JP2015175315A - 遮熱コーティング材、これを有するタービン部材及び遮熱コーティング方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の第一の態様に係る遮熱コーティング材は、母材上に積層される金属結合層としてのボンドコート層と、該ボンドコート層上に積層されたセラミックを含むトップコート層と、前記トップコート層内において表面よりも内側に形成され、該トップコート層と同一の材料で形成されるとともに気孔率が前記トップコート層よりも小さい緻密層と、を備える。
以下、本発明に係る第一実施形態について図1から図6を参照して説明する。
図1に示すように、本実施形態のガスタービン1は、多量の空気を内部に取り入れて圧縮する圧縮機2と、この圧縮機2にて圧縮された圧縮空気Aに燃料を混合して燃焼させる燃焼器3と、燃焼器3から導入された燃焼ガスGの熱エネルギーを回転エネルギーに変換するタービン本体4と、タービン本体4の回転する動力の一部を圧縮機2に伝達して圧縮機2を回転させるロータ5とを備えている。
遮熱コーティング材20は、母材10上に積層されるボンドコート層21と、ボンドコート層21の表面に積層されるトップコート層22と、トップコート層22内においてその表面よりも母材10側である内側に形成される緻密層23とを有している。
第二トップコート層22bは、緻密層23上を完全に覆うことが可能な膜厚以上に形成されていればよい。具体的には、本実施形態の第二トップコート層22bは、第一トップコート層22aと同様に、200μm程度の膜厚で形成される。
まず、母材形成工程S1として、母材10を目的の形状(本実施形態においては動翼7形状)に形成する。本実施形態では、母材10には、前述したように、Ni基合金が用いられる。
次に、図7を参照して第二実施形態の遮熱コーティング材20aについて説明する。
第二実施形態においては第一実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。この第二実施形態の遮熱コーティング材20aは、緻密層23について第一実施形態と相違する。
以下、実施例によって第一トップコート層22aと第二トップコート層22bとの間に緻密層23を形成する方法を説明するが、本発明は以下の記載によって限定されない。
本実施例では、第一トップコート層積層工程S22から第二トップコート層積層工程S24までを、溶射材としてYSZを用いる同一の溶射装置を使用して、大気圧プラズマ溶射法によって実施する。具体的には、本実施例では、溶射距離と溶射装置のノズルから母材10に対して溶射材を吹き付ける速度である溶射速度を変化させる。なお、溶射電流等のその他の溶射装置の設定を一定とする。そして、第一トップコート層積層工程S22から第二トップコート層積層工程S24までを溶射装置によって連続的に実施する。
溶射距離:150[mm]
溶射速度:300[mm/sec]
(緻密層積層工程S23の実施条件)
溶射距離:150[mm]
溶射速度:100〜120[mm/sec]
(第二トップコート層積層工程S24の実施条件)
溶射距離:150[mm]
溶射速度:300[mm/sec]
Claims (6)
- 母材上に積層される金属結合層としてのボンドコート層と、
該ボンドコート層上に積層されたセラミックを含むトップコート層と、
前記トップコート層内において表面よりも内側に形成され、該トップコート層と同一の材料で形成されるとともに気孔率が前記トップコート層よりも小さい緻密層と、
を備える遮熱コーティング材。 - 前記緻密層の気孔率が、1%以上4%未満の範囲内である請求項1に記載の遮熱コーティング材。
- 前記緻密層の膜厚が、0.1μm以上2μm以下の範囲内である請求項1または請求項2に記載の遮熱コーティング材。
- 請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の前記遮熱コーティング材を表面に有するタービン部材。
- 請求項4に記載の前記タービン部材を備えるタービン。
- 母材上に金属結合層としてのボンドコート層を積層するボンドコート層積層工程と、
前記ボンドコート層積層工程の後に実施され、前記ボンドコート層上に、セラミックを含む第一トップコート層を積層する第一トップコート層積層工程と、
前記第一トップコート層積層工程の後に実施され、前記第一トップコート層と同一の材料で形成されるとともに気孔率が前記第一トップコート層よりも小さい緻密層を形成する緻密層積層工程と、
前記緻密層積層工程の後に実施され、前記緻密層上にセラミックを含む第二トップコート層を積層させる第二トップコート層積層工程とを含む遮熱コーティング方法。
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