JP2017166054A - 遮熱コーティングシステム及び遮熱コーティングシステムを形成するための方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】費用のかからないボンドコーティングによる遮熱コーティングシステムを形成する方法の提供。【解決手段】アルミニウムよりも高い融解温度を有する金属アルミニウム合金を含むドナー粉末、活性化剤粉末、及びバインダを含むスラリーを調整し、スラリーを基体102に適用し、スラリーを加熱して、付加的アルミナイド層108と、基体と付加的アルミナイド層の間に配置されるアルミナイド相互拡散ゾーン110と、を含むアルミナイドボンドコーティング106を形成し、さらに遮熱コーティング104をアルミナイドボンドコーティングに適用することにより遮熱コーティングシステム100を形成する、方法。【選択図】図1
Description
本発明は、遮熱コーティングシステム及び遮熱コーティングシステムを形成するための方法を対象とする。より具体的には、本発明は、遮熱コーティングシステムと、アルミナイドボンドコーティングを組み入れている遮熱コーティングシステムを形成するための方法と、を対象とする。
ガスタービンは、ガスタービン内部にみられる限界的温度、化学的環境、及び物理的状態から部品を保護するために遮熱コーティングで被覆された、バケット(ブレード)、ノズル(ベーン)、燃焼器、シュラウドなどの部品や、他の高温ガス経路部品を含む。ボンドコーティングは、部品と遮熱コーティングの間に適用されることがあり、このボンドコーティングは、部品に対する遮熱コーティングの結合強度を増大させ、さらなる保護を提供する。そのようなボンドコーティングは、現在は高速フレーム溶射(high−velocity oxygen fuel(HVOF))技術や真空プラズマ溶射(vacuum plasma spray(VPS))技術によって適用することができるが、これらの方法には費用がかかり、部品の維持費用のなお一層の上昇を招く。
例示的な実施形態では、基体上に遮熱コーティングシステムを形成するための方法は、約35〜約65重量%のドナー粉末、約1〜約25重量%の活性化剤粉末、及び約25〜約60重量%のバインダ、を含むスラリーを調製することを含む。ドナー粉末は、アルミニウムよりも高い融解温度を有する金属アルミニウム合金を含み、バインダは、有機ポリマーゲルを少なくとも1種含む。方法はさらに、スラリーを基体に適用することと、スラリーを加熱して、付加的アルミナイド層と、基体と付加的アルミナイド層の間に配置されるアルミナイド相互拡散ゾーンと、を含むアルミナイドボンドコーティングを形成することと、遮熱コーティングをアルミナイドボンドコーティングに適用することと、を含む。
他の例示的な実施形態では、ガスタービン部品上に緻密縦割れ型(dense vertically−cracked)の遮熱コーティングシステムを形成するための方法は、基体を有するガスタービン部品を提供することと、ドナー粉末、活性化剤粉末、及びバインダを含むスラリーを調製することと、を含む。ドナー粉末は、アルミニウムよりも高い融解温度を有する金属アルミニウム合金を含み、バインダは、有機ポリマーゲルを少なくとも1種含む。方法はさらに、スラリーを基体に直接適用することと、スラリーを加熱して、付加的アルミナイド層と、基体と付加的アルミナイド層の間に配置されるアルミナイド相互拡散ゾーンと、を含むアルミナイドボンドコーティングを形成することと、緻密縦割れ型の遮熱コーティングをアルミナイドボンドコーティングの付加的アルミナイド層に直接適用することと、を含む。
他の例示的な実施形態では、基体上の遮熱コーティングシステムは、遮熱コーティングと、基体と遮熱コーティングの間に配置されるアルミナイドボンドコーティングであって、付加的アルミナイド層と、基体と付加的アルミナイド層の間に配置されるアルミナイド相互拡散ゾーンと、を含むアルミナイドボンドコーティングと、を含む。
本発明の他の特徴及び利点は、本発明の原理を一例として図解する添付図面と関連して解釈される好適な実施形態の以下のより詳細な説明から明らかになろう。
可能な限り、同じ参照番号は、図面全体にわたって同じ部分を表すために使用する。
例示的な遮熱コーティングシステムと、遮熱コーティングシステムを形成するための方法を提供する。本開示の実施形態は、本明細書に開示した1つ又は複数の特徴を利用していない方法と比較して、効率を高め、適用費用を減らし、維持費用又はそれらの組合せを減らす。
図1を参照すると、一実施形態では、基体102上の遮熱コーティングシステム100は、遮熱コーティング104と、基体102と遮熱コーティング104の間に配置したアルミナイドボンドコーティング106と、を含み、アルミナイドボンドコーティング106は、付加的アルミナイド層108と、基体102と付加的アルミナイド層108の間に配置したアルミナイド相互拡散ゾーン110と、を含む。さらなる実施形態では、アルミナイドボンドコーティング106は、外方型(outward−type)のコーティングである。
一実施形態では、アルミナイドボンドコーティング106は、基体102に直接接触し、遮熱コーティング104は、アルミナイドボンドコーティング106の付加的アルミナイド層108に直接接触し、遮熱コーティングシステム100は、MCrAlYボンドコーティングがない。本明細書で使用する場合、「MCrAlYボンドコーティングがない」とは、MCrAlYボンドコーティングの層が、基体102上の遮熱コーティングシステム100の中に組み入れられていないこと、さらには、基体102が、遮熱コーティングシステム100に接触しているMCrAlYボンドコーティングの層を含んでいないこと、を指す。
一実施形態では、基体102は、ガスタービン部品である。ガスタービン部品は、これらに限定されないが、高温ガス経路部品、バケット(ブレード)、ノズル(ベーン)、シュラウド、燃焼器、又はそれらの組合せ、を含む任意の適切なガスタービン部品であってよい。
一実施形態では、基体102は、鉄基超合金、ニッケル基超合金、コバルト基超合金、又はそれらの組合せを含む。
遮熱コーティング104は、これに限定されないが、イットリア安定化ジルコニアを含む任意の適切な遮熱コーティング104であってよい。一実施形態では、遮熱コーティング104は、緻密縦割れ型の遮熱コーティング104である。
一実施形態では、付加的アルミナイド層108は、MAlなどの耐環境型の金属間相を含み、ここで、Mは、基体102の材料に応じて、鉄、ニッケル、又はコバルトである。付加的アルミナイド層108の化学的性質は、クロム、シリコン、プラチナ、ロジウム、ハフニウム、イットリウム、ジルコニウム、又はそれらの組合せ、などの要素の付加によって修正することができる。そのような修正で、付加的アルミナイド層108の環境特性及び物理的特性を修正することができる。一実施形態では、付加的アルミナイド層108は、約50μmまでの厚さ、或いは約75μmまでの厚さ、或いは約100μmまでの厚さ、或いは約25μm〜約75μmの厚さ、或いは約50μm〜約100μmの厚さを含む。
一実施形態では、アルミナイド相互拡散ゾーン110は、約25μmまでの厚さ、或いは約50μmまでの厚さ、或いは約75μmまでの厚さ、或いは約10μm〜約40μmの厚さ、或いは約20μm〜約50μmの厚さ、或いは約30μm〜約60μmの厚さを含む。アルミナイド相互拡散ゾーン110は、遮熱コーティングシステム100を基体102に被覆する間に形成される様々な準安定の金属間相(intermetallic and metastable phases)を含むことがある。理論に縛られることなく、様々な準安定の金属間相は、基体102の局所領域における基本的溶解度の拡散勾配と変化が原因で形成されると考えられる。様々な準安定の金属間相は、基体102の材料のマトリックス内に分散される。
一実施形態では、遮熱コーティングシステム100を基体102上に形成するための方法は、ドナー粉末、活性化剤粉末、及びバインダを含むスラリーを調製することを含み、ドナー粉末は、アルミニウムよりも高い融解温度を有する金属アルミニウム合金を含み、バインダは、有機ポリマーゲルを少なくとも1種含む。スラリーは、基体に適用され、アルミナイドボンドコーティング106を形成するために加熱される。遮熱コーティング104は、アルミナイドボンドコーティング106に適用される。アルミナイド相互拡散ゾーン110は、基体102と、アルミナイドボンドコーティング106の付加的アルミナイド層108と、の間に形成される。さらなる実施形態では、スラリーは、基体102に直接適用され、遮熱コーティング104は、アルミナイドボンドコーティング106の付加的アルミナイド層108に直接適用され、遮熱コーティングシステム100は、MCrAlYボンドコーティングなしで形成される。
スラリーは、基体上で約815°C〜約1150°Cの範囲内の温度に加熱することがある。一実施形態では、基体102にスラリーを適用した後、基体102を直ちにコーティング室の中に配置して、拡散プロセスを実行する。コーティング室は、空にされるが、不活性又は還元性の雰囲気(それぞれアルゴン又は水素など)を再度充填してもよい。コーティング室内の温度は、バインダを燃焼させるのに十分な温度(例えば、約150°C〜約200°C)まで上げられ、所望の拡散温度に達するためにさらなる加熱が実行され、その間に活性化剤が揮発し、ハロゲン化アルミニウムが形成され、アルミニウムが基体102上に堆積する。基体102は、付加的アルミナイド層108とアルミナイド相互拡散ゾーン110に要求される最終厚さに応じて、約1〜約8時間の間、拡散温度に維持されることがある。スラリーを加熱することにより、残留物が形成されることがある。残留物は、これらに限定されないが、強制ガス流をアルミナイドボンドコーティング106に向けること、アルミナイドボンドコーティング106をグリットブラスト処理すること、又はそれらの組合せ、を含む任意の適切な技術によって除去することができる。
一実施形態では、スラリーは、約35〜約65重量%のドナー粉末、約1〜約25重量%の活性化剤粉末、及び約25〜約60重量%のバインダ、を含む。他の実施形態では、スラリーコーティングは、最小厚さが約0.25mm、最大厚さが約6mm以上である不均一な厚さを含み、アルミナイドボンドコーティング106は、変動が約0.01mm以下の厚さを有し、したがって、スラリーコーティングの厚さに本質的に関係しない。スラリーコーティングは、約25mmの最大厚さを含むことがある。
ドナー粉末は、アルミニウム(約660°Cの融解温度)よりも高い融解温度を有する金属アルミニウム合金を含むことがある。一実施形態では、合金化剤が拡散アルミナイド処理プロセスの間堆積せず、その代わりにドナー材料のアルミニウム用の不活性担体として働くことを条件に、ドナー粉末は、クロム、鉄、他のアルミニウム合金化剤、又はその組合せ、と合金化された金属アルミニウムを含む。さらなる実施形態では、ドナー粉末は、これらに限定されないが、44重量%アルミニウム、残部クロム、及び付随的不純物などのクロムアルミニウム合金を含む。他の実施形態では、ドナー粉末は、100メッシュ(149μm)までの粒径、或いは、−200メッシュ(74μm)までの粒径を有する。理論に縛られることなく、微細な粉末であるドナー粉末は、ドナー粉末が基体102の内部に引っ掛かるか又は閉じ込められる可能性を減らすと考えられる。
活性化剤粉末は、これらに限定されないが、塩化アンモニウム、フッ化アンモニウム、臭化アンモニウム、他のハロゲン化物活性化剤、又はそれらの組合せ、を含む任意の適切な材料を含むことができる。活性化剤粉末用の適切な材料は、ドナー材料中のアルミニウムと反応して、これに限定されないが、AlCl3又はAlF3などの揮発性のハロゲン化アルミニウムを形成し、それが基体102において反応してアルミニウムが堆積し、基体102の中に拡散して、付加的アルミナイド層108とアルミナイド相互拡散ゾーン110とを有するアルミナイドボンドコーティング106を形成する。
バインダは、有機ポリマーゲルを少なくとも1種含むことがある。適切なバインダは、これらに限定されないが、Vitta Braz−Binder Gelの名称でVitta Corporationから入手可能なポリマーゲルや、ポリビニルアルコールなどの低分子量ポリオールを含む。一実施形態では、バインダはさらに、これらに限定されないが、次亜リン酸ナトリウムなどの硬化触媒及び反応促進剤、又は双方を含む。
一実施形態では、スラリーは、不活性充填材及び無機バインダを含まない。不活性充填材と無機バインダが存在しないことにより、そのような材料が焼結されて基体102の中に閉じ込められることが回避される。
遮熱コーティングは、これらに限定されないが、空気プラズマ溶射、低圧プラズマ溶射、HVOF、電子ビーム物理蒸着、又はそれらの組合せ、を含む任意の適切な技術によって適用することができる。
本発明について好適な実施形態を参照して説明してきたが、本発明の範囲から逸脱することなく、様々な変更を行うことができること、また、等価なものでその要素を置き換えることができること、を当業者は理解するであろう。加えて、本発明の教示に対してその本質的な範囲から逸脱することなく特定の状況や材料を適合させるために多くの修正を行うことができる。したがって、意図していることは、本発明が本発明を実施するために企図される最良の態様として開示した特定の実施形態に限定されるのではなく、本発明が添付した特許請求の範囲の範囲内に入る実施形態のすべてを含むこと、である。
最後に、代表的な実施態様を以下に示す。
[実施態様1]
基体(102)上に遮熱コーティングシステム(100)を形成するための方法において、
約35〜約65重量%のドナー粉末、約1〜約25重量%の活性化剤粉末、及び約25〜約60重量%のバインダ、を含むスラリーを調製することであって、前記ドナー粉末が、アルミニウムよりも高い融解温度を有する金属アルミニウム合金を含み、前記バインダが、有機ポリマーゲルを少なくとも1種含む、前記スラリーを調製することと、
前記スラリーを前記基体(102)に適用することと、
前記スラリーを加熱して、付加的アルミナイド層(108)と、前記基体(102)と前記付加的アルミナイド層(108)の間に配置されるアルミナイド相互拡散ゾーン(110)と、を含むアルミナイドボンドコーティング(106)を形成することと、
遮熱コーティング(104)を前記アルミナイドボンドコーティング(106)に適用することと、
を含む、方法。
[実施態様2]
前記スラリーは、前記基体(102)に直接適用され、前記遮熱コーティング(104)は、前記アルミナイドボンドコーティング(106)の前記付加的アルミナイド層(108)に直接適用され、前記遮熱コーティングシステム(100)は、MCrAlYボンドコーティングなしで形成される、実施態様1に記載の方法。
[実施態様3]
前記ドナー粉末は、クロムアルミニウム合金を含む、実施態様1に記載の方法。
[実施態様4]
前記ドナー粉末は、100メッシュまでの粒径を有する、実施態様1に記載の方法。
[実施態様5]
前記活性化剤粉末は、塩化アンモニウム、フッ化アンモニウム、臭化アンモニウム、及びその組合せ、からなる群から選択される、実施態様1に記載の方法。
[実施態様6]
前記スラリーコーティングを適用することは、約25mmの最大厚さを備える前記スラリーコーティングを適用することを含む、実施態様1に記載の方法。
[実施態様7]
前記スラリーは、前記基体(102)上で約815°C〜約1150°Cの範囲内の温度に加熱される、実施態様1に記載の方法。
[実施態様8]
前記アルミナイドボンドコーティング(106)を形成することは、外方型のコーティングとして前記アルミナイドボンドコーティング(106)を形成することを含む、実施態様1に記載の方法。
[実施態様9]
前記基体(102)は、ガスタービン部品である、実施態様1に記載の方法。
[実施態様10]
前記ガスタービン部品は、バケット、ノズル、シュラウド、燃焼器、高温ガス経路部品、及びそれらの組合せ、からなる群から選択される、実施態様9に記載の方法。
[実施態様11]
前記基体(102)は、ニッケル基超合金を含む、実施態様1に記載の方法。
[実施態様12]
前記スラリーを加熱することにより、残留物が形成され、残留物が、強制ガス流をアルミナイドボンドコーティング(106)に向けること、アルミナイドボンドコーティング(106)をグリットブラスト処理すること、及びそれらの組合せ、からなる群から選択される技術によって除去される、実施態様1に記載の方法。
[実施態様13]
前記スラリーを基体(102)に適用することにより、最小厚さが約0.25mm、最大厚さが約6mm以上である不均一な厚さを有するスラリーコーティングが形成され、前記アルミナイドボンドコーティング(106)は、変動が約0.01mm以下の厚さを有し、したがって、前記スラリーコーティングの厚さに本質的に関係しない、実施態様1に記載の方法。
[実施態様14]
前記遮熱コーティング(104)を適用することは、緻密縦割れ型の遮熱コーティング(104)を適用することを含む、実施態様1に記載の方法。
[実施態様15]
ガスタービン部品上に緻密縦割れ型の遮熱コーティングシステム(100)を形成するための方法において、
基体(102)を有する前記ガスタービン部品を提供することと、
ドナー粉末、活性化剤粉末、及びバインダを含むスラリーを調製することであって、前記ドナー粉末が、アルミニウムよりも高い融解温度を有する金属アルミニウム合金を含み、前記バインダが、有機ポリマーゲルを少なくとも1種含む、前記スラリーを調製することと、
前記スラリーを前記基体(102)に直接適用することと、
前記スラリーを加熱して、付加的アルミナイド層(108)と、前記基体(102)と前記付加的アルミナイド層(108)の間に配置されるアルミナイド相互拡散ゾーン(110)と、を含むアルミナイドボンドコーティング(106)を形成することと、
緻密縦割れ型の遮熱コーティング(104)を前記アルミナイドボンドコーティング(106)の前記付加的アルミナイド層(108)に直接適用することと、
を含む、方法。
[実施態様16]
基体(102)上の遮熱コーティングシステム(100)において、
遮熱コーティング(104)と、
前記基体(102)と前記遮熱コーティング(104)の間に配置されるアルミナイドボンドコーティング(106)であって、付加的アルミナイド層(108)と、前記基体(102)と前記付加的アルミナイド層(108)の間に配置されるアルミナイド相互拡散ゾーン(110)と、を含むアルミナイドボンドコーティング(106)と、
を含む、遮熱コーティングシステム(100)。
[実施態様17]
前記アルミナイドボンドコーティング(106)は、前記基体(102)に直接接触し、前記遮熱コーティング(104)は、前記アルミナイドボンドコーティング(106)の前記付加的アルミナイド層(108)に直接接触し、前記遮熱コーティングシステム(100)は、MCrAlYボンドコーティングなしである、実施態様16に記載の遮熱コーティングシステム(100)。
[実施態様18]
前記アルミナイドボンドコーティング(106)は、外方型のコーティングである、実施態様16に記載の遮熱コーティングシステム(100)。
[実施態様19]
前記基体(102)は、バケット、ノズル、シュラウド、燃焼器、高温ガス経路部品、及びそれらの組合せ、からなる群から選択されるガスタービン部品である、実施態様16に記載の遮熱コーティングシステム(100)。
[実施態様20]
前記基体(102)は、ニッケル基超合金を含む、実施態様16に記載の遮熱コーティングシステム(100)。
[実施態様1]
基体(102)上に遮熱コーティングシステム(100)を形成するための方法において、
約35〜約65重量%のドナー粉末、約1〜約25重量%の活性化剤粉末、及び約25〜約60重量%のバインダ、を含むスラリーを調製することであって、前記ドナー粉末が、アルミニウムよりも高い融解温度を有する金属アルミニウム合金を含み、前記バインダが、有機ポリマーゲルを少なくとも1種含む、前記スラリーを調製することと、
前記スラリーを前記基体(102)に適用することと、
前記スラリーを加熱して、付加的アルミナイド層(108)と、前記基体(102)と前記付加的アルミナイド層(108)の間に配置されるアルミナイド相互拡散ゾーン(110)と、を含むアルミナイドボンドコーティング(106)を形成することと、
遮熱コーティング(104)を前記アルミナイドボンドコーティング(106)に適用することと、
を含む、方法。
[実施態様2]
前記スラリーは、前記基体(102)に直接適用され、前記遮熱コーティング(104)は、前記アルミナイドボンドコーティング(106)の前記付加的アルミナイド層(108)に直接適用され、前記遮熱コーティングシステム(100)は、MCrAlYボンドコーティングなしで形成される、実施態様1に記載の方法。
[実施態様3]
前記ドナー粉末は、クロムアルミニウム合金を含む、実施態様1に記載の方法。
[実施態様4]
前記ドナー粉末は、100メッシュまでの粒径を有する、実施態様1に記載の方法。
[実施態様5]
前記活性化剤粉末は、塩化アンモニウム、フッ化アンモニウム、臭化アンモニウム、及びその組合せ、からなる群から選択される、実施態様1に記載の方法。
[実施態様6]
前記スラリーコーティングを適用することは、約25mmの最大厚さを備える前記スラリーコーティングを適用することを含む、実施態様1に記載の方法。
[実施態様7]
前記スラリーは、前記基体(102)上で約815°C〜約1150°Cの範囲内の温度に加熱される、実施態様1に記載の方法。
[実施態様8]
前記アルミナイドボンドコーティング(106)を形成することは、外方型のコーティングとして前記アルミナイドボンドコーティング(106)を形成することを含む、実施態様1に記載の方法。
[実施態様9]
前記基体(102)は、ガスタービン部品である、実施態様1に記載の方法。
[実施態様10]
前記ガスタービン部品は、バケット、ノズル、シュラウド、燃焼器、高温ガス経路部品、及びそれらの組合せ、からなる群から選択される、実施態様9に記載の方法。
[実施態様11]
前記基体(102)は、ニッケル基超合金を含む、実施態様1に記載の方法。
[実施態様12]
前記スラリーを加熱することにより、残留物が形成され、残留物が、強制ガス流をアルミナイドボンドコーティング(106)に向けること、アルミナイドボンドコーティング(106)をグリットブラスト処理すること、及びそれらの組合せ、からなる群から選択される技術によって除去される、実施態様1に記載の方法。
[実施態様13]
前記スラリーを基体(102)に適用することにより、最小厚さが約0.25mm、最大厚さが約6mm以上である不均一な厚さを有するスラリーコーティングが形成され、前記アルミナイドボンドコーティング(106)は、変動が約0.01mm以下の厚さを有し、したがって、前記スラリーコーティングの厚さに本質的に関係しない、実施態様1に記載の方法。
[実施態様14]
前記遮熱コーティング(104)を適用することは、緻密縦割れ型の遮熱コーティング(104)を適用することを含む、実施態様1に記載の方法。
[実施態様15]
ガスタービン部品上に緻密縦割れ型の遮熱コーティングシステム(100)を形成するための方法において、
基体(102)を有する前記ガスタービン部品を提供することと、
ドナー粉末、活性化剤粉末、及びバインダを含むスラリーを調製することであって、前記ドナー粉末が、アルミニウムよりも高い融解温度を有する金属アルミニウム合金を含み、前記バインダが、有機ポリマーゲルを少なくとも1種含む、前記スラリーを調製することと、
前記スラリーを前記基体(102)に直接適用することと、
前記スラリーを加熱して、付加的アルミナイド層(108)と、前記基体(102)と前記付加的アルミナイド層(108)の間に配置されるアルミナイド相互拡散ゾーン(110)と、を含むアルミナイドボンドコーティング(106)を形成することと、
緻密縦割れ型の遮熱コーティング(104)を前記アルミナイドボンドコーティング(106)の前記付加的アルミナイド層(108)に直接適用することと、
を含む、方法。
[実施態様16]
基体(102)上の遮熱コーティングシステム(100)において、
遮熱コーティング(104)と、
前記基体(102)と前記遮熱コーティング(104)の間に配置されるアルミナイドボンドコーティング(106)であって、付加的アルミナイド層(108)と、前記基体(102)と前記付加的アルミナイド層(108)の間に配置されるアルミナイド相互拡散ゾーン(110)と、を含むアルミナイドボンドコーティング(106)と、
を含む、遮熱コーティングシステム(100)。
[実施態様17]
前記アルミナイドボンドコーティング(106)は、前記基体(102)に直接接触し、前記遮熱コーティング(104)は、前記アルミナイドボンドコーティング(106)の前記付加的アルミナイド層(108)に直接接触し、前記遮熱コーティングシステム(100)は、MCrAlYボンドコーティングなしである、実施態様16に記載の遮熱コーティングシステム(100)。
[実施態様18]
前記アルミナイドボンドコーティング(106)は、外方型のコーティングである、実施態様16に記載の遮熱コーティングシステム(100)。
[実施態様19]
前記基体(102)は、バケット、ノズル、シュラウド、燃焼器、高温ガス経路部品、及びそれらの組合せ、からなる群から選択されるガスタービン部品である、実施態様16に記載の遮熱コーティングシステム(100)。
[実施態様20]
前記基体(102)は、ニッケル基超合金を含む、実施態様16に記載の遮熱コーティングシステム(100)。
100 遮熱コーティングシステム
102 基体
104 遮熱コーティング
106 アルミナイドボンドコーティング
108 アルミナイド層
110 アルミナイド相互拡散ゾーン
102 基体
104 遮熱コーティング
106 アルミナイドボンドコーティング
108 アルミナイド層
110 アルミナイド相互拡散ゾーン
Claims (14)
- 基体(102)上に遮熱コーティングシステム(100)を形成するための方法であって、
約35〜約65重量%のドナー粉末、約1〜約25重量%の活性化剤粉末、及び約25〜約60重量%のバインダ、を含むスラリーを調製することであって、前記ドナー粉末が、アルミニウムよりも高い融解温度を有する金属アルミニウム合金を含み、前記バインダが、有機ポリマーゲルを少なくとも1種含む、前記スラリーを調製することと、
前記スラリーを前記基体(102)に適用することと、
前記スラリーを加熱して、付加的アルミナイド層(108)と、前記基体(102)と前記付加的アルミナイド層(108)の間に配置されるアルミナイド相互拡散ゾーン(110)と、を含むアルミナイドボンドコーティング(106)を形成することと、
遮熱コーティング(104)を前記アルミナイドボンドコーティング(106)に適用することと、
を含む、方法。 - 前記スラリーは、前記基体(102)に直接適用され、前記遮熱コーティング(104)は、前記アルミナイドボンドコーティング(106)の前記付加的アルミナイド層(108)に直接適用され、前記遮熱コーティングシステム(100)は、MCrAlYボンドコーティングなしで形成される、請求項1記載の方法。
- 前記ドナー粉末は、クロムアルミニウム合金を含む、請求項1記載の方法。
- 前記ドナー粉末は、100メッシュまでの粒径を有する、請求項1記載の方法。
- 前記活性化剤粉末は、塩化アンモニウム、フッ化アンモニウム、臭化アンモニウム、及びその組合せ、からなる群から選択される、請求項1記載の方法。
- 前記スラリーは、前記基体(102)上で約815°C〜約1150°Cの範囲内の温度に加熱される、請求項1記載の方法。
- 前記アルミナイドボンドコーティング(106)を形成することは、外方型のコーティングとして前記アルミナイドボンドコーティング(106)を形成することを含む、請求項1記載の方法。
- 前記基体(102)は、ガスタービン部品である、請求項1記載の方法。
- 前記基体(102)は、ニッケル基超合金を含む、請求項1記載の方法。
- 前記遮熱コーティング(104)を適用することは、緻密縦割れ型の遮熱コーティング(104)を適用することを含む、請求項1記載の方法。
- ガスタービン部品上に緻密縦割れ型の遮熱コーティングシステム(100)を形成するための方法において、
基体(102)を有する前記ガスタービン部品を提供することと、
ドナー粉末、活性化剤粉末、及びバインダを含むスラリーを調製することであって、前記ドナー粉末が、アルミニウムよりも高い融解温度を有する金属アルミニウム合金を含み、前記バインダが、有機ポリマーゲルを少なくとも1種含む、前記スラリーを調製することと、
前記スラリーを前記基体(102)に直接適用することと、
前記スラリーを加熱して、付加的アルミナイド層(108)と、前記基体(102)と前記付加的アルミナイド層(108)の間に配置されるアルミナイド相互拡散ゾーン(110)と、を含むアルミナイドボンドコーティング(106)を形成することと、
緻密縦割れ型の遮熱コーティング(104)を前記アルミナイドボンドコーティング(106)の前記付加的アルミナイド層(108)に直接適用することと、
を含む、方法。 - 基体(102)上の遮熱コーティングシステム(100)において、
遮熱コーティング(104)と、
前記基体(102)と前記遮熱コーティング(104)の間に配置されるアルミナイドボンドコーティング(106)であって、付加的アルミナイド層(108)と、前記基体(102)と前記付加的アルミナイド層(108)の間に配置されるアルミナイド相互拡散ゾーン(110)と、を含むアルミナイドボンドコーティング(106)と、
を含む、遮熱コーティングシステム(100)。 - 前記アルミナイドボンドコーティング(106)は、前記基体(102)に直接接触し、前記遮熱コーティング(104)は、前記アルミナイドボンドコーティング(106)の前記付加的アルミナイド層(108)に直接接触し、前記遮熱コーティングシステム(100)は、MCrAlYボンドコーティングなしである、請求項12記載の遮熱コーティングシステム(100)。
- 前記基体(102)は、バケット、ノズル、シュラウド、燃焼器、高温ガス経路部品、及びそれらの組合せ、からなる群から選択されるガスタービン部品である、請求項12記載の遮熱コーティングシステム(100)。
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