FR2925526A1

FR2925526A1 - Revetement barriere marque et piece de moteur a turbine a gaz dotee d'un tel revetement

Info

Publication number: FR2925526A1
Application number: FR0857082A
Authority: FR
Inventors: Glen Harold Kirby; Stephen Mark Whiteker; Brett Allen Boutwell; Jessica Lee Licardi
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2007-12-19
Filing date: 2008-10-17
Publication date: 2009-06-26
Also published as: GB2455852B; GB2455852A; JP5671201B2; JP2009149491A; GB0818985D0; US20090162632A1

Abstract

L'invention concerne des revêtements barrière marqués comprenant un revêtement RBE (12), un revêtement RBT ou une combinaison de tels revêtements, et d'environ 0,01 à environ 30 % en moles d'un marqueur (26).L'invention concerne aussi une pièce (10) de moteur de turbine à gaz qui est dotée d'un tel revêtement.

Description

B08-3402FR Société dite : GENERAL ELECTRIC COMPANY Revêtement barrière marqué et pièce de moteur à turbine à gaz dotée d'un tel revêtement Invention de : KIRBY Gien Harold WHITEKER Stephen Mark BOUTWELL Brett Allen LICARDI Jessica Lee Priorité d'une demande de brevet déposée aux Etats-Unis d'Amérique le 19 décembre 2007, sous le numéro 11/959.739 Revêtement barrière marqué et pièce de moteur à turbine à gaz dotée d'un tel revêtement

L'invention concerne, de façon générale, des revêtements barrières comprenant des marqueurs, ainsi que des pièces dotées de tels revêtements. Plus précisément, la présente invention concerne des revêtements barrières marqués, comprenant un revêtement formant barrière au milieu environnant, un revêtement formant barrière thermique, ou une combinaison de tels revêtements, ainsi que d'environ 0,01 à environ 30 % en moles d'un marqueur.

On cherche encore à élever les températures auxquelles peuvent fonctionner les moteurs à turbine à gaz, dans le but d'améliorer leurs rendements. Mais il est nécessaire, à mesure que ces températures de fonctionnement augmentent, que la durabilité à haute température des pièces de ces moteurs augmente de manière correspondante. On a déjà fait significativement progresser leurs tenues à haute température, par le biais de la formulation de superalliages à base de cobalt, de nickel ou de fer. Ces superalliages sont certes utilisés à grande échelle pour la fabrication de pièces de moteurs à turbine à gaz, en particulier pour les pièces des zones où les températures sont relativement hautes, mais on a proposé d'utiliser d'autres matériaux substrats plus légers. Les matériaux CMC (composites à matrice céramique) forment une classe de matériaux qui sont constitués d'un matériau de renfort noyé dans une phase de matrice en céramique. Ces matériaux, ainsi que certaines céramiques monolithiques, c'est-à-dire sans renfort, sont actuellement utilisés dans des applications à haute température. Parmi les matériaux qui servent couramment de matrice dans les CMC, il y a par exemple le carbure de silicium, le nitrure de silicium, l'alumine, la silice, la mullite, et les combinaisons silice-alumine, alumine-mullite, et silice-alumine-oxyde de bore. Parmi les matériaux qui servent couramment de renfort dans les CMC, on peut citer, à titre d'exemples non-limitatifs, le carbure de silicium, le nitrure de silicium, l'alumine, la silice, la mullite, et les combinaisons silice-alumine, alumine-mul- lite, et silice-alumine-oxyde de bore. Comme exemples de céramiques monolithiques, on peut mentionner le carbure de silicium, le nitrure de 3 silicium, l'oxynitrure de silicium-aluminium (SiAlON) et l'alumine. Le recours à ces matériaux céramiques peut faire diminuer le poids des pièces de turbine, tout en leur permettant de conserver leur résistance et leur durabilité. On envisage donc actuellement d'utiliser de tels matériaux pour fabriquer de nombreuses pièces de turbine employées dans les zones à haute température des moteurs à turbine à gaz, comme les ailettes, par exemple celles des compresseurs, des turbines ou des aubages fixes, les chambres de combustion, les enveloppes et autres pièces similaires, afin de tirer parti de la légèreté de ces matériaux.

On peut doter les pièces en CMC ou en céramique monolithique de revêtements RBE (revêtement formant barrière au milieu environnant) et/ou de revêtements RBT (revêtement formant barrière thermique), afin de les protéger contre les atteintes du milieu hostile régnant dans les zones à haute température des moteurs. Un revêtement RBE peut constituer une couche dense, étanche vis-à-vis des gaz corrosifs présents dans le milieu très chaud formé par les gaz de combustion, tandis qu'un revêtement RBT peut permettre l'établissement d'un gradient thermique entre la surface du révêtement et la face arrière de la pièce, activement refroidie. On peut ainsi faire en sorte que la sur- face de la pièce soit à une température inférieure à celle de la surface du revêtement RBT. Dans certains cas, on peut même déposer un revêtement RBT par-dessus un revêtement RBE, pour faire en sorte que la surface du revêtement RBE soit à une température inférieure à celle de la surface du revêtement RBT, ce qui permet de faire baisser la température à laquelle ce revêtement RBE joue son rôle. Actuellement, la plupart des revêtements RBE employés pour les pièces en CMC ou en céramique monolithique consistent en un système à trois couches de revêtement, qui comprend une couche de liaison en silicium, au moins une couche intermédiaire en mullite, en ASBS (alumino-silicate de baryum et strontium), en une combinaison de mullite et d'ASBS, en un disilicate de terre rare, ou en une combinaison de tels composés, et une couche externe en ASBS, en un mono-silicate de terre rare, ou en une combinaison de tels composés. Dans les couches en monosilicate ou disilicate de terre rare, les éléments terres rares peuvent être de l'yttrium, du lutétium, de l'ytterbium ou une combinaison de ces éléments. Ensemble, de telles couches peuvent protéger une pièce en CMC ou en céramique monolithique contre les atteintes du milieu environnant. Les revêtements RBT employés pour les pièces en CMC ou en céramique monolithique sont généralement constitués de matériaux réfractaires de type oxyde, qu'on dépose en les dotant de microstructures particulières afin de compenser les contraintes thermiques ou mécaniques dues à des disparités de dilatation thermique ou à des contacts par dilatation thermique avec d'autres pièces du moteur. Ces microstructures peuvent inclure des couches de revêtement denses à fissures verticales, des microstructures poreuses en grains, et des combinaisons de telles microstructures. Les oxydes réfractaires typiquement utilisés sont de l'oxyde de zirconium dopé à l'oxyde d'yttrium et de l'oxyde de hafnium dopé à l'oxyde d'yttrium, mais on peut aussi employer de l'oxyde de zirconium ou de hafnium dopé à l'oxyde de calcium, de baryum, de magnésium, de strontium, de cérium, d'ytterbium ou de lutétium, ainsi que toute combinaison de ces matériaux. Comme exemples d'autres oxydes réfractaires utilisables au sein d'un revêtement RBT, on peut citer les suivants, sans s'y limiter : disilicate d'yttrium, disilicate d'ytterbium, disilicate de lutétium, monosilicate d'yttrium, monosilicate d'ytterbium, monosilicate de lutétium, zircon, hafnon, ASBS, mullite, aluminate de magnésium à structure de type spinelle, et aluminates de terres rares. Malheureusement, pratiquement tous ces matériaux, ceux des revêtements RBE comme ceux des revêtements RBT, sont de couleur blanche ou semi-transparents, en fonction de la porosité du système de revêtement. I1 en résulte qu'il peut être difficile de vérifier, par simple examen visuel, la composition chimique ou l'intégrité des couches, prises individuellement. Plus précisément, comme ces revêtements sont en général formés couche après couche, il peut être problématique de décider quelle est la couche suivante à déposer, en particulier lorsque les opérations de dépôt des couches successives sont séparées dans le temps. De plus, comme toutes les couches sont de la même couleur ou de couleurs voisines, il peut être presque impossible de recourir à un examen visuel pour déterminer s'il y a une fissure au sein d'une couche particulière donnée. En conséquence, on a encore besoin de revêtements barrières qui permettent de vérifier, par simple examen visuel, la composition chimique ou l'intégrité des couches de revêtements RBE et RBT, prises individuellement.

Selon la présente invention, on répond à ce besoin en proposant 5 des revêtements barrières marqués, comprenant un revêtement formant barrière au milieu environnant, un revêtement formant barrière thermique, ou une combinaison de tels revêtements, ainsi que d'environ 0,01 à environ 30 % en moles d'un marqueur. Selon la présente invention, on répond également à ce besoin en proposant des revêtements formant barrière au milieu environnant et marqués, comprenant une couche de liaison, au moins une couche intermédiaire et une couche externe, ainsi que d'environ 0,01 à environ 30 % en moles d'un marqueur. Selon la présente invention, on répond également à ce besoin en proposant des revêtements formant barrière thermique et marqués, comprenant une couche de matériau réfractaire, ainsi que d'environ 0,01 à environ 30 % en moles d'un marqueur.

Les divers aspects, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront clairement aux spécialistes en la matière à la lecture de la description suivante, que l'on fera en se reportant aux dessins annexés, dans lesquels des numéros de référence semblables ont été attribués à des éléments semblables. Parmi ces dessins : la figure 1 est une vue schématique, en coupe, d'une pièce en céramique dotée d'un revêtement formant barrière au milieu environnant et marqué, comprenant une couche intermédiaire marquée, selon la description qu'on en donne dans le présent document ; et la figure 2 est une vue schématique, en coupe, d'une pièce en céramique dotée d'un revêtement formant barrière thermique et marqué, comprenant une couche de liaison marquée et une couche de matériau réfractaire marquée, selon la description qu'on en donne dans le présent document.

On décrit en effet dans ce document-ci, de façon générale, des revêtements barrières qui contiennent des marqueurs appropriés pour être utilisés sur des composites CMC ou des céramiques monolithiques, ainsi que des pièces portant de tels revêtements. Plus précisément, on 6 décrit ici des revêtements barrières marqués, comprenant un revêtement formant barrière au milieu environnant, un revêtement formant barrière thermique, ou une combinaison de tels revêtements, ainsi que d'environ 0,01 à environ 30 % en moles d'un marqueur.

Les revêtements barrières qui sont décrits dans ce document-ci conviennent pour être appliqués sur des pièces constituées de composites à matrice céramique ou de céramiques monolithiques. Au sens où on l'entend ici, l'expression "composite à matrice céramique" ou le sigle CMC désigne aussi bien un matériau qui comprend une matrice contenant du silicium et un matériau de renfort, qu'un matériau qui comprend une matrice de type oxyde-oxyde et un matériau de renfort. Comme exemples de CMC utilisables dans le cadre de cette invention, on peut citer, sans s'y limiter, des matériaux comportant une matrice et des fibres de renfort comprenant du carbure de silicium, du nitrure de silicium, de l'alumine, de la silice, de la mullite, de l'alumine-mullite, de la silice-alumine, de la silice-alumine-oxyde de bore, et des combinaisons de ces matériaux. Par ailleurs, au sens où on l'entend ici, l'expression "céramique monolithique" désigne des matériaux comprenant du carbure de silicium, du nitrure de silicium, de l'oxynitrure de silicium et d'aluminium (SiAlON), et de l'alumine. Dans ce document-ci, les composites à matrice céramique et les céramiques monolithiques sont collectivement désignées par le terme "céramiques". Au sens où on l'entend ici, l'expression "revêtement barrière" peut désigner un revêtement formant barrière au milieu environnant (RBE), un revêtement formant barrière thermique (RBT), ou une combinaison de tels revêtements, lesquels comprennent au moins une composition de revêtement barrière, comme on le décrira plus loin. Les revêtements barrières ici décrits et représentés de manière générale sur les figures 1 et 2 conviennent pour être employés sur des pièces 10 en céramique destinées à se trouver dans un milieu environnant à haute température, tel que ceux qu'on rencontre dans les moteurs à turbine à gaz. L'expression "pièce en céramique" désigne une pièce faite d'une "céramique", au sens donné ici à ce terme. Plus précisément, un revêtement RBE peut comprendre en général un système comportant au moins trois couches de revêtement, y compris une couche de liaison 14, au moins une couche intermédiaire 16, et une couche externe 18, comme on l'a représenté de façon 7 générale sur la figure 1. La couche de liaison 14 peut comprendre n'importe lequel des matériaux suivants : du silicium, des siliciures de métal noble, tels que les siliciure de tantale, siliciure de niobium, siliciure de molybdène et autres semblables, et des aluminiures, tels que les aluminiure de nickel, aluminiure de platine, aluminiure de fer, aluminiure de ruthénium et autres semblables. La ou les couches intermédiaires 16 peut ou peuvent comprendre une composition choisie parmi de la mullite, de 1ASBS, un disilicate de terre rare, et les combinaisons de tels matériaux, et la couche externe 18 peut comprendre une composition choisie parmi de 1ASBS, un monosilicate de terre rare, un disilicate de terre rare, et une combinaison de tels composés. N'importe laquelle ou lesquelles de ces couches peut ou peuvent contenir un marqueur, comme on l'a représenté sur la figure 1 et comme on le décrira plus loin dans ce document-ci.

Plus précisément, selon un mode particulier de réalisation, un revêtement RBE peut comporter une couche de liaison en silicium, une couche intermédiaire en une combinaison de mullite et d'ASBS, et une couche externe en ASBS. Selon un autre mode de réalisation, un revêtement RBE peut comporter une couche de liaison en silicium, une couche intermédiaire en un disilicate de terre rare, et une couche externe en ASBS. Selon encore un autre mode de réalisation, un revêtement RBE peut comporter une couche de liaison en silicium, une couche intermédiaire en un disilicate de terre rare, et une couche externe en un monosilicate de terre rare. Selon encore un autre mode de réalisation, un revêtement RBE peut comporter une couche de liaison en silicium, plusieurs couches intermédiaires, y compris au moins une première couche intermédiaire comprenant un disilicate de terre rare, une deuxième couche intermédiaire comprenant de l'ASBS et une troisième couche intermédiaire comprenant un disilicate de terre rare, et une couche externe en un monosilicate de terre rare. Selon un autre mode de réalisation, un revêtement RBE peut comporter une couche de liaison en silicium, une couche intermédiaire en un disilicate de terre rare, une couche intermédiaire en ASBS, et une couche externe en un monosilicate ou disilicate de terre rare. Dans les couches en monosilicate ou disilicate de terre rare, les éléments terres rares peuvent comprendre de l'yttrium, du lutétium, de l'ytterbium ou une combinaison de ces éléments. 8 Un revêtement RBT 20 peut comporter en général au moins une couche de matériau réfractaire 22, et selon un mode particulier de réalisation, une couche de matériau réfractaire 22 et une couche de liaison 14, comme on l'a représenté sur la figure 2. La couche de matériau réfractaire 22 peut contenir un matériau doté d'une micro-structure particulière, qui peut être dense et à fissures verticales, poreuse, ou poreuse et à fissures verticales. Par ailleurs, la couche de matériau réfractaire 22 du revêtement RBT 20 peut comprendre n'importe lequel des matériaux suivants : de l'oxyde de zirconium dopé à l'oxyde d'yttrium, de l'oxyde de hafnium dopé à l'oxyde d'yttrium, de l'oxyde de zirconium ou de hafnium dopé à l'oxyde de calcium, de baryum, de magnésium, de strontium, de cérium, d'ytterbium ou de lutétium, et les combinaisons de ces matériaux. La couche de matériau réfractaire 22 du revêtement RBT 20 peut également comprendre un matériau choisi parmi de l'oxyde de zirconium dopé à l'oxyde d'yttrium, de l'oxyde de hafnium dopé à l'oxyde d'yttrium, de l'oxyde de zirconium dopé à l'oxyde de calcium, de baryum, de magnésium, de strontium, de cérium, d'ytterbium ou de lutétium ou à une combinaison de ces oxydes, ou de l'oxyde de hafnium dopé à l'oxyde de calcium, de baryum, de magnésium, de strontium, de cérium, d'ytterbium ou de lutétium ou à une combinaison de ces oxydes, du disilicate d'yttrium, du disilicate d'ytterbium, du disilicate de lutétium, du monosilicate d'yttrium, du monosilicate d'ytterbium, du monosilicate de lutétium, du zircon, du hafnon, de 1'ASBS, de la mullite, de l'aluminate de magnésium à structure de type spinelle, et les aluminates de terres rares, ainsi que les combinaisons de ces matériaux. Comme exemples d'autres matériaux réfractaires utilisables dans la couche 22 d'un revêtement RBT 20, on peut citer les suivants, sans s'y limiter : disilicate d'yttrium, disilicate d'ytterbium, disilicate de lutétium, monosilicate d'yttrium, monosilicate d'ytterbium, monosilicate de lutétium, zircon, hafnon, ASBS, mullite, aluminate de magnésium à structure de type spinelle, et aluminates de terres rares, ainsi que leurs combinaisons. Comme on l'a déjà mentionné, de même que le revêtement RBE, le revêtement RBT 20 peut aussi comporter une couche de liaison 14 sur laquelle peut être déposée la couche de matériau réfractaire 22. On peut appliquer la couche de liaison 14 sur la pièce en céramique 10 en 9 ayant recours à des techniques classiques, et cette couche peut comprendre n'importe lequel des matériaux suivants : silicium, siliciures de métal noble, par exemple siliciure de tantale, siliciure de niobium, siliciure de molybdène, etc., et aluminiures, par exemple aluminiure de nickel, aluminiure de platine, aluminiure de fer, aluminiure de ruthénium, etc. Un revêtement RBT peut aussi être déposé par-dessus un revêtement RBE. Dans certains cas, les revêtements RBE et RBT peuvent comprendre n'importe quelle combinaison des couches mentionnées plus haut. Comme on l'expliquera plus loin dans ce document, n'importe laquelle ou lesquelles de ces couches peut ou peuvent con-tenir un marqueur, comme cela est représenté sur la figure 2. Comme on l'a indiqué précédemment, on peut ajouter comme on veut au moins un marqueur 26 à un revêtement RBE 12, à un revête-ment RBT 20, ou à certaines couches de tels revêtements, afin de pro- duire un revêtement barrière contenant un marqueur, autrement dit un "revêtement barrière marqué", comme on l'expliquera plus loin dans ce document. Au sens où on l'emploie ici, le terme "marqueur" désigne tout dopant capable de colorer visiblement ou de rendre visiblement fluorescent un revêtement RBE ou RBT du type décrit ici, en plus des éléments similaires qui peuvent déjà se trouver dans le revêtement RBE ou RBT. Dans un mode particulier de réalisation, le marqueur 26 peut comprendre au moins un élément des terres rares. Au sens où on l'emploie ici, l'expression "élément des terres rares" désigne n'importe quel élément de la série des terres rares, y compris les lanthane, cérium, praséodyme, néodyme, prométhium, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, ytterbium et lutétium, de même que les sels, silicates, oxydes, zirconates, hafnates, titanates, tantalates, cérates, aluminates, alumino-silicates, phosphates, niobates et borates de ces éléments, et leurs combinaisons. Comme exemples de sels, on peut mentionner les chlorures, nitrates, sulfates, phosphates, hydroxydes, acétates, oxalates, phtalates et fluorures de ces éléments, ainsi que leurs combinaisons. Certains éléments des terres rares peuvent être particulièrement intéressants à employer en tant que marqueurs 26, en raison de leur aptitude à donner une couleur visible à la plupart de tous les revêtements RBE/RBT blancs. Plus précisément, l'europium peut colorer ces revêtements en rouge, le cérium et le dysprosium peuvent chacun les colorer en bleu, le terbium et le néodyme peuvent chacun les colorer en vert, le lanthane peut les colorer en noir, et l'erbium peut les colorer en rose. On peut en outre, pour améliorer la visibilité des marqueurs, rendre ceux-ci fluorescents, au moyen d'une source de rayonnement fournissant une lumière monochromatique ou polarisée, ou au moyen d'un rayonnement situé dans d'autres bandes de fréquences, y compris les domaines non-visibles du spectre lumineux. Comme exemples de sources de lumière utilisables dans le cadre de cette invention, on peut citer, sans s'y limiter, les lasers monochromatiques à longueur d'onde ajustée pour rendre fluorescent le marqueur choisi, les lampes noires, les sources de rayons UV, de rayons IR ou de rayons X, les sources de micro-ondes, etc. La quantité de marqueur qu'on ajoute au revêtement barrière est variable, mais en général, le marqueur peut représenter d'environ 0,01 à environ 30 % en moles du revêtement barrière marqué, et ce, qu'on l'ajoute à l'ensemble du revêtement barrière ou à une couche particulière de celui-ci. Au sens où on l'emploie ici, l'expression "revêtement barrière marqué" désigne un revêtement RBE, un revêtement RBT, ou une combinaison de tels revêtements, auquel ou à laquelle on a ajouté au moins un marqueur. Comme on l'expliquera plus loin dans ce document, l'ajout du marqueur peut avoir lieu avant ou après l'application du revêtement barrière sur la pièce. Comme on l'expliquera plus loin dans ce document, c'est de diverses manières que l'on peut ajouter le marqueur au revêtement barrière et appliquer le revêtement barrière sur la pièce en céramique. Selon un mode de réalisation, on peut introduire le marqueur dans une poudre de céramique donnant le revêtement barrière voulu et appliquer la poudre marquée résultante sur la pièce en céramique, ce qui donne un revêtement barrière marqué. Dans ce cas, on peut effectuer le dépôt du revêtement RBE ou RBT marqué en opérant selon n'importe quel procédé classique connu des spécialistes en la matière, y compris, mais sans s'y limiter, le dépôt par pulvérisation plasma et le dépôt de sus-pension ou de pâte, par projection, par immersion, ou par application avec un rouleau ou une bande, etc. Selon un autre mode de réalisation, on peut ajouter le marqueur à une suspension destinée à former le revêtement barrière, et déposer la suspension marquée ainsi obtenue sur la pièce en céramique, en opérant selon l'un des procédés classiques connus des spécialistes en la matière. Dans ce cas, le marqueur à base de terres rares peut comprendre de l'un des éléments europium, cérium, dysprosium, terbium, néo- dyme, lanthane, erbium et gadolinium, l'un de leurs oxydes et de leurs sels, ou une combinaison de ces éléments, oxydes et sels. Le marqueur peut soit réagir avec les constituants du revêtement RBE ou RBT au sein de la suspension, ce qui conduit à la formation d'un revêtement monophasique, soit demeurer en l'état de phase distincte, après l'opé- ration de frittage brièvement décrite plus loin dans ce document. Selon un autre mode de réalisation, on peut déposer un revête-ment barrière classique sur la pièce en céramique, en ayant recours à l'un des procédés classiques connus des spécialistes en la matière, et faire ensuite pénétrer le marqueur, par imprégnation, au sein du revê- tement barrière appliqué. Par exemple, on peut déposer un revêtement barrière classique sur une pièce en céramique, par exemple par application de suspension ou de pâte. On peut ensuite faire sécher le revête-ment barrière ainsi appliqué, puis l'imprégner d'une solution contenant un précurseur de marqueur. Cette solution de précurseur peut être une solution aqueuse d'un sel de terre rare, ce sel pouvant être un chlorure, un nitrate, un sulfate, un phosphate, un hydroxyde, un acétate, un oxalate, un phtalate, un fluorure, etc., et l'élément terre rare pouvant être l'un des éléments europium, cérium, dysprosium, terbium, néodyme, lanthane, erbium et gadolinium, ou d'un mélange de tels sels. Autre- ment, la solution de précurseur peut être une solution d'un méthoxyéthylate de terre rare ou d'un isopropylate de terre rare dans un solvant organique. Les marqueurs, autrement dit les atomes et/ou ions de terre rare, déposés par la solution de précurseur peuvent réagir avec de l'oxygène ou avec de la silice en excès, formant ainsi, respectivement, un oxyde ou un silicate qui, après le frittage, restera au sein des couches du revêtement barrière et y constituera une phase distincte. Même après avoir réagi avec les matériaux du revêtement barrière lors du frittage, les marqueurs déposés par la solution de précurseur seront encore des "marqueurs", au sens défini dans le présent document.

Selon un autre mode de réalisation, on peut, pour appliquer le marqueur, disposer une couche distincte de marqueur entre n'importe lesquelles des couches d'un revêtement RBE, par-dessus un revêtement RBE, entre la pièce en céramique et un revêtement RBE, entre la pièce en céramique et un revêtement RBT, entre une couche de liaison et un revêtement RBT, entre un revêtement RBE et un revêtement RBT, ou par-dessus un revêtement RBT. Dans ce mode de réalisation, on peut utiliser pour la couche de marqueur un oxyde de terre rare, de formule TR203 où TR représente un élément terre rare, ou un oxyde complexe, tels les silicates, aluminates, aluminosilicates, zirconates, hafnates, tantalates, cérates, niobates, titanates, borates et phosphates de terres rares. L'élément terre rare peut être l'un des éléments europium, cérium, dysprosium, terbium, néodyme, lanthane, erbium et gadolinium, ou une combinaison de ces éléments. Cette couche de marqueur peut être épaisse d'environ 0,5 m à environ 75 m. Selon encore un autre mode de réalisation, on peut introduire le marqueur dans un lingot comme un dopant, ou en mettre une quantité appropriée dans un réacteur, sous forme de précurseur gazeux, dans un procédé EBPVD (dépôt physique à partir d'une phase vapeur, activé par faisceau d'électrons) ou CVD (dépôt chimique à partir d'une phase vapeur). Une fois le revêtement barrière marqué appliqué sur la pièce en céramique, on peut le faire sécher, et en option, si nécessaire, le fritter pour le rendre plus dense. Les spécialistes en la matière reconnaîtront qu'il peut être nécessaire de fritter les revêtements barrières marqués appliqués par dépôt de suspension, tandis qu'il n'est pas indispensable de fritter ceux qui sont obtenus par d'autres procédés d'application, comme la pulvérisation plasma ou le dépôt chimique à partir d'une phase vapeur. Dans le cas où l'on opère un frittage, on peut le faire en ayant recours à des techniques classiques, y compris un traitement thermique dans un four à chemise en matériau réfractaire, un frittage au laser, un frittage aux micro-ondes, et d'autres techniques similaires.

Comme d'habitude, les températures de frittage peuvent valoir d'environ 400 °C à environ 1400 °C dans le cas où la pièce comprend un composite à matrice en céramique contenant du silicium, et d'environ 400 °C à environ 1100 °C dans le cas où la pièce comprend un composite à matrice en céramique oxyde-oxyde.

Diverses pièces en céramiques, telles que les aubages fixes, ailettes, tuyères, écrans pare-chaleur, revêtements de chambre de combustion, volets, joints d'étanchéité, etc., peuvent bénéficier d'une pro- tection par revêtements RBE et/ou RBT marqués. L'incorporation de marqueurs dans un revêtement barière peut permettre de déterminer, par examen visuel, la composition chimique ou l'intégrité des couches de revêtements barrière, prises individuellement, ce qui peut réduire de manière significative le temps nécessaire à de telles vérifications. Plus précisément, puisque ces revêtements sont typiquement élaborés couche après couche, chacune des couches peut être marquée de façon à être d'une couleur particulière ou émettre une fluorescence particulière, ce qui fait qu'il est plus facile de déterminer quelle est la pro- chaine couche à déposer. En outre, le fait de marquer chaque couche d'une couleur particulière ou d'une fluorescence particulière permet de recourir à un examen visuel pour déterminer s'il y a une brèche au sein d'une couche.

Claims

REVENDICATIONS

1. Revêtement barrière marqué, comprenant : un revêtement RBE (12), un revêtement RBT (20) ou une combinaison de tels revêtements, et d'environ 0,01 % en moles à environ 30 % en moles d'un marqueur (26).

2. Revêtement barrière marqué, conforme à la revendication 1, dans lequel le revêtement RBE (12) comporte une couche de liaison (14), au moins une couche intermédiaire (16), et une couche externe (18), et le revêtement RBT (20) comporte une couche de matériau réfractaire (22).

3. Revêtement barrière marqué, conforme à la revendication 2, dans lequel, dans le revêtement RBE (12), la couche de liaison (14) comprend une composition choisie parmi du silicium, un siliciure de métal noble et un aluminiure, la couche intermédiaire (16) comprend une composition choisie parmi de la mullite, de 1'ASBS, un disilicate de terre rare, et les combinaisons de tels matériaux, et la couche externe (18) comprend une composition choisie parmi de 1'ASBS, un monosilicate de terre rare, un disilicate de terre rare, et les combinaisons de tels composés.

4. Revêtement barrière marqué, conforme à la revendication 2, dans lequel, dans le revêtement RBT (20), la couche de matériau réfractaire (22) comprend un matériau choisi parmi de l'oxyde de zirconium dopé à l'oxyde d'yttrium, de l'oxyde de hafnium dopé à l'oxyde d'yttrium, de l'oxyde de zirconium dopé à l'oxyde de calcium, de baryum, de magnésium, de strontium, de cérium, d'ytterbium ou de lutétium, ou à une combinaison de ces oxydes, ou de l'oxyde de hafnium dopé à l'oxyde de calcium, de baryum, de magnésium, de strontium, de cérium, d'ytterbium ou de lutétium, ou à une combinaison de ces oxydes, du disilicate d'yttrium, du disilicate d'ytterbium,du disilicate de lutétium, du monosilicate d'yttrium, du monosilicate d'ytterbium, du monosilicate de lutétium, du zircon, du hafnon, de 1'ASBS, de la mullite, de l'aluminate de magnésium à structure de type spinelle, et les aluminates de terres rares, ainsi que les combinaisons de ces matériaux.

5. Revêtement barrière marqué, conforme à l'une des revendications 1, 2, 3 et 4, dans lequel le marqueur (26) comprend un élément des terres rares choisi dans l'ensemble constitué par les lanthane, cérium, praséodyme, néodyme, prométhium, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, ytterbium et lutétium, leurs sels, leurs silicates, leurs oxydes, leurs zirconates, leurs hafnates, leurs titanates, leurs tantalates, leurs cérates, leurs aluminates, leurs alumino-silicates, leurs phosphates, leurs niobates, leurs borates, et leurs combinaisons.

6. Revêtement barrière marqué, conforme à l'une des revendications 1, 2, 3, 4 et 5, dans lequel le marqueur (26) comprend un élément des terres rares choisi parmi les europium, cérium, dyspro- sium, terbium, néodyme, lanthane et erbium.

7. Revêtement barrière marqué, conforme à l'une des revendications 1, 2, 3, 4, 5 et 6, dans lequel le marqueur (26) peut être rendu fluorescent au moyen d'une source de rayonnement.

8. Revêtement barrière marqué, conforme à l'une des revendications 2, 3, 4, 5, 6 et 7, dans lequel chaque couche (14, 16, 18, 22) comprend un marqueur (26) différent. 30

9. Pièce (10) de moteur à turbine à gaz, comprenant un revête-ment barrière marqué, conforme à l'une des revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 et 8, laquelle pièce (10) comprend un matériau céramique choisi parmi les carbure de silicium, nitrure de silicium, alumine, silice,25mullite, alumine-mullite, silice-alumine, silice-alumine-oxyde de bore, oxynitrure de silicium et d'aluminium, et leurs combinaisons.