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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Wärmedämmschicht, die auf die Oberfläche eines
Superlegierungsgegenstands aufgetragen wird, zum Beispiel auf die
Laufschaufel eines Gasturbinentriebwerks, und ferner bezieht sich
die Erfindung auf ein Verfahren zum Aufbringen der Wärmedämmschicht.
Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf keramische Wärmedämmschichten.
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Die
ständige
Forderung nach erhöhten
Betriebstemperaturen bei Gasturbinentriebwerken wurde ursprünglich dadurch
erfüllt,
dass die Turbinenlaufschaufeln und die Turbinenleitschaufeln durch Luft
gekühlt
wurden, und außerdem
wurde die Forderung durch die Entwicklung von Superlegierungen erfüllt, aus
denen Turbinenlaufschaufeln und Turbinenleitschaufeln hergestellt
werden. Durch die beiden Maßnahmen
wurde die Lebensdauer erhöht.
Eine weitere Temperaturerhöhung
erfordert die Entwicklung von keramischen Überzugsmaterialien, mit denen
die Turbinenlaufschaufeln und die Turbinenleitschaufeln gegen die
Hitze abgeschirmt werden, die den Gasen innewohnt, die aus den Brennkammern ausgestoßen werden,
und hierdurch wurde wiederum die Lebensdauer der Turbinenlaufschaufeln
und Turbinenleitschaufeln erhöht.
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Es
ist aus dem Stand der Technik bekannt, diese Keramik-Überzugsmaterialien
durch thermische Prozesse, durch Plasmaprozesse, durch Spritzprozesse
auf einem geeigneten Verbundüberzug
aufzutragen, beispielsweise auf einem MCrAlY-Legierungs-Verbundüberzug,
der auf dem metallischen Substrat aufgebracht war.
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Es
ist aus dem Stand der Technik außerdem bekannt, diese Keramik-Überzugsmaterialien
durch physikalische Dampfablagerungs-Verfahren auf einem geeigneten
Verbundüberzug
aufzutragen, der eine Aluminiumoxid-Zwischenfläche bildet, beispielsweise
auf einem MCrAlY-Legierungs-Verbundüberzug oder einem Diffusions-Aluminid-Verbundüberzug,
die auf dem metallischen Substrat, aufgetragen waren.
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Es
ist aus dem Stand der Technik bekannt, diese Keramik-Überzugsmaterialien
durch Plasmaspritzen oder physikalische Dampfablagerungs-Verfahren
auf eine Oxidschicht auf dem metallischen Substrat aufzutragen.
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Die
keramischen Wärmedämmschichten,
die durch physikalische Dampfablagerungs-Verfahren aufgetragen werden, haben
Vorteile gegenüber
keramischen Wärmedämmschichten,
die durch Plasmaspritzen aufgetragen werden. Der Hauptvorteil liegt
in einer verbesserten thermischen Stoßfestigkeit infolge der kolumnaren
Struktur der keramischen Wärmedämmschicht,
die durch physikalische Dampfablagerung erzeugt wurde.
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Ein
Problem, das mit den Wärmedämmschichten
verknüpft
ist, die durch physikalische Dampfablagerung erzeugt werden, besteht
darin, dass die thermische Leitfähigkeit
größer ist
als die thermische Leitfähigkeit
der gleichen Wärmedämmschicht,
die durch Plasmaspritzen erzeugt wurde.
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Aus
der Internationalen Patentanmeldung WO9318199A ist es bekannt, eine
kolumnare keramische Wärmedämmschicht
zu erzeugen, die aus mehreren Schichten mit Zwischenflächen zwischen benachbarten
Schichten besteht. Jedes kolumnare Keramikkorn erstreckt sich senkrecht
zur Oberfläche des
metallischen Gegenstands. Jedes kolumnare Korn besitzt mehrere Schichten
und benachbarte Schichten haben unterschiedliche Strukturen. Die Zwischenschichten
zwischen benachbarten Schichten vermindern die thermische Leitfähigkeit
der keramischen Wärmedämmschicht.
Diese Schichten werden abwechselnd durch physikalische Dampfablagerung
und durch plasmaunterstützte
physikalische Dampfablagerung erzeugt.
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Die
vorliegende Erfindung bezweckt die Schaffung eines metallischen
Gegenstands, der eine kolumnare keramische Wärmedämmschicht aufweist, bei der
die keramische Wärmedämmschicht eine
verminderte thermische Leitfähigkeit
besitzt. Die vorliegende Erfindung bezweckt außerdem die Schaffung eines
Verfahrens zum Aufbringen einer keramischen Wärmedämmschicht durch physikalische
Dampfablagerung, zur Erzeugung einer kolumnaren keramischen Wärmedämmschicht,
die eine verminderte thermische Leitfähigkeit besitzt.
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Demgemäß schafft
die vorliegende Erfindung einen Metallgegenstand mit einem Verbundüberzug auf
dem metallischen Gegenstand und mit einer keramischen Wärmedämmschicht
auf dem Verbundüberzug,
wobei die keramische Wärmedämmschicht
eine Vielzahl von kolumnaren Körnern
aufweist, die sich im wesentlichen senkrecht zur Oberfläche des
metallischen Gegenstands erstrecken, wobei jedes kolumnare Korn
wenigstens eine erste Schicht und wenigstens eine zweite Schicht
aufweist, und die wenigstens eine erste Schicht eine gegenüber der
wenigstens einen zweiten Schicht unterschiedliche Struktur besitzt,
wobei die wenigstens eine zweite Schicht einen größeren Anteil
an Poren besitzt, als die wenigstens eine erste Schicht, und die Poren
ein inertes Gas enthalten, um die Poren zu stabilisieren, und wobei
jedes kolumnare Korn wenigstens eine dritte Schicht aufweist, und
die dritte Schicht eine von der wenigstens einen ersten Schicht und
der wenigstens einen zweiten Schicht unterschiedliche Struktur hat,
wobei die wenigstens eine erste Schicht die gleiche Zusammensetzung
hat wie die wenigstens eine dritte Schicht, und die wenigstens eine
zweite Schicht einen größeren Anteil
von Poren besitzt als die wenigstens eine dritte Schicht.
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Vorzugsweise
hat die wenigstens eine zweite Schicht eine gegenüber der
wenigstens einen ersten Schicht und der wenigstens einen dritten
Schicht unterschiedliche Zusammensetzung.
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Vorzugsweise
gibt es mehrere erste Schichten und mehrere zweite Schichten. Vorzugsweise gibt
es mehrere dritte Schichten. Jede zweite Schicht kann zwischen einer
dritten Schicht und einer ersten Schicht eingelagert sein, und die
zweite Schicht liegt benachbart zu der dritten Schicht und der ersten Schicht.
Jede zweite Schicht kann zwischen zwei dritten Schichten angeordnet
sein, und die zweite Schicht liegt benachbart zu den dritten Schichten. Jede
zweite Schicht kann zwischen zwei ersten Schichten angeordnet sein
und die zweite Schicht liegt benachbart zu den ersten Schichten.
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Vorzugsweise
haben einige der ersten Schichten und einige der zweiten Schichten
eine Dicke im Bereich zwischen 0,5 bis 3 μm, um die thermische Photonenleitfähigkeit
zu vermindern. Vorzugsweise haben einige der ersten Schichten und
einige der zweiten Schichten eine Dicke im Bereich zwischen 0,3
bis 2 nm, um die thermische Phononenleitfähigkeit zu vermindern. Vorzugsweise
haben einige der dritten Schichten eine Dicke im Bereich zwischen 0,5
bis 3 μm
und einige der dritten Schichten eine Dicke im Bereich zwischen
0,3 bis 2 nm.
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Vorzugsweise
haben besteht der Verbundüberzug
aus einem Aluminium enthaltenden Verbundüberzug auf dem metallischen
Gegenstand, und der Aluminium enthaltende Verbundüberzug besitzt
eine Aluminiumoxid-Oberflächenschicht,
und die keramische Wärmedämmschicht
liegt auf der Aluminiumoxidschicht.
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Der
Aluminium enthaltende Verbundüberzug kann
ein MCrAlY Verbundüberzug
oder ein Diffusionsaluminidüberzug
sein.
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Vorzugsweise
weist der Verbundüberzug
die folgenden Schichten auf: einen MCrAlY-Verbundüberzug auf dem metallischen
Gegenstand, eine mit Platin angereicherte MCrAlY-Schicht auf dem MCrAlY-Verbundüberzug,
eine Platinaluminidschicht auf der mit Platin angereicherten MCrAlY-Schicht,
wobei die Platinaluminidschicht eine Aluminiumoxid-Oberflächenschicht
besitzt, und die keramische Wärmedämmschicht
auf der Aluminiumoxidschicht liegt.
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Stattdessen
kann der metallische Gegenstand eine Aluminiumoxid-Oberflächenschicht
aufweisen, und die keramische Wärmedämmschicht
ist dann auf der Aluminiumoxidschicht aufgebracht.
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Der
metallische Gegenstand kann aus einer Nickelsuperlegierung oder
einer Kobaltsuperlegierung bestehen.
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Der
Metallgegenstand kann eine Turbinenlaufschaufel oder eine Turbinenleitschaufel
sein.
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Die
keramische Wärmedämmschicht
kann Zirkoniumoxid, und zwar vorzugsweise durch Yttriumoxid stabilisiertes
Zirkoniumoxid aufweisen. Die keramische Wärmedämmschicht kann eine Mischung
aus einem ersten Keramikmaterial und einem zweiten Keramikmaterial
aufweisen, wobei das zweite Keramikmaterial ein Element mit einem
niedrigeren Sputter-Schwellwert besitzt als die Elemente des ersten
Keramikmaterials. Die keramische Wärmedämmschicht kann aus einer Mischung
von Zirkoniumoxid und Aluminiumoxid bestehen, und vorzugsweise besteht
sie aus einer Mischung aus durch Yttriumoxid stabilisierten Zirkoniumoxid
und Aluminiumoxid. Das Aluminium hat einen niedrigeren Sputter-Pegel
als Zirkonium und Yttrium, und daher haben die erste Schicht und
die dritte Schicht im wesentlichen die gleichen Pegel von Aluminiumoxid, während die
zweite Schicht einen verminderten Pegel von Aluminiumoxid im Vergleich
mit der ersten und dritten Schicht hat, und vorzugsweise besitzt
sie kein Aluminiumoxid.
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Die
vorliegende Erfindung schafft außerdem ein Verfahren zum Aufbringen
einer keramischen Wärmedämmschicht
auf einem metallischen Gegenstand, und das Verfahren umfasst die
folgenden Schritte: es wird ein Verbundüberzug auf dem metallischen
Gegenstand aufgetragen; es wird eine keramische Wärmedämmschicht
auf dem Verbundüberzug
aufgetragen, indem eine erste Spannung an dem metallischen Gegenstand
angelegt wird, und indem wenigstens eine erste Kolumnarkornschicht
durch Dampfablagerung aufgebracht wird; es wird im wesentlichen
gleichzeitig eine zweite unterschiedliche Spannung an den metallischen
Gegenstand angelegt, und es wird wenigstens eine zweite Kolumnarkornschicht
durch eine durch Plasma unterstützte Dampfablagerung
aufgetragen, um eine unterschiedliche Struktur zwischen der wenigstens
einen ersten Schicht und der wenigstens einen zweiten Schicht zu erreichen;
es wird die keramische Wärmedämmschicht
in einer ein inertes Gas enthaltenden Atmosphäre abgelagert; und es wird
die zweite Spannung derart gewählt,
dass sie ausreicht, um das inerte Gas in der wenigstens einen zweiten
Schicht aufzufangen und einen größeren Anteil
von Poren in der wenigstens einen zweiten Schicht zu erzeugen, wobei
die Poren, die das inerte Gas enthalten, die Poren stabilisieren.
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Vorzugsweise
umfasst das Verfahren ein im wesentlichen gleichzeitiges Anlegen
einer dritten unterschiedlichen Spannung an dem metallischen Gegenstand,
und die Ablagerung wenigstens einer dritten Kolumnarkornschicht
mittels einer durch Plasma unterstützten Dampfablagerung.
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Das
Verfahren kann das Anlegen einer ersten Spannung umfassen, die niedriger
ist als eine Null-Spannung und das Anlegen einer zweiten Spannung,
die kleiner ist als die erste Spannung.
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Vorzugsweise
ist die erste Spannung eine Nullspannung und die dritte Spannung
ist kleiner als die erste Spannung, und die zweite Spannung ist kleiner
als die dritte Spannung. Die Spannung kann eine Gleichspannung sein
oder eine Hochfrequenzspannung. Die Spannung ist eine negative Spannung.
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Vorzugsweise
hat die wenigstens eine zweite Schicht eine gegenüber der
wenigstens einen ersten Schicht unterschiedliche Zusammensetzung. Vorzugsweise
hat die zweite Schicht eine gegenüber der wenigstens einen dritten
Schicht unterschiedliche Zusammensetzung.
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Vorzugsweise
umfasst das Verfahren die Ablagerung einer Mehrzahl von ersten Schichten,
einer Mehrzahl von zweiten Schichten und einer Mehrzahl von dritten
Schichten. Bei dem Verfahren kann jede zweite Schicht zwischen einer
dritten Schicht und einer ersten Schicht derart eingebracht werden,
dass die zweite Schicht benachbart zur dritten Schicht und zur ersten
Schicht liegt. Bei dem Verfahren kann jede zweite Schicht zwischen
zwei dritten Schichten abgelagert werden, und die zweite Schicht
liegt benachbart zur dritten Schicht. Bei dem Verfahren kann jede zweite
Schicht zwischen zwei ersten Schichten abgelagert werden, und die
zweite Schicht befindet sich benachbart zu den ersten Schichten.
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Vorzugsweise
haben einige der ersten Schichten und einige der zweiten Schichten
eine Dicke im Bereich zwischen 0,5 bis 3 μm, um die thermische Photonenleitfähigkeit
zu vermindern. Vorzugsweise haben einige der ersten Schichten und
einige der zweiten Schichten eine Dicke im Bereich zwischen 0,3
bis 2 nm, um die thermische Phononenleitfähigkeit zu verringern. Die
Schichten können
die gleiche Dicke aufweisen.
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Vorzugsweise
haben einige der dritten Schichten eine Dicke im Bereich zwischen
0,5 bis 3 μm
und einige der dritten Schichten haben eine Dicke im Bereich zwischen
0,3 bis 2 nm.
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Vorzugsweise
ist das Dampfablagerungs-Verfahren ein physikalisches Dampfablagerungs-Verfahren.
Das physikale Dampfablagerungs-Verfahren kann eine Elektronenstrahl-Aufdampfverfahren,
ein Besputtern oder ein Lichtbogen-Aufdampfen sein.
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Das
Verfahren kann Anbringen eines Aluminium enthaltenden Verbundüberzugs
auf dem metallischen Gegenstand umfassen, und es kann eine Aluminiumoxidschicht
auf dem Aluminium enthaltenden Verbundüberzug aufgetragen werden.
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Der
Aluminium enthaltende Verbundüberzug kann
aus einer MCrAlY-Legierung, einem Aluminid oder einem Platinaluminid
bestehen.
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Das
Verfahren kann die folgenden Schritte umfassen: es wird ein MCrAlY-Verbundüberzug auf dem
metallischen Gegenstand aufgetragen; es wird eine mit Platin angereicherte
MCrAlY-Schicht auf dem MCrAlY-Verbundüberzug aufgebracht; es wird eine
Platinaluminidschicht auf der mit Platin angereicherten MCrAlY-Schicht
aufgebracht; und es wird eine Aluminiumoxid-Oberflächenschicht
auf der mit Platin angereicherten Aluminidschicht aufgetragen.
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Das
Verfahren kann die Erzeugung einer Aluminiumoxid-Oberflächenschicht
auf dem metallischen Gegenstand umfassen.
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Der
metallische Gegenstand kann aus einer Nickelsuperlegierung oder
einer Kobaltsuperlegierung bestehen.
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Der
metallische Gegenstand kann eine Turbinenlaufschaufel oder eine
Turbinenleitschaufel sein.
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Die
keramische Wärmedämmschicht
kann Zirkoniumoxid, vorzugsweise ein mit Yttriumoxid stabilisiertes
Zirkoniumoxid sein. Die keramische Wärmedämmschicht kann eine Mischung
aus einem ersten Keramikmaterial und einem zweiten Keramikmaterial
sein, wobei das zweite Keramikmaterial ein Element mit einem niedrigeren
Sputter-Schwellwert
hat als die Elemente des ersten Keramikmaterials. Die keramische
Wärmedämmschicht
kann eine Mischung aus Zirkoniumoxid und Aluminiumoxid aufweisen,
und vorzugsweise eine Mischung aus mit Yttriumoxid stabilisierten
Zirkoniumoxid und Aluminiumoxid. Das Aluminium hat einen niedrigeren
Sputterpegel als das Zirkonium und das Yttrium, und daher haben
erste und dritte Schichten im wesentlichen den gleichen Gehalt an
Aluminiumoxid, während
die zweite Schicht einen verminderten Gehalt von Aluminiumoxid im
Vergleich mit der ersten und dritten Schicht aufweist und vorzugsweise überhaupt
kein Aluminiumoxid besitzt.
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Nachstehend
werden Ausführungsbeispiele der
Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben; in der Zeichnung zeigen:
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1 ist eine schematische
Schnittansicht durch einen metallischen Gegenstand, der mit einer dem
Stand der Technik entsprechenden Wärmedämmschicht überzogen ist;
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2 ist eine schematische
Schnittansicht durch einen metallischen Gegenstand, der mit einer einem
weiteren Stand der Technik entsprechenden Wärmedämmschicht überzogen ist;
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3 ist eine schematische
Schnittansicht durch einen metallischen Gegenstand, der eine Wärmedämmschicht
gemäß der vorliegenden
Erfindung trägt;
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4 ist eine schematische
Schnittansicht durch einen metallischen Gegenstand, der eine weitere
Wärmedämmschicht
gemäß der Erfindung
trägt;
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5 ist eine schematische
Schnittansicht durch einen metallischen Gegenstand, der eine weitere
erfindungsgemäß ausgebildete
Wärmedämmschicht
trägt;
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6 ist eine schematische
Schnittansicht durch einen metallischen Gegenstand, der eine weitere
gemäß der Erfindung
ausgebildete Wärmedämmschicht
trägt;
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7 ist eine graphische Darstellung,
welche die am metallischen Gegenstand angelegte Spannung in Abhängigkeit
von der Zeit während
des Auftragens einer Wärmedämmschicht
gemäß der Erfindung
zeigt;
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8 ist eine graphische Darstellung,
welche die am metallischen Gegenstand angelegte Spannung in Abhängigkeit
von der Zeit zeigt, während
der eine Wärmedämmschicht
gemäß der vorliegenden
Erfindung aufgetragen wird;
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9 ist eine schematische
Schnittansicht durch einen metallischen Gegenstand, der eine weitere
gemäß der Erfindung
ausgebildete Wärmedämmschicht
trägt;
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10 ist eine graphische Darstellung,
welche die an dem metallischen Gegenstand angelegte Spannung in
Abhängigkeit
von der Zeit zeigt, während
der die erfindungsgemäße Wärmedämmschicht aufgetragen
wird; und
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11 ist eine graphische Darstellung,
welche die an einen metallischen Gegenstand angelegte Spannung in
Abhängigkeit
von der Zeit zeigt, während
der eine Wärmedämmschicht
gemäß der vorliegenden
Erfindung aufgebracht wird.
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In 1, die den Stand der Technik
veranschaulicht, ist ein Teil eines Superlegierungs-Gegenstands 10 dargestellt,
der mit einer mehrlagigen Wärmedämmschicht überzogen
ist, die allgemein mit dem Bezugszeichen 12 dargestellt
ist. Dies ist im Herstellungszustand dargestellt. Die Wärmedämmschicht 12 besteht
aus einem Verbundüberzug 14 auf dem
Superlegierungssubstrat 10, aus einer Oxidschicht 16 auf
dem Verbundüberzug 14 und
einer keramischen Wärmedämmschicht 18 auf
der Oxidschicht 16. Der Verbundüberzug 14 ist allgemein
eine Aluminium enthaltende Legierung, beispielsweise eine MCrAlY-Legierung oder ein
Nickelaluminid, oder ein Kobaltaluminid oder ein Platinaluminid.
Die Oxidschicht besteht allgemein aus Aluminiumoxid, zusammen mit
anderen Oxiden. Die keramische Wärmedämmschicht
besteht aus Zirkonoxid, das gewöhnlich
durch Zusatz von Yttriumoxid, Magnesiumoxid, usw. stabilisiert ist.
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Die
keramische Wärmedämmschicht 18 weist
eine Vielzahl kolumnarer keramischer Körner 20 auf, die sich
im wesentlichen senkrecht zur Oberfläche des Superlegierungssubstrats 10 erstrecken.
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Die
mehrlagige Wärmedämmschicht 12 wird auf
dem Superlegierung-Gegenstand 10 dadurch abgelagert, dass
zunächst
ein MCrAlY-Legierungs-Verbundüberzug 14 durch
Plasmaspritzen oder physikalische Dampfablagerung aufgetragen wird,
oder Bilden eines Nickelaluminid-Verbundüberzugs 14 durch Diffusionsaluminisierung,
oder indem ein Platinaluminid-Verbundüberzug 14 durch eine
durch Platin modifizierte Diffusionsaluminisierung aufgetragen wird. Die
keramische Wärmedämmschicht 18 wird
dann auf den Verbundüberzug 14 durch
physikalische Dampfablagerung aufgetragen, und zwar gewöhnlich durch
physikalische Elektronenstrahl-Dampfablagerung. Die Oxidschicht 16 bildet
sich auf dem Verbundüberzug 14,
während
der Superlegierungs-Gegenstand 10 auf die Betriebstemperatur
in einer Kammer für
die physikalische Elektronenstrahl-Dampfablagerung in Gegenwart von Sauerstoff
aufgeheizt wird. Der Superlegierungs-Gegenstand 10 wird in der physikalischen
Elektronenstrahl-Dampfablagerungs-Kammer in den Keramikdämpfen gedreht,
um die keramische Wärmedämmschicht 18 zu
erzeugen.
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Die 2 zeigt einen weiteren Stand
der Technik. Ein Superlegierungs-Gegenstand 30 ist mit einer
mehrlagigen Wärmedämmschicht
versehen, die allgemein durch das Bezugszeichen 32 gekennzeichnet
ist. Dies ist im Herstellungszustand dargestellt. Die Wärmedämmschicht 32 weist
einen Verbundüberzug 34 auf
dem Superlegierungssubstrat 30, eine Oxidschicht 36 auf
dem Verbundüberzug 34 und
eine keramische Wärmedämmschicht 38 auf
der Oxidschicht 36 auf. Der Verbundüberzug 34 ist allgemein
eine Aluminium enthaltende Legierung, beispielsweise eine MCrAlY-Legierung,
ein Nickelaluminid, ein Kobaltaluminid oder ein Platinaluminid.
Die Oxidschicht besteht im allgemeinen aus Aluminiumoxid, zusammen
mit anderen Oxiden. Die keramische Wärmedämmschicht besteht aus Zirkoniumoxid,
das gewöhnlich
durch Zusatz von Yttriumoxid, Magnesiumoxid, usw. stabilisiert ist.
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Die
keramische Wärmedämmschicht 38 besteht
aus mehreren kolumnaren Keramikkörnern 40, die
sich im wesentlichen senkrecht zur Oberfläche des Superlegierungssubstrats 30 erstrecken.
Weiter ist ersichtlich, dass die kolumnaren Körner 40 der keramischen
Wärmedämmschicht 38 aus
mehreren Schichten 42 und 44 bestehen. Die benachbarten Schichten 42 und 44 haben
die gleiche Zusammensetzung, aber unterschiedliche Strukturen, und
alle der abwechselnden Schichten 42 haben die gleiche Struktur
und alle der abwechselnden Schichten 44 haben die gleiche
Struktur. Diese Unterschiede in der Struktur erzeugen Zwischenflächen zwischen
den Schichten, die die thermische Leitfähigkeit der keramischen Wärmedämmschicht
vermindern. Dies ist im einzelnen in der Internationalen Patentanmeldung WO9318199A
beschrieben.
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Die
mehrlagige Wärmedämmschicht 32 wird auf
dem Superlegierungs-Gegenstand 30 dadurch aufgetragen,
dass zunächst
ein MCrAlY-Legierungs-Verbundüberzug 34 durch
Plasmaspritzen oder physikalische Dampfablagerung aufgebracht wird,
oder es wird ein Nickelaluminid-Verbundüberzug 34 durch Diffusionsaluminisierung
aufgetragen, oder es wird ein Platinaluminid-Verbundüberzug 34 durch
eine durch Platin modifizierte Diffusionsaluminisierung aufgetragen.
Dann wird die keramische Wärmedämmschicht 38 auf
dem Verbundüberzug 34 durch
physikalische Dampfablagerung aufgetragen, und zwar gewöhnlich durch
physikalische Elektronenstrahl-Dampfablagerung. Die Oxidschicht 36 bildet
sich auf dem Verbundüberzug 34,
während
der Superlegierungs-Gegenstand 30 auf die Betriebstemperatur
in einer physikalischen Elektronenstrahl-Dampfablagerungskammer in Gegenwart
von Sauerstoff aufgeheizt wird. Während der Ablagerung der keramischen
Wärmedämmschicht
wird die keramische Wärmedämmschicht
abwechselnd durch Plasma unterstützte
physikalische Dampfablagerung und durch physikalische Dampfablagerung
beschichtet. Während
der durch Plasma unterstützten
physikalischen Dampfablagerung wird eine Gleichspannung oder eine
Hochfrequenzspannung an den metallischen Gegenstand 30 angelegt.
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In
der die vorliegende Erfindung verkörpernden 3 ist ein Teil eines Superlegierungs-Gegenstands 50 dargestellt,
der mit einer mehrlagigen Wärmedämmschicht
versehen ist, die allgemein durch das Bezugszeichen 52 gekennzeichnet
ist. Dies ist im Herstellungszustand dargestellt. Die Wärmedämmschicht 52 besteht
aus einem Verbundüberzug 54 auf
dem Superlegierungssubstrat 50, aus einer Oxidschicht 56 auf
dem Verbundüberzug 54 und
aus einer keramischen Wärmedämmschicht 58 auf
der Oxidschicht 56. Der Verbundüberzug 54 ist allgemein eine
Aluminium enthaltende Legierung, beispielsweise eine MCrAlY-Legierung
oder ein Nickelaluminid oder ein Kobaltaluminid oder ein Platinaluminid.
Die Oxidschicht besteht allgemein aus Aluminiumoxid, zusammen mit
anderen Oxiden.
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Die
keramische Wärmedämmschicht 58 besteht
aus mehreren kolumnaren keramischen Körnern 60, die im wesentlichen
senkrecht zur Oberfläche
des Superlegierungssubstrats 50 erstrecken. Weiter ist
ersichtlich, dass die kolumnaren Körner 60 der keramischen
Wärmedämmschicht 58 aus
mehreren ersten Schichten 62, mehreren zweiten Schichten 66 und
mehreren dritten Schichten 64 besteht. Die Schichten 62, 64 und 66 haben
unterschiedliche Strukturen und sämtliche ersten Schichten 62 haben die
gleiche Struktur, sämtliche
zweiten Schichten 66 haben die gleiche Struktur und sämtliche
dritten Schichten 64 haben die gleiche Struktur.
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Die
Unterschiede in der Struktur erzeugen Zwischenflächen zwischen den Schichten 62, 64 und 66,
durch welche die thermische Leitfähigkeit der keramischen Wärmedämmschicht 58 erniedrigt
wird. Jede dieser Schichten besitzt Poren. Die Poren in der ersten
Schicht sind in natürlicher
Weise entstehende thermische Hohlräume. Die Poren in der zweiten
und dritten Schicht sind eine Folge der Aufnahme von Gas in die
Keramik während
der Ablagerung der keramischen Wärmedämmschicht 58.
Die zweiten Schichten 66 haben jedoch einen größeren Anteil
an Poren 68 als die ersten Schichten 62 oder die
dritten Schichten 64. Dieser größere Anteil von Poren 68 in den
zweiten Schichten 66 vermindert auch die thermische Phononenleitfähigkeit
der keramischen Wärmedämmschicht 58.
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Die
Dicke von einigen der ersten Schichten, einigen der zweiten Schichten
und einigen der dritten Schichten kann im Bereich zwischen 0,5 bis
3 μm liegen,
um die thermische Photonenleitfähigkeit
zu reduzieren. Stattdessen kann die Dicke einiger der ersten Schichten,
einiger der zweiten Schichten und einiger der dritten Schichten
im Bereich zwischen 0,3 bis 2 nm liegen, um die thermische Phononenleitfähigkeit
zu vermindern.
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Die
mehrlagige Wärmedämmschicht 52 wird auf
dem Superlegierungs-Gegenstand 50 dadurch aufgetragen,
dass zunächst
ein MCrAlY-Legierungs-Verbundüberzug 54 durch
Plasmaspritzen oder physikalische Dampfablagerung aufgetragen wird,
oder indem ein Nickelaluminid-Verbundüberzug 54 durch Diffusionsaluminisierung
aufgebracht wird, oder indem ein Platinaluminid-Verbundüberzug 54 durch
eine durch Platin modifizierte Diffusionsaluminisierung aufgetragen
wird. Die keramische Wärmedämmschicht 58 wird
dann auf den Verbundüberzug 54 durch
physikalische Dampfablagerung, gewöhnlich durch eine physikalische
Elektronenstrahl-Dampfablagerung, aufgetragen. Die Oxidschicht 56 bildet
sich auf dem Verbundüberzug 54, während der
Superlegierungs-Gegenstand 50 auf die Betriebstemperatur
in einer physikalischen Elektronenstrahl-Dampfablagerungskammer in Gegenwart von
Sauerstoff aufgeheizt wird.
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Während der
Ablagerung der keramischen Wärmedämmschicht 58 wird
die keramische Wärmedämmschicht 58 durch
ein durch Plasma unterstütztes
physikalisches Dampfablagerungsverfahren und durch physikalische
Dampfablagerung aufgetragen, wie dies in 7 dargestellt ist. Während der physikalen Dampfablagerung
wird in den Zeitperioden 70 keine Spannung an den Superlegierungs-Gegenstand 50 angelegt
und die erste Schicht 62 wird während der Zeitperioden 70 der
physikalischen Dampfablagerung erzeugt. Während der durch Plasma unterstützten physikalischen
Dampfablagerung in den Perioden 72 und 74 wird
eine Gleichspannung oder eine Hochfrequenzspannung an den Superlegierungs-Gegenstand 50 angelegt.
Die Spannung ist in den Zeitperioden 72 weniger negativ
als die Spannung in den Zeitperioden 74 und die dritten
Schichten 64 werden während
der Zeitperioden 72 der durch Plasma unterstützten physikalischen
Dampfablagerung erzeugt, und die zweiten Schichten 66 werden während der
Zeitperioden 74 der durch Plasma unterstützten physikalischen
Dampfablagerung erzeugt.
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Die
Zeitperioden 72 und 74 der durch Plasma unterstützten physikalischen
Dampfablagerung erzeugen Änderungen
in der Struktur der kolumnaren Keramikkörner 60. Die Zeitperioden 74 erzeugen eine
größere Änderung
in der Struktur als die Zeitperioden 72. Während der
Zeitperioden 74 wird außerdem eine größere Menge
des inerten Gases in der Ablagerungskammer in der zweiten Schicht 66 aufgenommen,
um Poren 68 in Folge der erhöhten Geschwindigkeit der Ablagerung
der Keramikpartikel zu erzeugen.
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4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung. Hier ist ein Superlegierungs-Gegenstand 80 dargestellt,
der mit einer mehrlagigen Wärmedämmschicht überzogen
ist, die allgemein mit dem Bezugszeichen 82 versehen ist.
Dies ist im Zustand der Herstellung dargestellt. Die Wärmedämmschicht 82 besteht
aus einem Verbundüberzug 84 auf
dem Superlegierungssubstrat 80, aus einer Oxidschicht 86 auf
dem Verbundüberzug 84 und aus
einer keramischen Wärmeschutzschicht 88 auf der
Oxidschicht 86. Der Verbundüberzug 84 besteht aus
einer allgemein Aluminium enthaltenden Legierung, beispielsweise
einem MCrAlY-Legierungsüberzug 90 mit
einer durch Platin angereicherten MCrAlY-Schicht 92 und
einer Platinaluminidschicht 94, wie dies im einzelnen in
der Europäischen
Patentanmeldung EP0718419A beschrieben ist. Die Oxidschicht 96 besteht
allgemein aus Aluminiumoxid.
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Die
keramische Wärmedämmschicht 88 gleicht
jener wie sie in Verbindung mit 3 beschrieben
wurde, und sie weist wiederum kollumnare keramische Körner 96 auf,
die sich im wesentlichen senkrecht zur Oberfläche des Superlegierungssubstrats 80 erstrecken.
Außerdem
ist ersichtlich, dass die kolumnaren Körner 96 der keramischen
Wärmedämmschicht 88 aus
mehreren ersten Schichten 98, aus mehreren zweiten Schichten 102 und
aus mehreren dritten Schichten 100 besteht. Die Schichten 98, 100 und 102 haben
unterschiedliche Strukturen und sämtliche ersten Schichten 98 haben
die gleiche Struktur, alle der zweiten Schichten 102 haben
die gleiche Struktur und alle dritten Schichten 100 haben die
gleiche Struktur.
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Diese
Unterschiede in der Struktur erzeugen Zwischenflächen zwischen den Schichten 98, 100 und 102,
durch die die thermische Leitfähigkeit
der keramischen Wärmedämmschicht 88 vermindert wird.
Jede dieser Schichten besitzt Poren. Die Poren in der ersten Schicht
sind auf natürliche
Weise gebildete thermische Hohlräume.
Die Poren in der zweiten und dritten Schicht sind eine Folge der
Aufnahme von Gas in das Keramikmaterial, während der Ablagerung der keramischen
Wärmedämmschicht 88.
Die zweiten Schichten 102 haben jedoch einen größeren Anteil
an Poren 104 als die ersten Schichten 98 oder die
dritten Schichten 100. Dieser größere Anteil von Poren 104 in
den zweiten Schichten 102 vermindert auch die thermische
Phononenleitfähigkeit
der keramischen Wärmedämmschicht 88.
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4 zeigt unterschiedliche
Anordnungen der Schichten 98, 100 und 102 wie
sie durch drei unterschiedliche Wellenformen gemäß 8 erzeugt wurden.
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Der
Verbundüberzug 84 wird
dadurch hergestellt, dass ein MCrAlY-Legierungs-Verbundüberzug gebildet wird und dann
Platin auf dem MCrAlY-Überzug
aufgetragen wird, worauf eine Wärmebehandlung
erfolgt, damit das Platin in die MCrAlY-Legierung diffundieren kann.
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5 veranschaulicht ein weiteres
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. Hier ist ein Teil eines Superlegierungs-Gegenstands 110 dargestellt,
der mit einer mehrlagigen Wärmedämmschicht überzogen
ist, die allgemein mit dem Bezugszeichen 112 bezeichnet
ist. Dies ist im Herstellungszustand dargestellt. Die Wärmedämmschicht 112 besteht
aus einem Verbundüberzug 114 auf
dem Superlegierungssubstrat 110, aus einer Oxidschicht 116 auf dem
Verbundüberzug 114 und
aus einer Wärmedämmschicht 118 auf
der Oxidschicht 116. Der Verbundüberzug 114 ist allgemein
eine mit Platin angereicherte Gammaschicht und eine mit Platin angereicherte
Gamma-Prime-Schicht auf der Superlegierung, wie dies im einzelnen
in der Europäischen
Patentanmeldung EP 0718420A beschrieben ist. Die Oxidschicht 116 besteht
allgemein aus Aluminiumoxid.
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Die
keramische Wärmedämmschicht 118 entspricht
jener wie sie in Verbindung mit der 3 beschrieben
wurde, und sie besteht wiederum aus kolumnaren keramischen Körnern 120,
die erste, zweite und dritte Schichten 122; 126 und 124 aufweisen.
Der Verbundüberzug 114 wird
dadurch hergestellt, dass Platin auf der Superlegierung abgelagert wird,
und dass eine Wärmebehandlung
erfolgt, um das Platin in die Superlegierung diffundieren zu lassen.
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Die 6 veranschaulicht ein weiteres
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. Hier ist ein Teil eines Superlegierungs-Gegenstands 130 dargestellt,
der mit einer mehrlagigen Wärmedämmschicht überzogen
ist, die allgemein mit dem Bezugszeichen 132 gekennzeichnet
wurde. Dies ist wiederum im Zustand der Herstellung dargestellt.
Die Wärmedämmschicht 132 besteht
aus einem Verbundüberzug 134 auf
dem Superlegierungssubstrat 130 und aus einer keramischen
Wärmedämmschicht 136 auf
dem Verbundüberzug 134.
Der Verbundüberzug 134 besteht
aus einer Oxidschicht, die allgemein aus Aluminiumoxid besteht.
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Die
keramische Wärmedämmschicht 136 entspricht
jener wie sie in Verbindung mit 3 beschrieben
wurde, und sie besteht wiederum aus kolumnaren keramischen Körnern 138,
die erste, zweite und dritte Schichten 140, 144 bzw. 142 aufweisen.
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Der
Verbundüberzug 134 wird
durch Oxidation des Superlegierungs-Gegenstands 130 hergestellt.
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Nunmehr
wird auf 7 und 8 Bezug genommen, die unterschiedliche
Spannungs-Wellenformen
zeigen, um die erste, zweite und dritte Schicht zu erzeugen. 7 zeigt die aufeinanderfolgende Erzeugung
einer ersten Schicht, einer zweiten Schicht und einer dritten Schicht. 8 zeigt eine aufeinanderfolgende
Erzeugung einer ersten Schicht, einer dritten Schicht und einer
zweiten Schicht. 8 zeigt
ebenfalls die aufeinanderfolgende Erzeugung einer ersten Schicht,
einer zweiten Schicht und einer dritten Schicht sowie einer weiteren zweiten
Schicht. 8 zeigt außerdem die
aufeinanderfolgende Erzeugung einer ersten Schicht, einer dritten
Schicht, einer zweiten Schicht und einer weiteren dritten Schicht.
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Die
Dichte der Poren in den zweiten Schichten und demgemäß die Wirksamkeit
im Hinblick auf eine Verminderung der thermischen Leitfähigkeit
der keramischen thermischen Wärmedämmschicht
ist eine Funktion der Gleichspannung oder der Hochfrequenzspannung,
die an dem Superlegierungs-Gegenstand und Masse gelegt wird, oder
eine Größe der inerten
Gasionen oder -atome. Demgemäß ist es zweckmäßig inerte
Gase mit Atomen oder Ionen zu benutzen, die einen größeren Radius
bei dem physikalischen Dampfablagerungsprozeß haben, beispielsweise Argon,
Krypton, Xenon statt Helium und Neon. Es ist am besten Krypton und
Xenon zu benutzen. Die Benutzung von Krypton oder Xenon stabilisiert
die Poren und weil Krypton und Xenon große ionische Radien oder große Atomradien
besitzen, erzeugt Krypton oder Xenon eine Zerstörung der kristallinen Struktur
des Keramikmaterials, wodurch wiederum die thermische Phononenleitfähigkeit
der keramischen Wärmedämmschicht
vermindert wird. Es können
auch andere Gase mit großen
Atomradien, großen
Ionenradien oder großen
molekularen Radien benutzt werden, die inert gegenüber dem
jeweiligen Keramikmaterial der keramischen Wärmedämmschicht sind. Es ist zweckmäßig, dass
das andere Gas inert gegenüber
den anderen Gasen in der Ablagerungskammer ist, und dass es inert
gegenüber
der Atmosphäre
ist, in der die keramische Wärmedämmschicht
benutzt wird.
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Das
inerte Gas stabilisiert die Poren und verhindert eine Sinterverdichtung
bei Benutzung unter hohen Betriebstemperaturen.
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Das
inerte Gas wird in den zweiten Schichten aufgenommen, weil die Keramikpartikel
mit einer relativ hohen Geschwindigkeit infolge der relativ hohen Vorspannung
abgelagert werden, die an den metallischen Gegenstand angelegt wird.
Dies gewährleistet,
dass die großen
inerten Gasatome, -ionen oder -moleküle sich nicht aus dem Weg der
keramischen Partikel herausbewegen können und in dem Keramikmaterial
eingeschlossen werden.
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Das
Keramikmaterial besteht vorzugsweise aus Zirkonoxid, beispielsweise
aus durch Yttriumoxid stabilisierten Zirkonoxid, obgleich auch andere
geeignete Keramikmaterialien benutzt werden können.
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Das
Keramikmaterial besteht vorzugsweise aus einer Mischung von Zirkoniumoxid
oder anderen geeigneten Keramikmaterialien und ein weiteres Keramikmaterial,
das ein Element aufweist, das einen niedrigeren Sputterpegel besitzt
als Zirkonium, oder die Elemente des anderen geeigneten Keramikmaterials,
und das vorzugsweise während
der durch Plasma unterstützten
physikalischen Dampfablagerung gesputtert wird. Beispielsweise besteht
das Keramikmaterial vorzugsweise aus einer Mischung von durch Yttriumoxid
stabilisierten Zirkoniumoxid und Aluminiumoxid. Im Fall von Aluminiumoxid
hat das Aluminium einen niedrigeren Sputtering Schwellwert als das Zirkonium.
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Daher
erzeugt die Gleichspannung oder die Hochfrequenzspannung, die an
den Superlegierungs-Gegenstand angelegt wird, während der durch Plasma unterstützten Dampfablagerung
der keramischen Wärmedämmschicht
während
der Ablagerung der zweiten Schichten, dass Aluminium aus den zweiten
Schichten gesputtert wird, wenn die Größe der Gleichspannung oder
der Hochfrequenzspannung größer ist
als der Sputterpegel von Aluminium. Demgemäß bewirkt die Sputterung des
Aluminiums aus den zweiten Schichten eine Änderung der zweiten Schichten,
und es wird eine Änderung
zu einer Mischung von durch Yttriumoxid stabilisierten Zirkoniumoxid
und Aluminiumoxid führen,
und zwar mit einem geringeren Pegel von Aluminiumoxid oder möglicherweise
zu einem einfachen, durch Yttrium stabilisierten, Zirkoniumoxid,
wenn das gesamte Aluminium entfernt wird. Der Unterschied in der
Zusammensetzung zwischen den zweiten Schichten und den ersten und
dritten Schichten erzeugt eine Verminderung in der thermischen Phononenleitfähigkeit
der keramischen Wärmedämmschicht.
Demgemäß wird die
Gleichspannung oder die Hochfrequenzspannung, die während der
Ablagerung der zweiten Schichten benutzt wird, so gewählt, dass
sie in ihrer Größe im negativen
Sinn so hoch ist, dass eine Sputterung des Aluminiums aus der Mischung
von durch Yttriumoxid stabilisierten Zirkoniumoxid und Aluminiumoxid
heraus erfolgt. Das gleiche erfolgt, wenn andere Elemente mit niedrigerem
Sputteringpegel in der keramischen Wärmedämmschicht benutzt werden.
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Es
ist auch möglich,
die erste, zweite und dritte Schicht der keramischen Wärmedämmschicht durch
chemische Dampfablagerung oder durch chemische Verbrennungs-Dampfablagerung
unter Benutzung von drei unterschiedlichen Spannungen herzustellen,
die an den metallischen Gegenstand angelegt werden. Eine chemische
Verbrennungs-Dampfablagerung ist in der Internationalen Patentanmeldung WO9721848A
beschrieben, die am 19. Juni 1997 veröffentlicht wurde.
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9 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung. Hier ist ein Teil eines Superlegierungs-Gegenstands 150 dargestellt,
der mit einer mehrlagigen Wärmedämmschicht
versehen ist, die allgemein mit dem Bezugszeichen 152 versehen ist.
Die Darstellung zeigt den Herstellungszustand. Die Wärmedämmschicht 152 besteht
aus einem Verbundüberzug 154 auf
dem Superlegierungssubstrat 150, aus einer Oxidschicht 156 auf
dem Verbundüberzug 154 und
aus einer keramischen Wärmedämmschicht 158 auf
der Oxidschicht 156. Der Verbundüberzug 154 ist allgemein
eine Aluminium enthaltende Legierung, beispielsweise eine MCrAlY-Legierung,
ein Nickelaluminid, ein Kobaltaluminid oder ein Platinaluminid.
Die Oxidschicht besteht allgemein aus Aluminiumoxid, zusammen mit
anderen Oxiden.
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Die
keramische Wärmedämmschicht 158 besteht
aus einer Vielzahl von kolumnaren keramischen Körnern 160, die sich
im wesentlichen senkrecht zur Oberfläche des Superlegierungssubstrats 150 erstrecken.
Außerdem
ist ersichtlich, dass die kolumnaren Körner 160 der keramischen
Wärmedämmschicht 158 aus
einer Mehrzahl erster Schichten 162 und einer Mehrzahl
zweiter Schichten 166 bestehen. Die Schichten 162 und 166 haben
unterschiedliche Strukturen und sämtliche erste Schichten 162 haben
die gleiche Struktur, und sämtliche
zweite Schichten 166 haben auch eine gleiche Struktur.
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Diese
Unterschiede in der Struktur erzeugen Zwischenflächen zwischen den Schichten 162 und 166,
die die thermische Leitfähigkeit
der keramischen Wärmedämmungsschicht 158 herabsetzen.
Jede dieser Schichten besitzt Poren. Die Poren in der ersten Schicht
sind natürlich
entstandene thermische Hohlräume.
Die Poren in der zweiten Schicht sind eine Folge des Einschlusses
von Gas in das Keramikmaterial, während der Ablagerung der keramische
Wärmedämmschicht 158.
Die zweiten Schichten 166 besitzen jedoch einen größeren Anteil
an Poren 168 als die erste Schichten 162. Dieser
größere Anteil
von Poren 168 in den zweiten Schichten 166 vermindert
auch die thermische Phononenleitfähigkeit der keramischen Wärmedämmschicht 158.
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Die
Dicke von einigen der ersten Schichten und einigen der zweiten Schichten
kann im Bereich zwischen 0,5 bis 3 μm liegen, um die thermische Photonenleitfähigkeit
zu vermindern. Stattdessen kann die Dicke einiger der ersten Schichten
und einiger der zweiten Schichten in dem Bereich zwischen 0,3 and
2 nm liegen, um die thermische Phononenleitfähigkeit zu verringern.
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Die
mehrlagige Wärmedämmschicht 152 wird
auf dem Superlegierungs-Gegenstands 150 dadurch aufgebracht,
dass zunächst
ein MCrAlY-Legierungs-Verbundüberzug 154 durch
Plasmaspritzen oder physikalische Dampfablagerung aufgetragen wird,
oder indem ein Nickelaluminid-Verbundüberzug 154 durch Diffusions-Aluminisierung
gebildet wird, oder indem ein Platinaluminid-Verbundüberzug 154 durch
mit Platin modifizierte Diffusions-Aluminisierung erzeugt wird. Dann wird
die keramische Wärmedämmschicht 158 auf
dem Verbundüberzug 154 durch
physikalische Dampfablagerung, gewöhnlich durch physikalische
Elektronenstrahl-Dampfablagerung aufgetragen. Die Oxidschicht 156 bildet
sich auf dem Verbundüberzug 154,
während
der Superlegierungs-Gegenstands 150 auf die Betriebstemperatur in
einer physikalischen Elektronenstrahl-Dampfablagerungskammer in Gegenwart
von Sauerstoff aufgeheizt wird.
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Bei
der Ablagerung der keramischen Wärmedämmschicht 158 kann
diese keramische Wärmedämmschicht 158 durch
eine physikalische, durch Plasma unterstützte Dampfablagerung aufgebracht werden,
und durch eine physikalische Dampfablagerung, wie dies in 10 dargestellt ist. Stattdessen kann
die keramische Wärmedämmschicht
allein durch eine durch Plasma unterstützte physikalische Dampfablagerung
aufgetragen werden, wie dies in 11 dargestellt
ist. Während
der physikalischen Dampfablagerung wird, wie aus 10 ersichtlich, während der Zeitperioden 170 keine
Spannung an den Superlegierungs-Gegenstands 150 angelegt, und
die ersten Schichten 162 werden hergestellt und während der
Zeitperioden 174 während
der durch Plasma unterstützten
physikalischen Dampfablagerung wird eine hohe negative Gleichspannung
oder eine Hochfrequenzvorspannung an den Superlegierungs-Gegenstands 150 angelegt,
und es werden die zweiten Schichten 166 erzeugt. Während der
durch Plasma unterstützten
physikalischen Dampfablagerung wird, wie aus 11 ersichtlich, in den Zeitperioden 172 und 174 eine
Gleichspannung oder eine Hochfrequenzspannung an den Superlegierungs-Gegenstands 150 angelegt.
Die Spannung in den Zeitperioden 172 ist weniger negativ
als die Spannung in den Zeitperioden 174 und die ersten Schichten 162 werden
während
der durch Plasma unterstützten
physikalischen Dampfablagerung in den Zeitperioden 172 hergestellt,
und die zweiten Schichten 166 werden in den Zeitperioden 174 während der
physikalischen Plasma-Dampfablagerung erzeugt.
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In
den Zeitperioden 172 und 174 erzeugt die durch
Plasma unterstützte
physikalische Dampfablagerung Änderungen
in der Struktur der kolumnaren keramischen Körner 160. In den Zeitperioden 174 wird
eine größere Änderung
in der Struktur erzeugt, als in den Zeitperioden 172. Außerdem wird
während der
Zeitperioden 174 ein größerer Anteil
von inertem Gas in der Ablagerungskammer in den zweiten Schichten 166 aufgenommen,
und es werden Poren 168 durch die erhöhte Geschwindigkeit erzeugt,
mit der die Keramikpartikel abgelagert werden.