verschleissdichtung (
46 ) eine Dichte von etwa 1,5 g/m3 besitzt. - Gasturbinentriebwerk nach einem der Ansprüche 17 bis 19, bei welchem die Verschleissdichtung (
46 ) an einem Turbinendeckband (42 ) festgelegt ist. - Gasturbinentriebwerk nach einem der Ansprüche 17 bis 20, bei welchem das Keramikmatrix-Verbundmaterial Siliziumkarbid-Verstärkungsfasern in einem Aluminiumoxidmatrixmaterial aufweist.
- Gasturbinentriebwerk nach Anspruch 21, bei welchem die Verschleissdichtung (
46 ) auf der Aluminiumoxidmatrix durch einen Kleber festgelegt ist, der Aluminium-Mono-Phosphat enthält. - Gasturbinentriebwerk nach Anspruch 17, bei welchem die Hohlkugeln (
48 ) einen Durchmesser im Bereich zwischen 800 und 1800 Mikrometer aufweisen.
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