JP5113068B2 - 多層断熱層系及びその製造方法 - Google Patents
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Description
【0001】
本発明は多層断熱層系及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
固定式及び移動式ガスタービンの性能を向上させるために、これらの機械においてより高いガス温度がいつも探求されている。この目的のために、一般にイットリウムで安定化された酸化ジルコニウム(YSZ)よりなる断熱層を持つタービン構造部材が提供されている。
【0003】
この種類の多孔質セラミックスは酸素が透過するという欠点がある。金属Mとして鉄、コバルト又はニッケルが使用されるMCrAlY合金又はアルミニドよりなる接着媒介層が酸化に対して基体を保護しそして同時にセラミック層の接合性を向上させる。今日では、連続運転中に1200℃までの構成要素表面温度を実現することができる。
【0004】
該層を迅速に及びしばしば加熱及び冷却する場合には、異なる熱膨張係数のために不利な応力が発生し、接合部に損傷を与えそして破損させ得る。
【0005】
応力が境界層粗面度に起因して特別な形状的な関係によって局所的に増大してしまい、接合媒介層の近くの断熱層系はしばしば機能しなくなる。
【0006】
この効果は、接合媒介層と断熱層との間に、該接合媒介層に比べて大幅に低下した塑性及び小さい膨張係数を持つ酸化物層を形成した場合に顕著になる。これは臨界的な酸化物層厚に達した際にセラミック断熱層の剥離をもたらす。
【0007】
ドイツ特許第19852285C1号明細書からは、気密性がありそしてそれ故に酸化物層の形成も防止し得るガラス−金属/セラミック−複合体よりなる断熱層が公知である。約1000℃以上の温度での酸化性雰囲気においてのこの複合体の腐食し易さ及び老化し易さが、断熱層としてこの複合体を使用することを著しく制限している。更にこの複合体は例えばYSZよりも熱伝導性が大きく、その結果相応する断熱を達成するために著しく厚い層厚を必要とする。
【0008】
ドイツ特許出願公開第10008861A1号明細書からは、YSZ或いは50〜100μmの厚さのガラス−金属複合体層とそれの上に位置する非常に低い熱伝導性でそして比較的に大きな熱安定性を持つ別の層とよりなる接合物よりなる断熱層が公知である。この複合体の内での接合は十分でないという欠点がある。一般にこの層は、複合体層とその上に位置する層との間の境界面のところで最初に機能しなくなる。しかしながらこのものは複合体層の内部でも機能を失う。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
本発明の課題は、高い運転温度で従来技術によるよりも改善された寿命を持つ断熱層を製造することを可能とする方法を提供することである。更に本発明の課題は温度安定性及び老化安定性の断熱層を持つ構造部材を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0010】
この課題は本発明に従って請求項1に記載の方法によって並びに請求項19の構造部材によって解決される。更に有利な実施態様はこれらの請求項に従属する従属形式の請求項から明らかである。
【0011】
本発明の範囲において、構造部材上に断熱層を作製する改善された方法が開発された。気密な第一の層は構造部材の上に適用される。この気密層の材料としては特にガラス−金属複合体が適しており、その際に気密性は主としてガラスによって達成されている。この気密層は酸化性雰囲気においてエージングされる(ausgelagert)。その後に気密層の一部を除去する。
【0012】
最後に第二の多孔質層が気密層の上に適用される。多孔質層の材料としては特にセラミック、例えばイットリウムで安定化された酸化ジルコニウムが適する。この種のセラミックは特に熱伝導性が小さく、その結果第二の層は本来の断熱層として薄い厚みしか有する必要がない。
【0013】
気密層の一部の除去が、気密層と多孔質層との間の接着性を決定的に改善することがわかった。空気中でエージングするときに気密なガラス−金属複合体層の場合に特に800℃以上の温度で表面から約70μmの深さまでに該複合材料の大部分の腐食が生じる。これと無関係に同時に更に深い複合体層が部分的に結晶化する。腐食した気密層の上では、一般に多孔質層のための十分な接合がもたらされない。気密層の腐食した部分を本発明に従って除去することが、断熱層を気密層と多孔質層との結合体として作製することを可能とする。この作製は従来技術によったのでは十分な品質で実現することができない。
【0014】
本発明の方法によって、ガラス−金属複合材料及びセラミックの長所を併有する特別な断熱層を作製することができる。気密な複合材料は酸化に対して基体を保護する。多孔質セラミックは複合材料よりも明らかに小さい熱伝導率を有しておりそして純粋に複合材料よりなる断熱層よりも非常に薄い層厚しか必要としない。多孔質セラミックによって、その下にある複合材料は、使用条件のもとで基体側が冷却される層系の内部の温度を下げることによって追加的に腐食及び老化に対して保護される。これは特に酸化性雰囲気で、かつ、1000℃以上の温度で運転するときに当てはまる。
【0015】
気密層のためのガラスとしてはアルカリ珪酸塩ガラスが適しており、ここでは特に以下の組成のガラスが適する:5〜30重量%のR2O、5〜30重量%のTO,0〜20重量%のAl2O3、残量のSi。ここで、RはLi、Na、K、Rb及びCsよりなる一連の元素の1種類以上を意味しそしてTはMg、Ca、Sr及びBaの一連の元素の少なくとも1種類以上を意味する。この様なガラスは特に小さい熱伝導率を有している。更に組成を変更することによって下部領域の熱膨張係数を11×10-6 K-1〜13×10-6 K-1の広い範囲内で調整することができる。それ故に下部領域と構造部材との間、或いは断熱層の下部領域と上部領域との間の熱応力を低減することができる。このような応力は構造部材から断熱層全体を剥離するか或いは断熱層の下部領域から断熱層の上部領域を剥離することを生じさせ得る。剥離をもたらし得る応力は小さい曲率半径の場所では減少され得る。
【0016】
アルカリ不含の基本ガラス、特に25〜55重量%のSiO2、0〜25重量%のCaO及び/又はMgO、0〜15重量%のAl2O3、0〜50重量%のBaO及び合計で0〜15重量%の混合物、例えばB2O3、La2O3及びMnOを有する基本ガラスもガラスとして適している。アルカリ不含基本ガラスを用いることが、金属層の臨界腐食の危険を硫黄含有熱気との関係で減少させるのに適している。
【0017】
気密層の材料として、鉄、コバルト又はニッケルを金属Mとして有するMCrAlY組成の合金を含有するガラス−金属複合材料が有利である。この複合材料は特に、例えばタービン構造要素を製造する超合金に特に良好に接合する。
【0018】
本発明の有利な一つの実施態様においては、エージングは800℃以上の温度で行う。これは、後で除去すべき腐食層を大量生産で受け入れできる時間内に生じさせることを保証する。
【0019】
本発明の別の有利な一つの実施態様においては、これに対してエージングを1000℃以下の低い温度で、好ましくは850℃以下の低い温度で行う。これは、例えば断熱層を設ける構造部材が高い耐熱性でない材料で造られている場合に必要とされ得る。このような構造部材の例には蒸気タービンの構造部材、内燃機関の構造部材、及び熱ガスを通すことを意図するスチール製パイプがある。これらの材料組成物は、この場合、除去すべき腐食した層が低減したエージング温度にもかかわらずできるだけ速やかに形成されるように選択するべきである。
【0020】
気密層は、それの腐食された部分が完全に除去される程度に少なくとも除去しなければならない。エージングの際の気密層の腐食の深さも、それの正確な組成並びにエージング工程のための方法パラメータに依存している。当業者は腐食の深さを予測することができるし又は適当な測定法、例えば断面の顕微鏡測定によって測定することができる。しかしながら気密層の除去しなければならない必要な深さは、多すぎない数の実験でも決めることもできる。一般に、気密層を少なくとも30μmの深さまで完全に腐食されることを考慮しなければならない。それ故に少なくとも30μmの気密層は除去するべきである。
【0021】
この除去は例えば機械的作業によって行うことができる。この目的のためには、大量生産でも使用できる技術も使用できることがわかっている。
【0022】
本発明の有利な一つの実施態様においては、この除去を、粒子を表面にブラストすることによって行う。この加工法では除去率及び得られる粗面度をこの機械的方法で特に良好に制御できる。
【0023】
本発明の別の有利な一つの実施態様においては、多孔質層を適用する前に4μm又はそれ以上の粗面度を気密層の表面にもたらす。これによって気密層と多孔質層との間の接合性が更に改善される。このことは、多孔質層を溶射法によって適用すべき場合に特に重要である。この種の溶射法は被覆すべき表面に最小限の粗面度を必要とする。
【0024】
断熱層の耐久力を向上させるためには、場合によっては構造部材に断熱層の作製の前に接合媒介層を適用してもよい。それによって断熱層が構造部材から完全に剥離する危険が低減される。この目的のためにアルミニウム含有接合媒介層及びここでは特に鉄、コバルト又はニッケルを金属Mとして有するMCrAlY組成の層又はアルミニド層も適している。この種の層は、タービン構造部材及び高温が負荷される類似の構造部材を製造する金属、特に超合金に特に良好に接合する。
【0025】
本発明の一つの特に有利な実施態様においては、接合媒介層と気密層との間にアルミニウム不透過性のバリヤー層を設ける。該バリヤー層は、特にガラス−金属複合体を含有する気密層の場合にアルミニウムが接合媒介層から気密層に移動するのを防止する。このようなアルミニウム不足は、接合媒介層を不可逆的に細らせるという結果をもたらし、そしてそれ故にそうしたことをできるだけ少なく保つべきである。
【0026】
酸化アルミニウムよりなるバリヤー層を選択するのが有利である。この種のバリヤー層は、接合媒介層が既に原料のアルミニウムを含有しているのでとくに簡単に製造される。バリヤー層は酸化性雰囲気で接合媒介層をエージングすることによって製造することができる。このような製法は、いずれにしても存在する空気の他に別の反応剤を必要としないので特に適している。バリヤー層をできるだけ速やかに形成する興味の持てる方法では、接合媒介層を好ましくは1000℃以上の温度でエージングする。
【0027】
本発明においては、構造部材の表面に存在する新規な構造的特徴のある断熱層が高い運転温度で従来技術に従う断熱層よりも良好な寿命を有することがわかった。例えば前述の方法で製造できるこの種類の断熱層は、下部領域と上部領域とを有し、下部領域は構造部材と上部領域との間に存在している。下部領域は全部が又は主として、ガラスと金属又はガラスセラミックと金属とよりなる複合材料よりなる。ここにおいてガラスとしては珪酸塩ガラス又はアルカリ不含ベースガラスが適しており、そしてガラスセラミックとしてはBaO、CaO、Al2O3及びSiO2成分をベースとするガラスセラミックが特に適する。上部領域は、下部領域の材料よりも小さい熱伝導率を持つ材料よりなる。特に上部領域は適当な材料の選択によって、それが本来の断熱層として有効であるように形成することができる。上部の多孔質領域は気密な層として又は多層としても形成することおできる。
【0028】
下部領域と上部領域との間の接合が、上部領域に隣接する、下部領域の表面近傍容積(境界容積)を少なくとも部分結晶質に形成することによって改善されることがわかった。下部領域の非晶質部分は5〜60容量%であるべきである。上部領域は有利には、一般に下部領域へ非常に悪くしか接合しない傾向のある多孔質セラミックで構成されているのが有利である。該セラミックはイットリウムで安定化された酸化ジルコニウムであるのが特に好ましい。部分的な結晶化はガラス/ガラスセラミック−金属−層の老化を低減しそして上部領域と下部領域との接合を改善する。
【0029】
従って、少なくとも部分結晶質の境界容積によって、断熱層に複合材料及びセラミックの長所を併有することが可能となる。すなわち、気密な複合材料は酸化に対して基体を保護する。多孔質セラミックは複合材料よりも明らかに小さい熱伝導率を有している。このものは純粋な複合材料よりなる断熱層よりも非常に薄い層厚しか必要とせず、基体側を冷却した構成構造部材の下部領域の温度を下げることによって、使用条件のもとでの老化及び温度により進行する腐食から複合材料を保護する。このことは特に酸化性雰囲気で及び1000℃以上の表面温度で運転する場合に特に当てはまる。
【0030】
有利には複合材料は金属Mとして鉄、コバルト又はニッケルを有するMCrAlY組成合金を含有するのが有利である。これによって該複合材料はタービン構成構造部材を製造する金属、特に超合金に特に良好に接合する。
【0031】
特に有利な本発明の一つの実施態様においては、下部領域と上部領域との間の界面は4μmより大きい粗面度を有している。それによって上部領域と下部領域との間の接合がさらに改善され、特に上部領域が熱溶射法によって適用される場合に改善される。このような溶射法は被覆すべき表面に必要な最小限の粗面度をもたらす。
【0032】
上記粗面度は例えば機械加工によって又は界面に粒子をブラストすることによってもらたすことができる。場合によっては、下部領域の製造の際に、例えばこの領域を製造するために熱溶射法を使用することによって粗面度を調整してもよい。熱溶射法によって層を設ける際に、生じる粗面度を方法パラメータによって特に良好に制御することができる。
【0033】
下部領域の複合材料はアルカリ珪酸塩ガラスを含有していてもよく、特に以下の組成のガラスが好ましい:5〜30重量%のR2O、5〜30重量%のTO、0〜20重量%のAl2O3及び残量のSi。ここでRはLi、Na,K、Rb、Csの群から選択される1種類又は複数種の元素でありそしてTはMg、Ca、Sr、Baの群から選択される1種類又は複数種の元素である。珪酸塩ガラス、特に上記の組成のものは特に低い熱伝導性を有している。さらに、組成の変更によって下部領域の熱膨張係数は11×10-6 K-1〜13×10-6 K-1の広い範囲内で調整することができる。従って下部領域と構造部材との間又は下部領域と上部領域との間の、断熱層の剥離を結果的にもたらす熱応力は、小さい曲率半径を持つ領域では低減することができる。
【0034】
複合材料はガラスセラミック、特にBaO、CaO、Al2O3、及びSiO2の各成分をベースとするもの又はアルカリ不含の基本ガラス、特に25〜55重量%のSiO2、0〜25重量%のCaO、0〜15重量%のAl2O3、0〜50重量%のBaO及び合計で0〜15重量%の混合物、例えばB2O3、La2O3及びMnOの混合物を有する基本ガラスを含有していてもよい。ガラスセラミック中にはZnO、PbO及びV2O5の混合物も、これらは晶出しそしてそれ故に移動しないから有意義である。このものは例えばガラスセラミックの結晶化性に影響を及ぼし得る。基本ガラス或いはガラスセラミックは1重量%以下のAl2O3、特に0.5重量%以下のAl2O3を含有しているのが有利である。
【0035】
これら及び他の結晶性ガラスは、特に速やかに部分結晶質の境界容積を形成し、その結果有利な条件のもとで、除去すべき腐食領域を生じさせないという長所を提供する。
【0036】
その耐久性を向上させるために、基体から断熱層が剥離する危険を減らす接合媒介層の上に断熱層を存在させてもよい。接合媒介層は有利にはアルミニウムを含有している。特に金属Mとして鉄、コバルト又はニッケルを含有するMCrAlY組成の層が適する。この種類の層は、タービン構造部材が製造される合金そのものに特に良好に接合するという長所を有している。
【0037】
有利には接合媒介層と断熱層との間にアルミニウム不透過性のバリヤー層が存在している。これによって、アルミニウムが接合媒介層から複合材料中に移動することが防止される。アルミニウム不足を抑制することが、接合媒介層を複合材料だけの存在によって時間の経過につれて、特に高温の稼動温度のときに徐々に細らせてしまうのを防止する。
【0038】
バリヤー層は、特に簡単に製造できる、例えば空気に接して接合媒介層を適切に焼きなますことによって簡単に製造できる酸化アルミニウムが有利である。
【0039】
本発明の方法によって製造できる断熱層は別の長所も持っていることがわかっている。それは再現性ある品質を大量生産に必要な量でも安価に製造することができることである。更に、使用される材料及び製造パラメータで、該層をそれぞれの用途の注文に応じて十分に柔軟に製造することができる。特に熱膨張係数を変えることができるので、熱負荷の繰り返しのもとで層が剥落する危険が低減される。
【0040】
[実施例]
以下に本発明を実施例によって更に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されない。
【実施例1】
【0041】
基体は超合金IN 738よりなる。基体の上に50〜200μmの厚さのMCrAlY合金を接合媒介層として適用する。ここでは金属Mとしてコバルト及びニッケルを選択した。接合媒介層の合金は詳細には、33重量%のコバルト、27重量%のクロム、31重量%のニッケル、8重量%のアルミニウム、0.5重量%のイットリウム及び、0.5重量%の珪素混合物よりなる。空気に接して1050℃で18時間、エージングすることによってMCrAlY層の上に約2μmの厚さの酸化アルミニウム高密度表面バリヤー層を生じさせる。
【0042】
この酸化アルミニウム層の上に気密層として、63重量%の金属及び37重量%のガラスを含む金属−ガラス複合体層を適用する。金属としては接合媒介層中で使用された合金を使用する。ガラスは、70重量%のSiO2、17重量%のNa2O、8重量%のCaO、2重量%のMgO及び3重量%のAl2O3よりなるアルカリ−石灰−珪酸塩ガラスである。この気密層は最初に約150〜300μmの厚さで製造する。次いでこの構造部材を24〜48時間の間、空気に接して950℃でエージングする。この場合、表面から約70μmの深さまで複合材料を腐食させる。同時に、複合材料層の更に深部で部分的に結晶化が生じる。
【0043】
金属−ガラス複合材料の腐食層は粒子でのブラスト処理で除去する。これによって表面が同時に粗面化される。次いで残っている約50〜250μmの厚さの部分結晶質複合材料層の上に、全断熱層の断熱効果の主な貢献をする、YSZよりなる約250〜350μmの厚さの多孔質セラミック層を適用する。粗面化によって金属−ガラス複合体へのセラミック層の接合が改善される。
【実施例2】
【0044】
バリヤー層を製造するまでは実施例1と同様に実施する。次いで気密層として53重量%の金属と47重量%のガラスセラミックを含有する金属−ガラスセラミック複合体層を適用する。金属としてここでも接合媒介層の合金を使用する。ガラスセラミックは47重量%のSiO2、16重量%のCaO、37重量%のBaO及び0.5重量%のAl2O3よりなるアルカリ不含の基本ガラスである。気密層は約50〜250μmの厚さで適用しそしてこの構造部材を950℃の温度で10時間(酸素排除下に)、複合体のガラスセラミック成分が十分に結晶化するようにエージングする。部分結晶化した複合体層の上に、腐食した層部分を予めに適用することなく、YSZよりなるセラミック層を250〜350μmの厚さで直接的に適用する。
Claims (37)
- 構造部材の上に緻密な酸化アルミニウム−バリヤー層を作製し、この緻密な酸化アルミニウム−バリヤー層の上にガラス−金属複合材料で作製された第一の気密な中間層を設け、そして第一の気密層の上に少なくとも1つの第二の多孔質層を設ける、構造部材に断熱層系を作製する方法において、第一の気密層を持つ構造部材を最初に酸化性雰囲気でエージングし、そして第二の多孔質層を適用する前に第一の気密層の腐食部分を除去することを特徴とする、上記方法。
- 第一の気密層の材料としてアルカリ珪酸塩ガラスを選択する、請求項1に記載の方法。
- アルカリ金属珪酸塩ガラスが5〜30重量%のR2O、5〜30重量%のTO、0〜20重量%のAl2O3及び残量のSiよりなる組成を選択し、そのときにRがLi、Na、K、Rb、Csの群から選択される1種類又は複数種の元素でありそしてTがMg、Ca、Sr、Baの群から選択される1種類又は複数種の元素である、請求項2に記載の方法。
- 少なくとも30μmの気密層を除去する、請求項1〜3のいずれか一つに記載の方法。
- 除去を機械加工によって行う、請求項1〜4のいずれか一つに記載の方法。
- 除去を粒子でのブラスト処理によって行う、請求項1〜5のいずれか一つに記載の方法。
- 第一の気密層のために材料としてアルカリ不含の基本ガラスを選択する、請求項1に記載の方法。
- 25〜55重量%のSiO2、0〜25重量%のCaO、0〜15重量%のAl2O3、0〜50重量%のBaO及び合計で0〜15重量%の例えばB2O3、La2O3及びMnOの混合物を有する基本ガラスを選択する、請求項7に記載の方法。
- 金属Mとして鉄、コバルト又はニッケルを含有するMCrAlY組成の合金を含有するガラス−金属複合材料を選択する、請求項1〜8のいずれか一つに記載の方法。
- 多孔質層のための材料としてセラミックを選択する、請求項1〜9のいずれか一つに記載の方法。
- セラミックとしてイットリウムで安定化した酸化ジルコニウムを選択する請求項10に記載の方法。
- 第一の気密層のエージングを800℃以上の温度で行う、請求項1〜11のいずれか一つに記載の方法。
- 第一の気密層のエージングを1000℃以下の温度で行う、請求項1〜12のいずれか一つに記載の方法。
- 第一の気密層のエージングを850℃以下の温度で行う、請求項13に記載の方法。
- 多孔質層の適用以前に、気密層の表面で4μm以上の粗面度を生じさせる、請求項1〜14のいずれか一つに記載の方法。
- 酸化アルミニウム−バリヤー層を形成するためにアルミニウム含有接合媒介層を構造部材の上に適用しそしてこれを1000℃以上の温度でエージングする、請求項1〜15のいずれか一つに記載の方法。
- 接合媒介層として、金属Mとして鉄、コバルト又はニッケルを含有するMCrAlY組成の層を選択する請求項16に記載の方法。
- 接合媒介層としてアルミニド層を選択する、請求項16に記載の方法。
- 表面に断熱層を持つ構造部材において、
− 該構造部材と断熱層との間に酸化アルミニウム−バリヤー層を配置し、
− その際に断熱層が下部領域及び上部領域を有し、
− 構造部材と上部領域との間に下部領域が存在し、下部領域が構造部材と上部領域との間にありそして下部領域が全体的に又は主としてガラス−金属複合材料よりなりそして気密に形成されており、そして上部領域が多孔質材料よりなる、表面に断熱層を持つ構造部材において、上部領域に隣接する、下部領域の表面付近の容積(境界容積)が少なくとも一部結晶質で形成されていることを特徴とする、上記構造部材。 - 上部領域の材料が下部領域の材料よりも小さい熱伝導性を有する、請求項19に記載の構造部材。
- 金属Mとして鉄、コバルト又はニッケルを含有するMCrAlY組成の合金がガラス−金属複合材料中に存在する、請求項19又は20に記載の構造部材。
- ガラス−金属複合材料中のガラスがアルカリ珪酸塩ガラスである、請求項19〜21のいずれか一つに記載の構造部材。
- アルカリ−珪酸塩ガラスが5〜30重量%のR2O、5〜30重量%のTO、0〜20重量%のAl2O3及び残量のSiよりなる組成であり、そのときにRがLi、Na、K、Rb、Csの群から選択される1種類又は複数種の元素でありそしてTがMg、Ca、Sr、Baの群から選択される1種類又は複数種の元素である、請求項22に記載の構造部材。
- 機械的に加工された境界面を持つ、請求項19〜23のいずれか一つに記載の構造部材。
- 粒子でブラスト処理された境界面を持つ請求項24に記載の構造部材。
- ガラスセラミックがガラス−金属複合材料中のガラスとして成分BaO、CaO、Al2O3及びSiO2をベースとする、請求項19〜21のいずれか一つに記載の構造部材。
- ガラスセラミックがアルカリ不含の基本ガラスである請求項26に記載の構造部材。
- 基本ガラスが25〜55重量%のSiO2、0〜25重量%のCaO及び/又はMgO、0〜15重量%のAl2O3、0〜50重量%のBaO及び合計で0〜15重量%の例えばB2O3、La2O3及びMnOの混合物を有する、請求項27に記載の構造部材。
- ガラスセラミックが1重量%以下のAl2O3を含有する請求項26〜28のいずれか一つに記載の構造部材。
- ガラスセラミックが0.5重量%以下のAl2O3を含有する請求項29に記載の構造部材。
- 接合媒介層を構造部材と断熱層との間に配置する、請求項19〜30のいずれか一つに記載の構造部材。
- 接合媒介層がアルミニウムを含有する、請求項31に記載の構造部材。
- 接合媒介層が金属Mとして鉄、コバルト又はニッケルを有するMCrAlY組成のものである、請求項32に記載の構造部材。
- 接合媒介層としてアルミニド層を有する、請求項32に記載の構造部材。
- 上部領域の全部又は主要部が多孔質セラミックよりなる、請求項19〜34のいずれか一つに記載の構造部材。
- 多孔質セラミックがイットリウムで安定化された酸化ジルコニウムである、請求項35に記載の構造部材。
- 下部領域と上部領域との間の境界面が4μmより大きい粗面度を有している、請求項19〜36のいずれか一つに記載の構造部材。
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US8581108B1 (en) | 2006-08-23 | 2013-11-12 | Rockwell Collins, Inc. | Method for providing near-hermetically coated integrated circuit assemblies |
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US7915527B1 (en) | 2006-08-23 | 2011-03-29 | Rockwell Collins, Inc. | Hermetic seal and hermetic connector reinforcement and repair with low temperature glass coatings |
US8637980B1 (en) | 2007-12-18 | 2014-01-28 | Rockwell Collins, Inc. | Adhesive applications using alkali silicate glass for electronics |
US8084855B2 (en) | 2006-08-23 | 2011-12-27 | Rockwell Collins, Inc. | Integrated circuit tampering protection and reverse engineering prevention coatings and methods |
CN101310969B (zh) * | 2007-05-23 | 2011-11-16 | 中国科学院金属研究所 | 一种用于Ti-Al合金的Al/Al2O3/MCrAlY复合涂层及制备方法 |
EP2210045B1 (de) * | 2007-11-23 | 2016-07-27 | Siemens Aktiengesellschaft | Brennerelement und brenner mit aluminiumoxidbeschichtung und verfahren zur beschichtung eines brennerelementes |
EP2112334A1 (de) * | 2008-04-21 | 2009-10-28 | Siemens Aktiengesellschaft | Außengehäuse für eine Strömungsmaschine |
US8119040B2 (en) | 2008-09-29 | 2012-02-21 | Rockwell Collins, Inc. | Glass thick film embedded passive material |
DE102009058853A1 (de) * | 2009-12-18 | 2011-06-22 | Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co KG, 15827 | Turbinenschaufel |
CN105568204A (zh) * | 2015-12-10 | 2016-05-11 | 苏州市嘉明机械制造有限公司 | 一种基于等离子喷涂的耐热压绝缘镜板的制造方法 |
CN106746666B (zh) * | 2016-12-05 | 2020-04-17 | 西北有色金属研究院 | 玻璃陶瓷复合热障涂层及涂层制备方法 |
CN111748761B (zh) * | 2020-06-10 | 2022-04-22 | 北京工业大学 | 高韧性低导热的金属基-陶瓷复合涂层及其制备方法和应用 |
CN112876080B (zh) * | 2021-02-04 | 2022-02-15 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种铅基反应堆泵叶轮用玻璃陶瓷涂层及其制备方法 |
CN114540740B (zh) * | 2022-03-14 | 2023-07-11 | 西安热工研究院有限公司 | 一种硼硅玻璃改性氧化钇稳定氧化锆热障涂层及其制备方法 |
CN114622153B (zh) * | 2022-03-14 | 2023-07-11 | 西安热工研究院有限公司 | 一种玻璃改性氧化铈稳定氧化锆热障涂层及其制备方法 |
DE102023000034A1 (de) | 2023-01-10 | 2024-07-11 | Technische Universität Bergakademie Freiberg, Körperschaft des öffentlichen Rechts | Hohl-Anker-Werkstoffverbund für Hochtemperaturanwendungen |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2544437C3 (de) * | 1975-10-04 | 1979-04-05 | Rosenthal Ag, 8672 Selb | Verfahren zur Herstellung von silizhimnitridhaltigen mit einer Selbstglasur Überzogenen Gegenständen |
US5161306A (en) | 1989-08-17 | 1992-11-10 | Tocalo Co., Ltd. | Roll for use in heat treating furnace and method of producing the same |
AT398632B (de) * | 1991-07-08 | 1995-01-25 | Veitsch Radex Ag | Metallurgisches gefäss |
JPH0754603A (ja) * | 1993-08-11 | 1995-02-28 | Toshiba Corp | ガスタービン翼、ガスタービン用高温材料、およびその製造方法 |
DE19650704C2 (de) * | 1996-12-06 | 2000-09-14 | Forschungszentrum Juelich Gmbh | Verbindungselement für Brennstoffzellen |
DE19852285C1 (de) | 1998-11-13 | 2000-04-27 | Forschungszentrum Juelich Gmbh | Wärmedämmende Glas-Metall/Keramik-Schichten |
US6365236B1 (en) * | 1999-12-20 | 2002-04-02 | United Technologies Corporation | Method for producing ceramic coatings containing layered porosity |
DE10008861A1 (de) | 2000-02-25 | 2001-09-06 | Forschungszentrum Juelich Gmbh | Kombinierte Wärmedämmschichtsysteme |
US20030152814A1 (en) * | 2002-02-11 | 2003-08-14 | Dinesh Gupta | Hybrid thermal barrier coating and method of making the same |
EP1645363A1 (de) * | 2004-10-05 | 2006-04-12 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren und Vorrichtung zum Glätten der Oberfläche eines Bauteils |
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