FR2969691A1

FR2969691A1 - Procede pour former un systeme de refroidissement pour des composants a haute temperature

Info

Publication number: FR2969691A1
Application number: FR1162221A
Authority: FR
Inventors: Ronald Scott Bunker
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2010-12-22
Filing date: 2011-12-21
Publication date: 2012-06-29
Anticipated expiration: 2031-12-21
Also published as: US20120163984A1; CN102562176A; JP5993144B2; JP2012136776A; US8753071B2; CN102562176B; FR2969691B1; DE102011056905A1

Abstract

Un procédé pour former un système de refroidissement par fluide dans un composant à haute température est décrit. Au moins un micro-canal est formé dans une surface extérieure du composant ; et un ou plusieurs trous de passage de réfrigérant sont ensuite formés, s'étendant depuis au moins un des micro-canaux jusqu'à une région intérieure du composant. Une couche d'un revêtement structurel métallique est ensuite appliquée sur la surface extérieure. Au moins une fente, ou une série de trous de refroidissement passifs relativement petits, sont ensuite formés à travers la couche de revêtement structurel métallique ; s'étendant dans au moins une partie des micro-canaux. Une seconde couche de revêtement est ensuite appliquée sur la première couche. Dans certains modes de réalisation, un matériau sacrificiel est déposé dans les micro-canaux avant que la première couche de revêtement soit appliquée. Des articles liés sont aussi décrits.

Description

B11-5718FR 1 Procédé pour former un système de refroidissement pour des composants à haute température La présente invention concerne des composants à haute température qui sont recouverts par des revêtements de protection, et sont refroidis par divers systèmes d'écoulement d'air. Dans certains modes de réalisation spécifiques, les composants à haute température font partie d'un moteur à turbine à gaz.

Les systèmes de turbine sont largement utilisés dans des domaines comme la génération de courant. Un système de turbine à gaz conventionnel utilisé pour la génération électrique inclut un compresseur, une chambre de combustion, et une turbine. Habituellement, un tel système de turbine à gaz produit des écoulements de gaz à haute température à travers un chemin d'écoulement défini par les composants de la turbine. Des écoulements à haute température sont généralement souhaitables, puisqu'ils peuvent mener à une performance, un rendement, et une puissance de sortie améliorés du système de turbine à gaz. Les écoulements à haute température sont habituellement associés à des types de combustion et des conditions de fonctionnement d'un système de turbine à gaz fonctionnant correctement. (En général, pendant le fonctionnement de la turbine à gaz, par exemple, les gaz de combustion peuvent dépasser environ 1600-1700°C ce qui est plus élevé que les points de fusion des composants du moteur). Comme on peut s'y attendre, de telles températures élevées peuvent provoquer une élévation de température excessive des composants dans le chemin d'écoulement. Une telle élévation de température peut à son tour faire qu'un ou plus de ces composants soit endommagé ou "hors spécification", menant à une durée de vie écourtée. Ainsi, du fait que l'on souhaite avoir ces conditions d'écoulement à hautes températures dans un système fonctionnant correctement, les composants qui sont soumis à des écoulements à haute température doivent être refroidis pour permettre au système de turbine à gaz de fonctionner avec de tels écoulements à températures élevées. Un certain nombre de stratégies peuvent être employées pour refroidir des composants qui sont soumis à des écoulements à haute température. Ces composants sont habituellement connus comme "composants de veine de gaz chauds". Néanmoins, de nombreuses stratégies de refroidissement employées donnent des taux de transfert de chaleur comparativement faibles et des profils de température de composant non uniformes, ce qui peut être insuffisant pour obtenir le refroidissement souhaité. Certaines des stratégies de refroidissement peuvent aussi faire baisser le rendement global de la turbine, parce qu'elles détournent une quantité excessive d'air de refroidissement du compresseur du moteur.

Pour une protection supplémentaire de l'écoulement de gaz à haute température, les parois extérieures exposées des composants de chemin de gaz chauds peuvent être recouvertes avec un système de revêtement de barrière thermique (RBT), qui fournit une isolation thermique. Les systèmes RBT incluent au moins un revêtement extérieur céramique, et une sous-couche d'ancrage métallique. Les bénéfices des systèmes de revêtement de barrière thermique sont bien connus. Dans la plupart de ces exemples de composants de moteur à turbine à gaz, de fines parois de métaux de superalliage à haute résistance sont habituellement utilisées pour améliorer la durabilité, tout en minimisant le besoin de refroidissement. Divers circuits et éléments de refroidissement sont adaptés pour ces composants individuels dans leurs environnements correspondants dans le moteur. Par exemple, une série de passages de refroidissement intérieurs, ou serpentins, peuvent être formés dans un composant de veine de gaz chauds. Un fluide de refroidissement peut être fourni aux serpentins à partir d'une chambre de distribution, et le fluide de refroidissement peut s'écouler à travers les passages, refroidissant le substrat et les revêtements du composant de veine de gaz chauds.

Néanmoins, cette stratégie de refroidissement peut parfois donner des taux de transfert de chaleur comparativement peu élevés, et des profils de température de composant non uniformes. Le refroidissement par micro-canaux a le potentiel de réduire significativement les besoins en refroidissement, en plaçant les éléments de refroidissement le plus près possible de la zone chaude. De cette manière, le delta de température entre le "côté chaud" et le "côté froid" du matériau de substrat porteur de charge principal d'un composant peut être considérablement réduit, pour un taux de transfert de chaleur donné. La formation et l'utilisation de micro-canaux de refroidissement est décrite dans la demande de brevet U.S. n° 12/953 177. Des détails supplémentaires concernant ces canaux sont fournis ci-dessous. En général, les canaux sont formés dans une surface extérieure du composant de veine de gaz chauds, et sont conçus pour permettre le passage d'un fluide de refroidissement, comme de l'air comprimé, venant du compresseur du moteur. L'écoulement du fluide de refroidissement peut donc refroidir des régions adjacentes ou proches du composant, par refroidissement par convexion. Par exemple, ce type de système de refroidissement peut transférer de la chaleur du composant, ou depuis une ou plusieurs des couches protectrices disposées sur le composant, vers l'agent de refroidissement. Alors que l'utilisation de micro-canaux peut fournir les résultats présentés ci-dessus, certains désavantages demeurent dans ce type de schéma de système de refroidissement - spécialement dans le cas de composants de moteur à turbine à gaz. Par exemple, dans certains modes de réalisation, le dépôt de couches protectrices sur les canaux nécessite habituellement l'utilisation d'un matériau sacrificiel pour remplir les canaux et les trous de passage, avant le procédé de dépôt. L'enlèvement nécessaire du matériau sacrificiel, par exemple par lixiviation, après que les revêtements ont été appliqués, peut être un procédé lent. Il y a un nombre limité de sorties pour le matériau sacrificiel, comme les sites d'accès inférieur pour les trous de passage et ces sorties sont relativement petites. De plus, dans ce type de système de refroidissement, le système RBT est spécialement important, pour protéger le substrat d'un environnement hostile et des effets thermiques. (Le RBT fournit aussi une surface aérodynamiquement lisse pour l'écoulement de réfrigérant). Néanmoins, la perte de parties du système RBT - par endommagement ou cassure générale du revêtement - laisse le micro-canal exposé sur la surface extérieure, et donc soumis à une exposition directe aux températures de gaz chauds. Cela peut alors mener à un endommagement sérieux du composant. I1 existe donc un besoin pour de nouveaux procédés et structures pour améliorer les capacités de refroidissement dans des moteurs à turbine à gaz et autres composants à haute température. Les innovations devraient améliorer la performance du courant de refroidissement, en utilisant des micro-canaux et des trous de passage de refroidissement, et sans abaisser significativement le rendement du moteur. De plus, il y a un intérêt considérable à améliorer des procédés de fabrication utilisés pour la formation du système de refroidissement et des systèmes de revêtement protecteurs. En outre, des structures de système de refroidissement qui apporteraient un flux de réfrigérant supplémentaire dans le cas d'une rupture partielle du RBT seraient aussi d'une valeur considérable. Les structures de refroidissement par film ne doivent pas non plus interférer avec la résistance et l'intégrité de la partie de moteur à turbine. Un mode de réalisation de l'invention concerne un procédé pour former un système de refroidissement par fluide dans un composant à haute température. Le procédé comprend les étapes suivantes : a) former au moins un micro-canal dans une surface extérieure du composant ; b) former un ou plusieurs trous de passage de réfrigérant s'étendant depuis au moins un des micro-canaux jusqu'à une région intérieure du composant ; c) remplir les micro-canaux et les trous de passage de réfrigérant avec un matériau de remplissage ; d) appliquer une première couche de revêtement structurel métallique sur la surface extérieure, e) former au moins une fente ou une série de trous de refroidissement passifs relativement petits à travers la première couche du revêtement structurel métallique ; la fente ou les trous de refroidissement passifs s'étendant dans au moins une partie de l'un des micro-canaux remplis qui sont alignés globalement sous la fente ou sous les trous de refroidissement passifs ; f) enlever le matériau de remplissage ; et g) appliquer au moins une seconde couche de revêtement sur la première couche. Un autre mode de réalisation de l'invention concerne aussi un procédé pour former un système de refroidissement par fluide dans un composant à haute température. Le procédé comprend les étapes suivantes : A) former au moins un micro-canal dans une surface extérieure du composant ; B) former un ou plusieurs trous de passage de réfrigérant s'étendant depuis au moins un des micro-canaux jusqu'à une région intérieure du composant ; C) appliquer une première couche de revêtement structurel métallique sur la surface extérieure ; D) former au moins une fente ou une série de trous de refroidissement passifs relativement petits à travers la première couche du revêtement structurel métallique ; dans lequel la fente ou les trous de refroidissement passifs s'étendent dans au moins une partie de l'un des micro-canaux remplis qui sont alignés globalement sous la fente ou sous les trous de refroidissement passifs ; et E) appliquer au moins une seconde couche de revêtement sur la première couche. Un autre mode de réalisation de l'invention concerne un composant à haute température, comprenant une paroi métallique extérieure ayant une multitude de micro-canaux, dans lequel une multitude de trous de passage de réfrigérant s'étendent depuis une surface de fond d'un ou plusieurs des micro-canaux, jusqu'à une région intérieure du composant ; dans lequel la paroi extérieure est couverte par au moins un revêtement métallique ; et dans lequel au moins une fente, ou une multitude de trous de refroidissement passifs, s'étendent à travers une première couche du revêtement métallique, dans au moins une partie d'un ou plus des micro-canaux dessous ; et la fente ou les trous de refroidissement passifs sont fermés de manière étanche en une extrémité extérieure par au moins une couche de revêtement supplémentaire. L'invention sera mieux comprise à l'étude détaillée de quelques modes de réalisation pris à titre d'exemples non limitatifs et illustrés par les dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est une illustration schématique d'un système de turbine à gaz ; - la figure 2 est une coupe schématique d'un exemple de configuration de pale profilée avec un système de revêtement appliqué sur une surface extérieure de la pale profilée ; - la figure 3 est une vue en coupe d'un substrat haute température dans lequel des micro-canaux et des trous de refroidissement passifs vont être formés ; - la figure 4 est une vue en coupe du substrat de la figure 3, dans lequel des micro-canaux ont été formés ; - la figure 5 est une vue en coupe du substrat de la figure 4, dans lequel des trous de passage ont été formés à travers le substrat ; - la figure 6 est une vue en coupe du substrat de la figure 5, dans lequel un matériau de remplissage a été appliqué ; - la figure 7 est une vue en coupe du substrat de la figure 6, dans lequel une première couche de revêtement a été appliquée ; - la figure 8 est une vue en coupe du substrat de la figure 7, dans lequel des trous de refroidissement passifs ont été formés ; - la figure 9 est une vue en coupe du substrat de la figure 8, dans lequel le matériau de remplissage a été enlevé ; - la figure 10 est une vue en perspective du substrat de la figure 9 ; - la figure 11 est une vue en perspective d'un substrat similaire à la figure 9, selon une variante de mode de réalisation ; - la figure 12 est une vue en coupe du substrat de la figure 9, dans lequel une seconde couche du matériau de revêtement structurel a été appliquée sur la première couche ; - la figure 13 est une vue en coupe d'une partie d'un autre composant à haute température, selon un mode de réalisation de l'invention. La figure 1 est une vue schématique d'un système de turbine à gaz 10, sous une forme simplifiée. Le système 10 peut inclure un ou plusieurs compresseurs 12, chambres de combustion 16, turbines 16, et tuyères de combustible 20. Le compresseur 12 et la turbine 16 peuvent être couplés par un ou plusieurs arbres 18. L'arbre 18 peut être un seul arbre ou de multiples segments d'arbre, couplés ensemble. Le système de turbine à gaz 10 inclut un certain nombre de composants de veine de gaz chauds. Un composant de veine de gaz chauds est un composant quelconque du système 10 qui est au moins en partie exposé à un écoulement de gaz à haute température à travers le système 10. Par exemple, des aubes fixes (aussi appelées ailettes), des tuyères (aussi appelées aubes directrices ou pales), des enveloppes, des pièces de transition, des anneaux de retenue, et des composants d'échappement de compresseur sont tous des composants de veine de gaz chauds. La figure 2 est une vue en coupe de dessus d'un exemple de composant de profil aérodynamique 50, montré sous une forme simplifiée (par exemple les trous d'alimentation en réfrigérant ne sont pas montrés). Le profil aérodynamique 50 inclut un substrat 52 avec une surface extérieure 54, et une surface intérieure 56. La surface intérieure défini au moins un espace intérieur 58 creux. Comme décrit encore ci-dessous, la surface extérieure 54 inclut un ou plusieurs micro-canaux 59 s'étendant dans la région de surface.

Comme détaillé aussi dans la description suivante, un système de revêtement 60 est disposé sur la surface extérieure. En se référant à la figure 3, un composant ou une pièce 100 (par exemple, une partie de la pale profilée représentée sur la figure 2) peut être formé par tous moyens conventionnels, comme par moulage. Le composant inclut un substrat 102, dans lequel une surface 104 est la surface extérieure ou dirigée vers l'extérieur du composant, et la surface opposée 106 est la surface intérieure ou dirigée vers l'intérieur. La pièce est habituellement moulée avant formation des micro-canaux décrits ci-dessous.

Le composant 100 peut être formé de divers alliages utilisés pour des composants à haute température. Nombre d'entre eux sont décrits dans le brevet U.S. N° 5 626 462. Selon l'application prévue pour le composant, il peut être formé de superalliages à base de Ni, à base de CO ou à base de Fe, par exemple. Le composant peut aussi être formé d'un alliage intermétallique N1Al, puisque ces alliages sont aussi connus comme possédant une combinaison de propriétés supérieures, incluant une résistance mécanique à haute température et une résistance au fluage à haute température. (Ces propriétés sont avantageuses pour utiliser dans des applications de moteurs à turbines utilisés pour les aéronefs et la génération électrique à terre). En se référant à la figure 4, des micro-canaux 110 (parfois appelés ici "canaux micro-refroidis"; ou simplement "canaux") sont formés dans la surface extérieure 104 extérieure de la partie 100. Le terme "micro-canal", tel qu'utilisé dans cette description, est généralement (bien que pas toujours) censé se référer à un canal ou un passage qui est au moins d'un ordre de grandeur inférieur, par exemple, en largeur, à d'autres passages ou canaux formés dans ou au voisinage d'une turbine à gaz ou d'un autre composant à haute température. Comme cela sera encore présenté ci-dessous, un micro-canal peut avoir une largeur moyenne d'environ 1 mm ; alors que d'autres types de passages associés au composant peuvent avoir une largeur moyenne de plus d'environ 10 mm. De plus, la plupart des micro-canaux sont disposés sur ou dans une surface d'une pièce alors que de nombreux types de canaux plus grands ne sont pas formés sur une surface, mais sont plutôt venus de moulage à l'intérieur de la pièce moulée, ou usinés dans la pièce moulée. Selon la plupart des modes de réalisation, les canaux 110, montrés sur la figure 4, sont conçus ou configurés pour permettre l'écoulement d'un fluide de refroidissement. L'écoulement du fluide de refroidissement peut ainsi refroidir des régions proches ou adjacentes du composant 100 par refroidissement par convexion, comme cela sera encore décrit ci-dessous. Comme aussi mentionné ci-dessous, les micro-canaux peuvent s'étendre sur une longueur ou une envergure considérable du composant, par exemple, généralement sur toute la longueur de la veine de gaz chauds dans une région sélectionnée du composant, bien que dans certains cas, ils puissent s'étendre sur seulement une partie de l'envergure du composant.

Les canaux 110 peuvent être formés ou usinés par commande d'un processus programmé ou automatisé (comme un processus commandé par robot) pour obtenir la taille, la position, et/ou la configuration souhaitée des canaux dans la surface extérieure 104. Dans certains cas, les canaux 110 peuvent être formés dans la surface extérieure 104 par l'utilisation d'usinage laser, de jet de liquide abrasif (par exemple, de micro jet d'eau abrasif (AlaWJ)), d'usinage électrochimique (ECM), d'usinage électrochimique par immersion (ECM par immersion), d'usinage par électroérosion (EDM), d'usinage par fraisage et électroérosion (fraisage EDM), de perçage par faisceau d'électrons, d'usinage à commande numérique, ou de tout procédé permettant d'obtenir des canaux avec des tailles et tolérances correctes. Les canaux peuvent être formés dans une grande variété de formes et de tailles. La demande de brevet US n° 12/953 177 décrit de nombreux agencements possibles de divers types de micro-canaux. D'autres agencements, comme des canaux à forme "rentrante", sont décrits dans la demande de brevet US n° 12/943 624. (Dans cette description, la partie ouverte du canal est parfois appelée une "rainure"). Une illustration peut être fournie, en référence à la figure 6 de la demande de brevet US n° 12/943 624, et en référence à la figure 7 de la présente description. Dans cette variante, la base 111 du micro-canal peut être considérablement plus grande que le haut 113 du micro-canal, par exemple, au moins deux fois en largeur. Ce type de géométrie peut parfois être utile pendant le dépôt d'un revêtement métallique au-dessus. Par exemple, la forme rentrante peut aider à empêcher le revêtement métallique d'être déposé dans le micro-canal, dans les cas où un matériau de remplissage/sacrificiel n'est pas utilisé dans le micro-canal, comme présenté ci-dessous.

Dans certains modes de réalisation, les canaux 110 peuvent avoir des profondeurs dans une plage d'approximativement 0,2 mm à approximativement 2 mm, ou d'approximativement 0,5 mm à approximativement 1 mm, En outre, dans certains modes de réalisation les canaux 110 peuvent avoir des largeurs dans une plage 30 d'approximativement 0,2 mm à approximativement 2 mm, ou d'approximativement 0,5 mm à approximativement 1 mm. En outre, les largeurs et/ou les profondeurs peuvent être sensiblement constantes pour un canal 110, ou peuvent varier (comme augmenter, diminuer, former une pente, etc.) le long du canal 110.

En outre, en se référant encore à la figure 4, les canaux 110 peuvent avoir des sections transversales de toute forme géométrique, comme, par exemple, un carré, un rectangle, un ovale, un triangle, ou tout autre forme géométrique qui peut faciliter l'écoulement d'un agent de refroidissement à travers le canal 110.

Divers canaux 110 peuvent avoir des sections transversales avec une certaine forme géométrique alors que d'autres canaux 110 peuvent avoir des sections transversales avec une autre forme géométrique. De plus, dans certains modes de réalisation, la surface (c'est à dire, les parois latérales et/ou le fond) d'un canal 110 peut être une surface sensiblement lisse, bien que dans d'autres modes de réalisation, toute ou des parties de la surface de canal peuvent inclure des saillies, des évidements, une texture de surface, ou d'autres éléments, de telle manière que la surface du canal n'est pas lisse. Par exemple, des éléments de surface qui peuvent être présents sur la surface d'un canal 110 peuvent inclure des saillies en forme d'ailettes, des saillies de forme cylindrique, ou des turbulateurs, ou toute autre combinaison de ceux-ci, ainsi que toute autre forme géométrique convenable. Les dimensions de tous les éléments de surface peuvent être sélectionnées pour optimiser le refroidissement généré par le canal 110 respectif. Les canaux 110 peuvent être des canaux sensiblement droits, ou peuvent être des canaux globalement courbés, ou en serpentins. Par exemple, au moins une partie des canaux 110 peut former des courbes complexes, ou une configuration tridimensionnelle par rapport à la surface extérieure 104 du substrat 100. Bien sûr, la configuration des canaux 110 peut être spécifique au composant fabriqué, de telle manière que certaines parties du composant peuvent contenir une densité plus élevée de canaux 110 de refroidissement que d'autres. C'est à dire que la configuration des canaux peut être adaptée pour prendre en compte le profil thermique attendu du composant en utilisation, comme cela est aussi décrit dans la demande de brevet US n° 12/953 177. En se référant à la figure 5, un ou plusieurs trous de passage 112 peuvent être pratiqués ou percés, pour relier certains ou tous les canaux 110 à une région intérieure 114 du composant, comme un espace intérieur de longeron. Les trous de passage sont parfois appelés ici "trous d'alimentation en réfrigérant" ou "trous de passage de réfrigérant ", ce qui décrit leur fonction habituelle. Tels que représentés, les trous 112 peuvent s'étendre généralement à travers le substrat 102, et peuvent relier fluidiquement les canaux 110 à l'espace intérieur 114, ainsi que relier fluidiquement certains des canaux 110 ou tous les canaux les uns aux autres, via l'espace intérieur 114. Par exemple, chaque canal 110 peut être relié fluidiquement à au moins l'un des trous 112. La taille des trous de passage peut varier un peu, mais ils ont habituellement un diamètre moyen d'environ 10 mils à environ 30 mils (0,25 mm à 0,76 mm). De plus, bien que les trous soient représentés comme étant orientés perpendiculairement dans le substrat 102, par rapport aux surfaces 104 et 106, l'angle du trou peut varier considérablement, en fonction en partie des configurations de refroidissement souhaitées. De nombreuses techniques peuvent être utilisées pour former les trous de passage, par exemple, les processus présentés ci-dessus pour les micro-canaux. Une fois la fabrication de la pièce 100 terminée, et les canaux 110 couverts par une couche de revêtement structurel et/ou d'autres couches (comme présenté ci-dessous), les trous de passage 112 peuvent permettre l'écoulement de l'agent de refroidissement via l'espace intérieur 114, vers les canaux 110. Par exemple, une fois qu'une couche de revêtement structurel est en place sur les canaux 110 respectifs, au moins un circuit de refroidissement peut être défini dans ou placé sur la surface de la pièce 100, par la liaison fluidique respective de l'espace intérieur 114 vers un ou plusieurs canaux 110, via des trous de passage 112 respectifs. (Comme décrit ci-dessous en référence à la figure 13, le circuit de refroidissement inclut aussi un trou de sortie qui constitue une partie d'une région de sortie pour les micro-canaux. Ces trous de sortie sont parfois appelés "trous de film", et traversent tous les revêtements pour atteindre une région extérieure 115 du composant 100.

En continuant à se référer à la figure 5, l'agent de refroidissement peut s'écouler à travers un circuit de refroidissement défini par ces éléments, selon le différentiel de pression global depuis l'entrée jusqu'à la sortie du circuit de refroidissement. Ce différentiel de pression peut faire qu'une partie de l'agent de refroidissement contenu dans le circuit de refroidissement s'écoule dans et à travers les trous de passage 112, et depuis les trous 112 dans et à travers les canaux 110 vers un ou plusieurs trous de sortie, complétant ainsi le circuit d'écoulement depuis l'intérieur de la partie vers l'extérieur.

En se référant à la figure 6, et selon ce mode de réalisation, les micro-canaux 110 et les trous de passage 112 sont ensuite remplis avec un ou plusieurs matériaux de remplissage solides 120. Ces matériaux, qui peuvent être retirés chimiquement pendant une étape suivante présentée ci-dessous, sont souvent appelés "matériaux sacrificiels". Leur but primaire est d'empêcher l'intrusion du matériau de revêtement dans les micro-canaux et les trous de passage pendant les étapes de revêtement qui suivent. Une variété de matériaux de remplissage ou sacrificiel différents peuvent être utilisés. Habituellement, ce sont des matériaux céramiques (par exemple, des matériaux à coeur céramique) ou des matériaux métalliques (par exemple, des alliages métalliques ou des encres métalliques). Néanmoins, dans certains exemples (en fonction des températures employées pour des dépôts de revêtement ultérieurs), des résines durcissables par UV (par exemple, des matériaux polymères), ou du graphite, peuvent être utilisés comme matériau sacrificiel. Le matériau doit être un matériau ayant une consistance qui permette l'insertion dans la profondeur des trous de passage. Des matériaux métalliques convenables, qui peuvent être utilisés pour former le matériau de remplissage métallique solide, peuvent inclure notamment le cuivre, l'aluminium, le molybdène, le tungstène, le nickel, le monel, et le nichrome. Dans certains modes de réalisation spécifiques, le matériau de remplissage 120 est un matériau de remplissage en fil solide formé à partir d'un matériau métallique d'alliage ou élémentaire. Par exemple, le matériau de remplissage peut être un matériau déformable, comme un fil métallique recuit, qui quand il est mécaniquement pressé dans le canal 110, est déformé pour se conformer à la forme du canal 110. La demande de brevet US n° 12/953 177, mentionnée ci-dessus, décrit cette technique. (Le terme "fil" tel qu'utilisé ici désigne une pièce continue solide de matériau qui se conforme à, ou peut être déformée mécaniquement pour se conformer à, la forme en section transversale des canaux 110 respectifs). En continuant à se référer à la figure 6, dans certains modes de réalisation, le matériau métallique ou d'alliage métallique peut être fourni sous la forme d'une poudre qui est pressée dans le canal 110, et se conforme au canal, de façon à remplir sensiblement les canaux 110 et le trou de passage 112. Toute partie du matériau de remplissage métallique solide qui fait saillie hors du canal 110 (c'est à dire, sur-remplissage) peut être polie ou usinée, avant l'application de revêtements, comme présenté ci-dessous. La surface extérieure 104 du substrat 102 peut ensuite être nettoyée et préparée pour un revêtement. Des exemples de techniques de traitement incluent l'usinage, le grenaillage, le lavage, le polissage, ou diverses combinaisons de ceux-ci. Un revêtement structurel métallique 130 est ensuite appliqué sur une surface de substrat 104, comme représenté sur la figure 7. Un certain nombre de revêtements métalliques peuvent être employés, s'ils peuvent être déposés pour former une structure sensiblement non poreuse. (Les revêtements métalliques sont aussi hautement adhérents au substrat, en comparaison d'un revêtement céramique). Des exemples non limitatifs de tels revêtements métalliques incluent des aluminures métalliques, comme l'aluminure de nickel (NiAl) ou l'aluminure de platine (PtAI). D'autres exemples incluent des compositions de formule MCrAI(X), où "M" est un élément sélectionné dans le groupe consistant en du Fe, du Co et du Ni et des combinaisons de ceux-ci ; et "X" est de l'yttrium, du tantale, du silicium, du hafnium, du titane, du zirconium, du bore, du carbone ou des combinaisons de ceux-ci. D'autres revêtements métalliques convenables (y compris d'autres types de compositions "MCrAI(X)") sont aussi décrits dans la demande de brevet US n° 12/953 177 ; dans le brevet U.S. n° 6 511 762 et dans le brevet U.S. n° 5 626 462 susmentionné. De plus, dans certains cas, le revêtement structurel 130 peut être formé d'un matériau de superalliage (à base de Ni, de Co, ou de Fe), par exemple un matériau similaire ou identique à celui formant le substrat 102. Le premier revêtement structurel 130 peut être appliqué par une variété de techniques. Des exemples non limitatifs incluent des procédés de dépôt physique en phase vapeur (DPV) comme le faisceau d'électrons (EB), le dépôt par plasma d'ions, ou la pulvérisation cathodique. Des processus de projection thermique peuvent aussi être utilisés, comme la projection de plasma d'air (APS), la projection de plasma basse pression (LPPS), la projection par flamme supersonique à l'oxygène (HVOF), ou la projection par flamme supersonique à l'air (HVAF). Le choix d'une technique particulière dépend de divers facteurs, comme du type spécifique de revêtement appliqué ; de l'épaisseur souhaitée ; de la taille du canal ; de la taille et du nombre de pièces à revêtir, et du type de matériau sacrificiel utilisé. Dans certains cas, le dépôt de plasma d'ions convient particulièrement. Un tel système est appelé dépôt de plasma d'ions par arc cathodique. Il est décrit dans la demande de brevet U.S. n° 2008/0138529. L'épaisseur du revêtement structurel métallique dépend de divers facteurs qui incluent : le type spécifique de revêtement ; le type des revêtements appliqués ensuite ; et les caractéristiques de contraintes prévues du revêtement à son interface avec le substrat. Habituellement, le revêtement est au moins de 5 mils (0,13 mm) en épaisseur. Dans la plupart des modes de réalisation, l'épaisseur est dans la plage d'environ 0,1 mm à environ 1 mm. Une série de trous de refroidissement passifs relativement petits est ensuite formée à travers le revêtement structurel métallique, sur la longueur d'un ou plus des micro-canaux. Comme montré sur la figure 8, des trous passifs 132 s'étendent à travers le revêtement métallique 130, et dans le matériau sacrificiel 120 qui remplit des micro-canaux 110. Les trous de refroidissement passifs peuvent être formés par une variété de technique, dont la plupart sont décrites ci-dessus, en référence aux trous de passage 112. Des exemples de techniques incluent l'EDM, le laser, et les systèmes à jet d'eau abrasif. Des trous passifs 132 sont habituellement (bien que pas toujours) agencés dans un motif uniforme, espacés également les uns des autres. Bien que les trous passifs soient décrits comme étant perpendiculaires, par rapport à la surface 104, ils peuvent être formés à des angles variés par rapport à l'orientation perpendiculaire. De plus, les trous passifs n'ont pas besoin d'être alignés avec le centre d'un micro-canal (par exemple, dans le sens de la largeur sur la figure), et peuvent (même individuellement) être décalés par rapport au centre du fond du canal.

Comme mentionné ci-dessus, les trous de refroidissement passifs 132 sont relativement petits, en comparaison de la taille des trous de passage de réfrigérant 112, comme montré sur la figure 9. Dans la plupart des modes de réalisation, les trous de refroidissement passifs ont un diamètre moyen qui est inférieur à environ 50% du diamètre moyen des trous de passage de réfrigérant. Habituellement, les trous de refroidissement passifs ont un diamètre moyen dans la plage d'environ 5 mils (0,13 mm) à environ 20 mils (0,51 mm) ; et dans certains cas, d'environ 5 mils à environ 15 mils (0,38 mm).

Après la formation des trous de refroidissement passifs 132, le matériau sacrificiel/de remplissage est enlevé des micro-canaux 110 et des trous de passage 112. Un certain nombre de techniques conventionnelles peuvent être utilisées pour enlever le matériau sacrificiel. Des exemples non limitatifs incluent la lixiviation, la dissolution, la fission, l'oxydation, l'attaque micrographique, et des combinaisons de ceux-ci. Le choix d'une technique particulière dépend de divers facteurs, comme la composition particulière du matériau sacrificiel ; la forme interne des passages de réfrigérant ; et la composition du substrat et du revêtement. Fréquemment, l'enlèvement du matériau de remplissage est réalisé par l'immersion du composant dans un bain de traitement approprié. Comme décrit ci-dessous, la présence des trous de refroidissement passifs (par exemple, voir figure 9) peut avantageusement accélérer l'enlèvement du matériau de remplissage.

La figure 10 est une vue en perspective de la structure générale de la figure 9, montrant un substrat 102, une surface extérieure 104, des micro-canaux 110, et un réseau ordonné de trous de passage (par exemple, des trous d'alimentation de réfrigérant) 112. Les trous de refroidissement passifs 132 sont aussi représentés, s'étendant à travers une couche métallique 130, dans différentes sections des micro-canaux 110. Comme mentionné auparavant, les trous passifs 132 n'ont pas besoin d'être disposés dans un réseau ordonné, et n'ont pas besoin d'être disposés le long d'un axe uniforme sur la longueur de tous les canaux 110.

La figure 11 est une vue en perspective d'une variante de mode de réalisation, dans laquelle au moins une rangée de trous de refroidissement passifs sur la figure 10 est remplacée par une fente 133. (Tous les autres éléments sur la figure peuvent être considérés comme étant les mêmes que sur la figure 10). Bien qu'une seule fente soit montrée (avec une largeur arbitraire), dans certains modes de réalisation, une fente est présente à la place de chaque rangée de trous de refroidissement passifs. Il peut être souhaitable de former ces fentes dans certains cas, plutôt que des trous, pour distribuer plus également la survenue d'une charge de pression éventuelle des couches appliquées sur la fente. Les fentes peuvent être formées par de nombreuses techniques décrites auparavant, par exemple, le jet de liquide abrasif, l'EDM, et autres. En outre, au lieu d'une seule fente selon une dimension particulière sur la surface, une série de fentes plus petites discrètes peuvent être employées.

La taille des fentes est assez variable, bien que dans de nombreux exemples, la largeur de la fente (c'est à dire, la direction horizontale par rapport à l'étendue de la fente) est environ équivalente au diamètre des trous passifs employés dans l'autre mode de réalisation. De plus, les fentes peuvent aussi avoir une largeur moyenne qui est inférieure à environ 50% du diamètre moyen des trous d'alimentation du réfrigérant (non montrés sur cette figure). En outre, les fentes n'ont pas besoin d'être positionnées directement sur un axe longitudinal central des micro-canaux, mais peuvent être décentrées. Les fentes peuvent aussi inclure des parois latérales obliques. La plupart de ces variations sont déterminées par la configuration de refroidissement particulière souhaitée pour le composant. En continuant à se référer à la formation des trous de refroidissement passifs décrits en dernier en référence à la figure 9, une seconde couche de revêtement structurel métallique est ensuite appliquée sur un premier revêtement 130 dans ce mode de réalisation, comme montré sur la figure 12. Le second revêtement couvre la sortie supérieure 142 de chacun des trous de refroidissement passifs 132, rendant les trous "passifs", comme décrit ci-dessous. Comme dans le cas du premier revêtement, le second revêtement pour ce mode de réalisation est aussi sensiblement non poreux, et peut être formé de n'importe lequel des matériaux métalliques décrits ci-dessus ; par exemple, des superalliages, des aluminures métalliques, des matériaux MCrAI(X), et autres. Comme illustration non limitative, le second revêtement peut être formé d'un matériau MCrAI(X), quand le premier revêtement est formé d'un matériau de superalliage. Le revêtement peut aussi être appliqué par toutes les techniques décrites auparavant.

L'épaisseur du second revêtement structurel métallique dépend de divers facteurs, comme certains de ceux listés auparavant pour la première couche. La seconde couche peut supporter un matériau céramique appliqué par la suite. Habituellement, le second revêtement est au moins d'environ 0,1 mm d'épaisseur. Dans la plupart des modes de réalisation, l'épaisseur est dans la plage d'environ 0,1 mm à environ 0,5 mm). (Dans certains modes de réalisation, au moins un revêtement métallique supplémentaire, c'est à dire, une troisième couche, peut être appliqué). Dans certains modes de réalisation, un composant selon l'invention, peut être protégé de manière adéquate avec deux ou plus des revêtements métalliques couvrant des surfaces extérieures sélectionnées. Néanmoins, dans de nombreux modes de réalisation, le composant à haute température inclut aussi au moins un revêtement céramique sur la surface supérieure, comme mentionné auparavant. Dans ces exemples, le revêtement métallique (ou système de revêtement) fonctionne souvent en partie comme une couche d'ancrage, comme cela est noté auparavant. Ainsi, dans de nombreux modes de réalisation, au moins un revêtement de céramique est appliqué sur la seconde couche structurelle métallique (ou au dessus de la couche métallique supérieure, si plus de deux couches sont disposées sur le substrat). Comme décrit ci-dessus, le revêtement céramique est habituellement un revêtement de barrière thermique (RBT), et peut comprendre une variété d'oxydes céramiques, comme de la zircone (ZrO2) ; de l'oxyde d'yttrium (Y2O3) ; de la magnésie (MgO) ; et des combinaisons de ceux-ci. Dans un mode de réalisation préféré, le RBT comprend de la zircone stabilisée par oxyde d'yttrium (YSZ). Une telle combinaison forme un ancrage fort avec la couche structurelle au-dessous ; et fournit un degré relativement élevé de protection thermique au substrat. (Le brevet U.S. n° 6 511 762 fournit une description de certains aspects des systèmes de revêtement RBT). Le RBT peut être appliqué par un certain nombre de techniques. Le choix d'une technique particulière dépend de divers facteurs, comme de la composition du revêtement ; de son épaisseur souhaitée ; de la composition de la/des couche(s) métallique(s) au-dessous ; de la région sur laquelle le revêtement est appliqué ; et de la forme du composant. Des exemples non limitatifs de techniques de revêtement incluent le DPV, et des techniques de projection de plasma. Dans certains exemples, il est souhaitable pour le RBT d'avoir un certain degré de porosité. Par exemple, une structure YSZ poreuse peut être formée, en utilisant le DPV ou des techniques de projection de plasma. L'épaisseur du RBT dépend en partie de certains des facteurs mentionnés auparavant, en ce qui concerne les revêtements métalliques. L'environnement thermique dans lequel le composant fonctionnera est un facteur clé, ainsi que l'utilisation finale de la pièce ; et le nombre de couches de RBT appliquées. Habituellement (bien que pas toujours), le RBT employé pour des moteurs à turbine à terre a une épaisseur globale dans une plage d'environ 3 mills à environ 45 mils (0,08 mm à 1,14 mm). Habituellement (bien que pas toujours), les RBT employés pour des applications aéronautiques, par exemple, des moteurs à réaction, ont une épaisseur globale dans une plage d'environ 1 mills à environ 20 mils (0,03 mm à 0,51 mm).

Dans d'autres modes de réalisation, le RBT peut être appliqué directement sur la première couche structurelle métallique, c'est à dire, la couche supérieure 130 sur la figure 9. Par exemple, le RBT peut parfois fournir suffisamment de résistance de revêtement pour être disposé sur une seule couche métallique quand les trous de refroidissement passifs sont de taille assez petite, par exemple, de moins d'environ 4 mils (0,1 mm) de diamètre. Comme dans les autres modes de réalisation, de multiples couches de RBT peuvent être appliquées, par exemple, comme dans le brevet U.S. n° 6 511 762. La figure 13 est une vue en coupe d'une partie d'un autre composant à haute température, par exemple, une pale profilée de turbine 140. Sur cette figure, un micro-canal 142 est représenté, formé dans le substrat 144. Un trou de passage de réfrigérant 146 est illustré, communiquant avec le canal 142 (c'est à dire, ouvrant dans la surface inférieure de canal 148) et formant un conduit vers une région intérieure 150 de la pale profilée. Une première couche de revêtement structurelle 152, formée d'un matériau métallique, est disposée sur une surface extérieure 154 du substrat 144. Une série de trous de refroidissement passifs 156 s'étendent à travers la couche structurelle 152. Dans ce mode de réalisation, la couche structurelle 152 est couverte par une seconde couche structurelle métallique 158. Un revêtement de barrière thermique à base de céramique 160 est disposé sur la couche 158.

Les revêtements 152, 158, et 160 peuvent être appelés collectivement un "système de revêtement protecteur" 162. Comme noté ci-dessus, dans des variantes de mode de réalisation, la couche 158 peut dans certains cas être un RBT en céramique, avec ou sans un second RBT 160.

Le trou de passage 164 s'ouvre dans une région de sortie de la "tranchée" 166, qui définit une région de sortie pour le micro-canal 142. Un certain nombre de tranchées peuvent être formées à travers le système de revêtement 162, selon le schéma d'écoulement du réfrigérant pour la pale profilée. Les tranchées peuvent être formées par toutes les techniques présentées auparavant. Dans le contexte d'une pale profilée servant de composant à haute température, les trous de refroidissement passifs décrits ci-dessus fournissent au moins plusieurs résultats importants pour le système de refroidissement qui repose sur des systèmes de micro-canaux et de revêtement de barrière thermique. D'abord, ils fournissent des orifices de sortie supplémentaires pour l'enlèvement des matériaux de remplissage (par exemple, par la technique de lixiviation mentionnée auparavant), après que le revêtement initial a été appliqué sur le composant. Deuxièmement, ils fournissent des passages supplémentaires pour l'air de refroidissement se déplaçant vers l'extérieur du composant, dans le cas où les revêtements protecteurs supérieurs font défaut, c'est à dire, si une partie du système de revêtement 162 (figure 13) est endommagée ou se détache du substrat 144. En d'autres termes, le fluide de refroidissement s'écoulant depuis une source dans la région intérieure 150 du composant est dirigé dans les trous de passage 146, au niveau de la surface de fond 147. Une partie du réfrigérant peut s'écouler vers le haut (selon l'orientation de la figure), dans le micro-canal 142, et dans les trous de refroidissement passifs 156. Cet écoulement d'air fournit un refroidissement par film supplémentaire bénéfique aux sections de la pale profilée qui manqueraient autrement de la protection du RBT endommagé ou manquant. De cette manière, les petits trous de refroidissement sont transformés efficacement de "trous passifs" scellés, en "trous actifs" non couverts. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, les matériaux sacrificiels de remplissage ne sont pas nécessaires, bien que les trous de refroidissement passifs soient encore incorporés dans la structure globale. Ainsi, dans ce mode de réalisation, les micro-canaux sont formés dans une surface extérieure, comme décrit auparavant, suivi par la formation d'un ou plusieurs trous de passage de réfrigérant. Le revêtement structurel métallique peut ensuite être appliqué sur la surface extérieure, comme décrit auparavant. Au moins une fente ou une série de trous de refroidissement passifs relativement petits sont ensuite formés à travers la couche structurelle métallique, s'étendant dans au moins une partie des micro-canaux, comme décrit aussi ci-dessus. Une seconde couche de revêtement (ou de multiples couches) peuvent ensuite être formées sur la première couche. La seconde couche de revêtement peut être céramique ou métallique, ou peut être une couche métallique, suivie par une ou plusieurs couches céramiques. Un autre mode de réalisation de l'invention concerne un composant à haute température, comprenant une paroi métallique extérieure ayant une multitude de micro-canaux, dans lequel une série de trous de passage (par exemple, des trous d'alimentation en réfrigérant) s'étendent chacun depuis une surface inférieure d'un ou plusieurs des micro-canaux, dans une région intérieure du composant. La paroi extérieure est recouverte par au moins un revêtement métallique, et, dans certains exemples, par au moins un revêtement de barrière thermique (RBT). Dans ce mode de réalisation, une ou plusieurs fentes, ou une multitude de trous de refroidissement passifs, s'étendent à travers une première couche du revêtement métallique, dans au moins une partie d'un ou plus des micro-canaux. La ou les fentes ou les trous de refroidissement passifs sont fermés de manière étanche au niveau de l'extrémité extérieure (c'est à dire la plus proche de l'extérieur de la paroi extérieure) par au moins une seconde couche de revêtement, par exemple, au moins une couche métallique ou au moins une couche de RBT, ou des combinaisons de celles-ci.

Claims

REVENDICATIONS1. Procédé pour former un système de refroidissement par fluide dans un composant à haute température, comprenant les étapes consistant à : a) former au moins un micro-canal dans une surface extérieure du composant ; b) former un ou plusieurs trous de passage de réfrigérant s'étendant depuis au moins un des micro-canaux jusqu'à une région intérieure du composant ; c) remplir les micro-canaux et les trous de passage de réfrigérant avec un matériau de remplissage ; d) appliquer une première couche de revêtement structurel métallique sur la surface extérieure ; e) former au moins une fente ou une série de trous de refroidissement passifs relativement petits à travers la première couche du revêtement structurel métallique ; dans lequel la fente ou les trous de refroidissement passifs s'étendent dans au moins une partie de l'un des micro-canaux remplis qui sont alignés globalement sous la fente ou sous les trous de refroidissement passifs ; f) enlever le matériau de remplissage ; et g) appliquer au moins une seconde couche de revêtement sur la première couche.
2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel chaque micro-canal est formé dans la surface extérieure par une des techniques suivantes : l'usinage laser, la découpe par jet de liquide abrasif, l'usinage par électroérosion (EDM), l'usinage par électroérosion et fraisage (fraisage EDM), le perçage par faisceau d'électrons, l'usinage électrochimique par immersion, et l'usinage à commande numérique.
3. Procédé selon la revendication 1, dans lequel chaque trou de passage de réfrigérant est formé par une des techniques suivantes : l'usinage électrochimique par immersion (ECM par immersion), l'usinage laser, le perçage laser, la découpe par jet de liquide abrasif, l'usinage par électroérosion (EDM), et le perçage par faisceau d'électrons.
4. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le matériau de remplissage est sélectionné parmi des matériaux céramiques, des métaux, des alliages métalliques, des encres métalliques, des matériaux polymères durcissables, du graphite, et des combinaisons de ceux-ci.
5. Procédé selon la revendication 1, dans lequel les trous de passage de réfrigérant ont un diamètre moyen d'environ 10 mils à environ 30 mils (0,25 mm à 0,76 mm).
6. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le diamètre moyen des trous de refroidissement passifs est inférieur à environ 50% du diamètre moyen des trous de passage de réfrigérant.
7. Procédé selon la revendication 1, dans lequel les trous de refroidissement passifs ont un diamètre moyen d'environ 5 mils à environ 20 mils (0,13 mm à 0,51 mm).
8. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la fente a une largeur moyenne qui est inférieure à environ 50% du diamètre moyen des trous de passage de réfrigérant.
9. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la première couche du revêtement structurel métallique est formée d'un matériau de superalliage ; un aluminure métallique, ou un matériau ayant la formule MCrAI(X), dans laquelle M est du fer, du cobalt, du nickel, ou des combinaisons de ceux-ci ; et X est de l'yttrium, du tantale, du silicium, du hafnium, du titane, du zirconium, du bore, du carbone ou des combinaisons de ceux-ci.
10. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'épaisseur globale de la couche structurelle métallique est dans une plage d'environ 0,1 mm à environ 1,0 mm.
11. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la seconde couche de revêtement est un revêtement structurel métallique qui comprend un matériau de superalliage ; un aluminure de métal, ou un matériau ayant la formule MCrAI(X), dans laquelle M est du fer, du cobalt, du nickel, ou des combinaisons de ceux-ci ; et X est de l'yttrium, du tantale, du silicium, du hafnium, du titane, du zirconium, du bore, du carbone ou des combinaisons de ceux-ci.
12. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la seconde couche de revêtement comprend un matériau céramique.
13. Procédé selon la revendication 12, dans lequel le matériau céramique est sélectionné dans le groupe correspondant en de la zircone (ZrO2) ; de l'oxyde d'yttrium (Y2O3) ; de la magnésie (MgO) ; et des combinaisons de ceux-ci.
14. Procédé pour former un système de refroidissement de fluide dans un composant à haute température, comprenant les étapes consistant à : A) former au moins un micro-canal dans une surface extérieure du composant ; B) former un ou plusieurs trous de passage de réfrigérant s'étendant depuis au moins un des micro-canaux jusqu'à une région intérieure du composant ; C) appliquer une première couche d'un revêtement structurel métallique sur la surface extérieure ; D) former au moins une fente ou une série de trous de refroidissement passifs relativement petits à travers la première couche du revêtement structurel métallique ; dans lequel la fente ou les trous de refroidissement passifs s'étendent dans au moins une partie de l'un des micro-canaux remplis qui sont alignés globalement sous la fente ou sous les trous de refroidissement passifs ; et E) appliquer au moins une seconde couche de revêtement sur la première couche.
15. Procédé selon la revendication 14, dans lequel la seconde couche de revêtement est sélectionnée parmi des matériaux structurels métalliques et des matériaux céramiques.
16. Procédé selon la revendication 14, dans lequel la seconde couche de revêtement est un matériau structurel métallique ; et au moins une couche de revêtement céramique est ensuite appliquée sur la seconde couche de revêtement.
17. Composant à haute température, comprenant une paroi métallique extérieure ayant une multitude de micro-canaux, dans lequel une multitude de trous de passage de réfrigérant s'étendent depuis une surface inférieure d'un ou plusieurs des micro-canaux, dans une région intérieure du composant ; dans lequel la paroi extérieure est couverte par au moins un revêtement métallique ; et dans lequel au moins une fente, ou une multitude de trous de refroidissement passifs, s'étendent à travers une première couche du revêtement métallique, dans au moins une partie d'un ou plus des micro-canaux au-dessous ; et la fente ou les trous de refroidissement passifs sont fermés de manière étanche en une extrémité extérieure par au moins une seconde couche de revêtement.
18. Composant à haute température selon la revendication 17, dans lequel la seconde couche de revêtement est réalisée en des matériaux structurels métalliques ou des matériaux céramiques.
19. Composant à haute température selon la revendication 18 ; dans lequel le matériau structurel métallique comprend un matériau de superalliage ; un aluminure métallique, ou un matériau ayant la formule MCrAI(X), dans laquelle M est du fer, du cobalt, du nickel, ou des combinaisons de ceux-ci ; et X est de l'yttrium, du tantale, du silicium, du hafnium, du titane, du zirconium, du bore, du carbone ou des combinaisons de ceux-ci ; et dans lequel le matériau céramique est sélectionné parmi la zircone (ZrO2) ; l'oxyde d'yttrium (Y2O3) ; la magnésie (MgO) ; et des combinaisons de ceux-ci.
20. Composant à haute température selon la revendication 17, dans lequel la seconde couche de revêtement comprend un matériau structurel métallique et est couvert par au moins une couche de revêtement céramique.
21. Composant à haute température selon la revendication 17, dans lequel la fente ou les trous de refroidissement passifs ont un diamètre moyen qui est inférieur à environ 50% du diamètre moyen des trous de passage de réfrigérant.
22. Composant à haute température selon la revendication 17, sous la forme d'un composant de moteur à turbine.
23. Composant à haute température selon la revendication 22, sous la forme d'une pale profilée.