JPH11124691A - サーマルバリアコーティング用の傾斜ボンディングコート - Google Patents
サーマルバリアコーティング用の傾斜ボンディングコートInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ガスタービンエンジンのタービン、燃焼器お
よびオーグメンタのような敵性熱環境で使用されるよう
設計された部品に対するサーマルバリアコーティング
（ＴＢＣ）系のボンディングコート。 【解決手段】 本発明のボンディングコートの組成物は
基体を保護するＴＢＣの金属基体と熱絶縁性セラミック
層との間の遷移を緩和する傾斜された熱膨張特性を有す
る一方、ボンディングコートの酸化速度を低下するよう
にその使用温度をも低下する。好ましくは、ボンディン
グコートは多重層を有しており、ボンディングコートの
外側層から基体への熱伝達を促進するようにボンディン
グコートの個々の層の熱伝導率を基体の熱伝導率に非常
に近づける。コーティング系を通じて熱膨張特性を傾斜
付ける一方ボンディングコートの使用温度を最低にする
ことによって、よりスポーリング抵抗性のコーティング
系が得られる。
よびオーグメンタのような敵性熱環境で使用されるよう
設計された部品に対するサーマルバリアコーティング
（ＴＢＣ）系のボンディングコート。 【解決手段】 本発明のボンディングコートの組成物は
基体を保護するＴＢＣの金属基体と熱絶縁性セラミック
層との間の遷移を緩和する傾斜された熱膨張特性を有す
る一方、ボンディングコートの酸化速度を低下するよう
にその使用温度をも低下する。好ましくは、ボンディン
グコートは多重層を有しており、ボンディングコートの
外側層から基体への熱伝達を促進するようにボンディン
グコートの個々の層の熱伝導率を基体の熱伝導率に非常
に近づける。コーティング系を通じて熱膨張特性を傾斜
付ける一方ボンディングコートの使用温度を最低にする
ことによって、よりスポーリング抵抗性のコーティング
系が得られる。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】発明の分野 本発明はガスタービンエンジンの部品のような高温に曝
される部品に対する保護コーティングに係わる。より詳
しくは、本発明は熱伝導および熱膨張特性がコーティン
グ系のスポーリング抵抗性を促進するように調整されて
いる傾斜ボンディングコートを導入したサーマルバリア
コーティング系に指向されている。
される部品に対する保護コーティングに係わる。より詳
しくは、本発明は熱伝導および熱膨張特性がコーティン
グ系のスポーリング抵抗性を促進するように調整されて
いる傾斜ボンディングコートを導入したサーマルバリア
コーティング系に指向されている。
【０００２】発明の背景 ガスタービンエンジン内の運転環境は熱的および化学的
に敵性である。鉄、ニッケルおよびコバルト基超合金の
調製により高温合金における顕著な進歩がなされている
が、タービン、燃焼器あるいはオーグメンタのようなガ
スタービンエンジンの或るセクションに置かれるとこの
ような合金から作成された部品はしばしば長期の使用の
露出に耐えることができない。その共通の解決策はこの
ような部品の表面をアルミニウム化物コーティングまた
はサーマルバリアコーティング（thermal barrier coat
ing : TBC ）系のような環境コーティング系で保護する
ことである。後者のＴＢＣは環境抵抗性のボンディング
コートとこのボンディングコート上に塗布される熱絶縁
性セラミックの層とを含む。ボンディングコートはＭＣ
ｒＡｌＹ（Ｍは鉄、コバルトおよび／またはニッケル）
のような酸化抵抗性合金、あるいは酸化抵抗性の金属間
化合物を形成する拡散アルミニウム化物または白金アル
ミニウム化物から形成されるのが典型的である。イット
リア（Ｙ2Ｏ3）、マグネシア（ＭｇＯ）または他の酸化
物で部分的にあるいは完全に安定化されているジルコニ
ア（ＺｒＯ2 ）のような金属酸化物が熱絶縁性セラミッ
ク層に対する材料として広く使用されている。セラミッ
ク層の付着は典型的には、空気プラズマ溶射（air plas
ma spraying : APS）、低圧プラズマ溶射（low pressure
plasma spraying : LPPS）、あるいは物理蒸着（physic
al vapor deposition :PVD）技術例えば歪み耐性柱状結
晶粒構造をもたらす電子ビーム物理蒸着（electron bea
m physical vapor deposition : EBPVD）によってい
る。
に敵性である。鉄、ニッケルおよびコバルト基超合金の
調製により高温合金における顕著な進歩がなされている
が、タービン、燃焼器あるいはオーグメンタのようなガ
スタービンエンジンの或るセクションに置かれるとこの
ような合金から作成された部品はしばしば長期の使用の
露出に耐えることができない。その共通の解決策はこの
ような部品の表面をアルミニウム化物コーティングまた
はサーマルバリアコーティング（thermal barrier coat
ing : TBC ）系のような環境コーティング系で保護する
ことである。後者のＴＢＣは環境抵抗性のボンディング
コートとこのボンディングコート上に塗布される熱絶縁
性セラミックの層とを含む。ボンディングコートはＭＣ
ｒＡｌＹ（Ｍは鉄、コバルトおよび／またはニッケル）
のような酸化抵抗性合金、あるいは酸化抵抗性の金属間
化合物を形成する拡散アルミニウム化物または白金アル
ミニウム化物から形成されるのが典型的である。イット
リア（Ｙ2Ｏ3）、マグネシア（ＭｇＯ）または他の酸化
物で部分的にあるいは完全に安定化されているジルコニ
ア（ＺｒＯ2 ）のような金属酸化物が熱絶縁性セラミッ
ク層に対する材料として広く使用されている。セラミッ
ク層の付着は典型的には、空気プラズマ溶射（air plas
ma spraying : APS）、低圧プラズマ溶射（low pressure
plasma spraying : LPPS）、あるいは物理蒸着（physic
al vapor deposition :PVD）技術例えば歪み耐性柱状結
晶粒構造をもたらす電子ビーム物理蒸着（electron bea
m physical vapor deposition : EBPVD）によってい
る。
【０００３】上述した組成物で形成されたボンディング
コートは下層の超合金基体に対して酸化バリアを形成し
てこの下層の超合金基体を保護する。これらのボンディ
ングコート材料のアルミニウム含有分は高温において強
く密着した連続なアルミニウム酸化物層（アルミナスケ
ール）の緩やかな生長を提供する。この熱的に生長され
た酸化物（thermally grown oxide : TGO）はボンディ
ングコートを酸化および熱腐食から保護し、そしてセラ
ミック層をボンディングコートに化学的に結合する。ボ
ンディングコート材料は酸化抵抗性であるように特に合
金化されているが、高温で時間とともに発生する酸化は
ボンディングコートからアルミニウムを徐々に枯渇す
る。ついには、ボンディングコート内のアルミニウムの
レベルは、保護的な酸化物の更なる緩やかな生長を妨げ
て、非保護的な酸化物のより急速な生長を許容するまで
に十分枯渇される。この時点で、ボンディングコートと
アルミニウム酸化物層との界面または酸化物層とセラミ
ック層との界面でスポーリングが起こりうる。非保護的
な酸化物の形成がなかったとしても、応力の発生のため
にスポーリングが起こりうる。
コートは下層の超合金基体に対して酸化バリアを形成し
てこの下層の超合金基体を保護する。これらのボンディ
ングコート材料のアルミニウム含有分は高温において強
く密着した連続なアルミニウム酸化物層（アルミナスケ
ール）の緩やかな生長を提供する。この熱的に生長され
た酸化物（thermally grown oxide : TGO）はボンディ
ングコートを酸化および熱腐食から保護し、そしてセラ
ミック層をボンディングコートに化学的に結合する。ボ
ンディングコート材料は酸化抵抗性であるように特に合
金化されているが、高温で時間とともに発生する酸化は
ボンディングコートからアルミニウムを徐々に枯渇す
る。ついには、ボンディングコート内のアルミニウムの
レベルは、保護的な酸化物の更なる緩やかな生長を妨げ
て、非保護的な酸化物のより急速な生長を許容するまで
に十分枯渇される。この時点で、ボンディングコートと
アルミニウム酸化物層との界面または酸化物層とセラミ
ック層との界面でスポーリングが起こりうる。非保護的
な酸化物の形成がなかったとしても、応力の発生のため
にスポーリングが起こりうる。
【０００４】セラミック層のスポーリングは、熱的に生
長されたアルミニウム酸化物層を含めた、超合金基体、
金属性ボンディングコートおよびセラミック層の熱膨張
率の差によってしばしば引き起こされる。図１に表され
ているように、サーマルバリアコーティング系は基体１
０にボンディングコート１４によってセラミック層１２
が接着されてなっているように示されている。基体１０
および金属性ボンディングコート１４の熱膨張率（coef
ficient of thermal expansion : CTEまたはα）は熱伝
導率（ｋ）と同様におおよそ等しい。しかしながら、セ
ラミック層１２のＣＴＥおよび熱伝導率は基体１０およ
びボンディングコート１４よりもかなり小さい。例え
ば、セラミック層１２を形成するために使用されるセラ
ミック材料のＣＴＥは一般に基体１０およびボンディン
グコート１４に対する材料のＣＴＥの約５０％−６０％
の程度である。保護的な酸化物層のＣＴＥはセラミック
層１２のＣＴＥより一層低い。その結果、図１に表され
ているように、基体１０とボンディングコート１４との
間の界面１６ａには高温において相対的な膨張は殆ど起
きないのに対して、ボンディングコート１４とセラミッ
ク層１２との間の界面１６ｂにはかなりの膨張差が生ず
る。この膨張差はセラミック層１２のスポーリングを促
進するかなりの剪断力を発生する。
長されたアルミニウム酸化物層を含めた、超合金基体、
金属性ボンディングコートおよびセラミック層の熱膨張
率の差によってしばしば引き起こされる。図１に表され
ているように、サーマルバリアコーティング系は基体１
０にボンディングコート１４によってセラミック層１２
が接着されてなっているように示されている。基体１０
および金属性ボンディングコート１４の熱膨張率（coef
ficient of thermal expansion : CTEまたはα）は熱伝
導率（ｋ）と同様におおよそ等しい。しかしながら、セ
ラミック層１２のＣＴＥおよび熱伝導率は基体１０およ
びボンディングコート１４よりもかなり小さい。例え
ば、セラミック層１２を形成するために使用されるセラ
ミック材料のＣＴＥは一般に基体１０およびボンディン
グコート１４に対する材料のＣＴＥの約５０％−６０％
の程度である。保護的な酸化物層のＣＴＥはセラミック
層１２のＣＴＥより一層低い。その結果、図１に表され
ているように、基体１０とボンディングコート１４との
間の界面１６ａには高温において相対的な膨張は殆ど起
きないのに対して、ボンディングコート１４とセラミッ
ク層１２との間の界面１６ｂにはかなりの膨張差が生ず
る。この膨張差はセラミック層１２のスポーリングを促
進するかなりの剪断力を発生する。
【０００５】図１から明らかなように、基体１０、ボン
ディングコート１４およびセラミック層１２それぞれの
最高使用温度Ｔ2 、Ｔ3 およびＴ4 もまたそれらの熱伝
導率の差のために互いに異なっている。特に、セラミッ
ク層１２の外側表面におけるＴ4 はセラミック層１２と
ボンディングコート１４との間の界面１６ｂにおける温
度Ｔ3 よりかなり高い。ボンディングコート１４の使用
温度が低いほど酸化速度が低下され、従ってコーティン
グ系全体の使用寿命が助長される。
ディングコート１４およびセラミック層１２それぞれの
最高使用温度Ｔ2 、Ｔ3 およびＴ4 もまたそれらの熱伝
導率の差のために互いに異なっている。特に、セラミッ
ク層１２の外側表面におけるＴ4 はセラミック層１２と
ボンディングコート１４との間の界面１６ｂにおける温
度Ｔ3 よりかなり高い。ボンディングコート１４の使用
温度が低いほど酸化速度が低下され、従ってコーティン
グ系全体の使用寿命が助長される。
【０００６】サーマルバリアコーティング系のセラミッ
ク層とボンディングコートとの間の熱膨張の差を減少す
るため、傾斜ボンディングコートが従来技術で提案され
ている。このようなコーティング系の例が図２に表され
ており、そこには内側層１４ａおよび外側層１４ｂから
なるボンディングコート１４が示されている。従来の実
施では、内側層１４ａおよび外側層１４ｂを基体１０の
ＣＴＥとセラミック層１２のＣＴＥとの間にＣＴＥを持
つようにし、内側層１４ａのＣＴＥを基体１０のＣＴＥ
により近づけそして外側層１４ｂのＣＴＥをセラミック
層１２のＣＴＥにより近づけるように調製している。例
えば、内側層１４ａはボンディングコート合金約２部と
金属酸化物１部とからなる組成を持つことができ、他方
外側層１４ｂはボンディングコート合金約１部と金属酸
化物２部とからなる組成を持つことになろう。こうして
得られる熱膨張に与える有利な”傾斜”効果が図２に概
略的にグラフ表示されている。
ク層とボンディングコートとの間の熱膨張の差を減少す
るため、傾斜ボンディングコートが従来技術で提案され
ている。このようなコーティング系の例が図２に表され
ており、そこには内側層１４ａおよび外側層１４ｂから
なるボンディングコート１４が示されている。従来の実
施では、内側層１４ａおよび外側層１４ｂを基体１０の
ＣＴＥとセラミック層１２のＣＴＥとの間にＣＴＥを持
つようにし、内側層１４ａのＣＴＥを基体１０のＣＴＥ
により近づけそして外側層１４ｂのＣＴＥをセラミック
層１２のＣＴＥにより近づけるように調製している。例
えば、内側層１４ａはボンディングコート合金約２部と
金属酸化物１部とからなる組成を持つことができ、他方
外側層１４ｂはボンディングコート合金約１部と金属酸
化物２部とからなる組成を持つことになろう。こうして
得られる熱膨張に与える有利な”傾斜”効果が図２に概
略的にグラフ表示されている。
【０００７】図２にはまた傾斜ボンディングコート組成
物が使用温度に与える影響についても示されている。特
に、金属性ボンディングコート合金の熱伝導率よりかな
り低い熱伝導率を有する金属酸化物を含んでいるために
ボンディングコート層１４ａおよび１４ｂは図１のボン
ディングコート１４に比べてより低い熱伝導率を有す
る。ボンディングコート層１４ａおよび１４ｂは基体１
０にそれ程容易に熱を伝導できないので、ボンディング
コートの内側層１４ａと外側層１４ｂとの間の界面１６
ｂおよび外側層１４ｂとセラミック層１２との間の界面
１６ｃに対してそれぞれ示された温度Ｔ3aおよびＴ3bに
よって示されているように、ボンディングコート１４の
使用温度はより高くなっている。従って、図２の傾斜ボ
ンディングコート組成物は熱膨張の違いを減少している
一方、ボンディングコート１４のより高い使用温度（し
ばしば約１０℃の程度の差）が酸化の加速に至り、その
結果コーティング系の使用寿命を短縮する。
物が使用温度に与える影響についても示されている。特
に、金属性ボンディングコート合金の熱伝導率よりかな
り低い熱伝導率を有する金属酸化物を含んでいるために
ボンディングコート層１４ａおよび１４ｂは図１のボン
ディングコート１４に比べてより低い熱伝導率を有す
る。ボンディングコート層１４ａおよび１４ｂは基体１
０にそれ程容易に熱を伝導できないので、ボンディング
コートの内側層１４ａと外側層１４ｂとの間の界面１６
ｂおよび外側層１４ｂとセラミック層１２との間の界面
１６ｃに対してそれぞれ示された温度Ｔ3aおよびＴ3bに
よって示されているように、ボンディングコート１４の
使用温度はより高くなっている。従って、図２の傾斜ボ
ンディングコート組成物は熱膨張の違いを減少している
一方、ボンディングコート１４のより高い使用温度（し
ばしば約１０℃の程度の差）が酸化の加速に至り、その
結果コーティング系の使用寿命を短縮する。
【０００８】上記したところに鑑み、従来の傾斜ボンデ
ィングコート組成物は一面においてはサーマルバリアコ
ーティング系の使用寿命を助長しているが、ボンディン
グコートの酸化速度が増加された結果逆効果を有する。
更にまた、傾斜ボンディングコートに金属とセラミック
とを組み合わせるとガスタービンエンジン内に遭遇する
使用温度において延性および靭性の制限されたボンディ
ングコートが生成される。従って、必要とされているの
は、ボンディングコートの使用温度を高めることなく、
サーマルバリアコーティングの基体とセラミック層との
間に熱膨張の傾斜をもたらすボンディングコートを提供
することである。このようなボンディングコートはまた
好ましくは応力緩和を許容するような延性挙動をその使
用温度範囲の大部分にわたって示す。
ィングコート組成物は一面においてはサーマルバリアコ
ーティング系の使用寿命を助長しているが、ボンディン
グコートの酸化速度が増加された結果逆効果を有する。
更にまた、傾斜ボンディングコートに金属とセラミック
とを組み合わせるとガスタービンエンジン内に遭遇する
使用温度において延性および靭性の制限されたボンディ
ングコートが生成される。従って、必要とされているの
は、ボンディングコートの使用温度を高めることなく、
サーマルバリアコーティングの基体とセラミック層との
間に熱膨張の傾斜をもたらすボンディングコートを提供
することである。このようなボンディングコートはまた
好ましくは応力緩和を許容するような延性挙動をその使
用温度範囲の大部分にわたって示す。
【０００９】発明の要約 本発明によれば、ガスタービンエンジンのタービン、燃
焼器あるいはオーグメンタ部品のような敵性の熱的環境
内で使用するために設計された部品に対するサーマルバ
リアコーティング系（ＴＢＣ）のボンディングコートが
提供される。このボンディングコートの組成物は金属基
体とこの基体を保護するＴＢＣの熱絶縁性セラミック層
との間の遷移を緩和する傾斜された熱膨張特性を有して
いる一方、ボンディングコートの酸化速度を低下するよ
うにその使用温度をも低下する。その結果、本発明のボ
ンディングコートはスポーリングに対して大いに抵抗性
のサーマルバリアコーティング系をもたらす。
焼器あるいはオーグメンタ部品のような敵性の熱的環境
内で使用するために設計された部品に対するサーマルバ
リアコーティング系（ＴＢＣ）のボンディングコートが
提供される。このボンディングコートの組成物は金属基
体とこの基体を保護するＴＢＣの熱絶縁性セラミック層
との間の遷移を緩和する傾斜された熱膨張特性を有して
いる一方、ボンディングコートの酸化速度を低下するよ
うにその使用温度をも低下する。その結果、本発明のボ
ンディングコートはスポーリングに対して大いに抵抗性
のサーマルバリアコーティング系をもたらす。
【００１０】本発明によるサーマルバリアコーティング
系は一般に熱絶縁層を基体に接着するボンディングコー
トを含んでいる。ガスタービンの部品に対しては慣用的
であるように、基体は好ましくはコバルト、ニッケルま
たは鉄基超合金のような高温で高い強度を示す材料から
なっているが、他の材料が使用できることも予見される
ところである。熱絶縁層も同じく当業界において慣用的
であるように好ましくはセラミック材料からなってい
る。このように基体が金属性でありそして熱絶縁層がセ
ラミックであるために、これらの熱膨張率（ＣＴＥまた
はα）および熱伝導率（ｋ）はかなり異なる。
系は一般に熱絶縁層を基体に接着するボンディングコー
トを含んでいる。ガスタービンの部品に対しては慣用的
であるように、基体は好ましくはコバルト、ニッケルま
たは鉄基超合金のような高温で高い強度を示す材料から
なっているが、他の材料が使用できることも予見される
ところである。熱絶縁層も同じく当業界において慣用的
であるように好ましくはセラミック材料からなってい
る。このように基体が金属性でありそして熱絶縁層がセ
ラミックであるために、これらの熱膨張率（ＣＴＥまた
はα）および熱伝導率（ｋ）はかなり異なる。
【００１１】セラミック層を基体に接着するのは少なく
とも２つの層を含んだボンディングコートである。ここ
に使用されるこの２つの層は、多層ボンディングコート
の２つの別個の層であるか、より一般的には連続的に傾
斜された構造（無限の数の”層”を有する多層ボンディ
ングコートと考えることができる）の一方が他方より相
対的により内側にある２つの領域である、ことができ
る。簡略のため、”層”および”複数層”という用語が
使用されるが、これらの用語はこうしたボンディングコ
ート構造のそれぞれに適用されることを理解されたい。
この２つの層の組成は基体とセラミック層との間で熱膨
張特性を傾斜させるため異なっている。より詳しくは、
ボンディングコートの層の組成は次の関係を達成するよ
うに調整される。
とも２つの層を含んだボンディングコートである。ここ
に使用されるこの２つの層は、多層ボンディングコート
の２つの別個の層であるか、より一般的には連続的に傾
斜された構造（無限の数の”層”を有する多層ボンディ
ングコートと考えることができる）の一方が他方より相
対的により内側にある２つの領域である、ことができ
る。簡略のため、”層”および”複数層”という用語が
使用されるが、これらの用語はこうしたボンディングコ
ート構造のそれぞれに適用されることを理解されたい。
この２つの層の組成は基体とセラミック層との間で熱膨
張特性を傾斜させるため異なっている。より詳しくは、
ボンディングコートの層の組成は次の関係を達成するよ
うに調整される。
【００１２】αs＞αb1およびαb2、 αt ＜αb1および
αb2、そしてｋb1およびｋb2がｋt よりｋs にづっと近
い。ここに、αs は基体の熱膨張率であり、ｋs は基体
の熱伝導率であり、αb1およびαb2はボンディングコー
トのそれぞれの層の熱膨張率であり、αb1は相対的によ
り内側の層（基体により近い層）のＣＴＥであり、αb2
は相対的により外側の層のＣＴＥであり、ｋb1およびｋ
b2はボンディングコートのそれぞれ内側層および外側層
の熱伝導率であり、αt は熱絶縁層の熱膨張率であり、
そしてｋt は熱絶縁層の熱伝導率であり、ｋt は概して
ｋs よりづっと小さく、一般的に０．１ｋs より大きく
ない。
αb2、そしてｋb1およびｋb2がｋt よりｋs にづっと近
い。ここに、αs は基体の熱膨張率であり、ｋs は基体
の熱伝導率であり、αb1およびαb2はボンディングコー
トのそれぞれの層の熱膨張率であり、αb1は相対的によ
り内側の層（基体により近い層）のＣＴＥであり、αb2
は相対的により外側の層のＣＴＥであり、ｋb1およびｋ
b2はボンディングコートのそれぞれ内側層および外側層
の熱伝導率であり、αt は熱絶縁層の熱膨張率であり、
そしてｋt は熱絶縁層の熱伝導率であり、ｋt は概して
ｋs よりづっと小さく、一般的に０．１ｋs より大きく
ない。
【００１３】ボンディングコートの層には種々の材料が
使用できそして含まれる。一般に、ボンディングコート
の各層は好ましくは金属性成分および少なくとも１種の
追加の成分を含む。この金属性成分および追加の成分は
高温使用の間の実質的な変化を回避するように十分な熱
力学的平衡を維持する化学特性を有するように選択され
る。更に、適当な金属性成分はボンディングコートと熱
絶縁層との間の界面でそれぞれ接着促進作用のあるアル
ミナおよび／またはクロミアを形成する目的でアルミニ
ウムおよび／またはクロムを含有するものである。１種
またはそれ以上の追加の成分は好ましくは、比較的高い
熱伝導率（ｋ）および比較的低いＣＴＥ（α）、即ちｋ
s （基体の熱伝導率）により近い熱伝導率およびα
t （熱絶縁層の熱膨張率）により近い熱膨張率によって
特徴づけられる物質である。この追加の成分に対する基
準を満たす適当な物質にはＣｒのような金属性相、金属
炭化物、並びにＢ２構造アルミニウム化物およびＣｒ3
Ｓｉのようなある種の金属間化合物が含まれる。
使用できそして含まれる。一般に、ボンディングコート
の各層は好ましくは金属性成分および少なくとも１種の
追加の成分を含む。この金属性成分および追加の成分は
高温使用の間の実質的な変化を回避するように十分な熱
力学的平衡を維持する化学特性を有するように選択され
る。更に、適当な金属性成分はボンディングコートと熱
絶縁層との間の界面でそれぞれ接着促進作用のあるアル
ミナおよび／またはクロミアを形成する目的でアルミニ
ウムおよび／またはクロムを含有するものである。１種
またはそれ以上の追加の成分は好ましくは、比較的高い
熱伝導率（ｋ）および比較的低いＣＴＥ（α）、即ちｋ
s （基体の熱伝導率）により近い熱伝導率およびα
t （熱絶縁層の熱膨張率）により近い熱膨張率によって
特徴づけられる物質である。この追加の成分に対する基
準を満たす適当な物質にはＣｒのような金属性相、金属
炭化物、並びにＢ２構造アルミニウム化物およびＣｒ3
Ｓｉのようなある種の金属間化合物が含まれる。
【００１４】ボンディングコートに対する望ましい傾斜
された熱特性を獲得するためには、内側層は好ましくは
容量基準で金属性成分を追加の成分より多くの量含んで
おり、一方ボンディングコートの外側層は好ましくは容
量基準で追加の成分を金属性成分より多くの量含んでい
る。その結果、ボンディングコートの外側層からヒート
シンクとして働く基体への熱伝達を促進するために、ボ
ンディングコート各層の熱伝導率（ｋb1およびｋb2）は
基体の熱伝導率（ｋs ）に非常に近づき、好ましくはｋ
s の約８０％以内である。好適な実施の態様において
は、ｋb1およびｋ b2はｋs に概略等しく、その結果ボン
ディングコートの使用温度は基体の表面の使用温度に非
常に近似している。
された熱特性を獲得するためには、内側層は好ましくは
容量基準で金属性成分を追加の成分より多くの量含んで
おり、一方ボンディングコートの外側層は好ましくは容
量基準で追加の成分を金属性成分より多くの量含んでい
る。その結果、ボンディングコートの外側層からヒート
シンクとして働く基体への熱伝達を促進するために、ボ
ンディングコート各層の熱伝導率（ｋb1およびｋb2）は
基体の熱伝導率（ｋs ）に非常に近づき、好ましくはｋ
s の約８０％以内である。好適な実施の態様において
は、ｋb1およびｋ b2はｋs に概略等しく、その結果ボン
ディングコートの使用温度は基体の表面の使用温度に非
常に近似している。
【００１５】最後に、上述したようにボンディングコー
トの各層の組成を傾斜づけてαs＞αb1＞αb2＞αt と
することにより、ＴＢＣ系の膨張は高温の使用温度にお
いて完全に傾斜づけられる。高温度で延性を示すように
成分を適当に組み合わせれば、ＴＢＣ系の各層の間の界
面に発生される応力はボンディングコートが遭遇する使
用温度において緩和することができる。更に、ＴＢＣ系
を形成する各層の熱膨張を傾斜づけながら、他方ボンデ
ィングコートの使用温度を最低にすることにより、より
スポーリング抵抗性のＴＢＣ系が得られる。その上、ボ
ンディングコートの個々の層の伝導および膨張特性を種
々の金属性成分および高伝導低膨張成分の使用を介して
個々に変動でき、その結果サーマルバリアコーティング
系を通じての応力分布および温度プロファイルをほぼ互
いに独立して展開させることができる。
トの各層の組成を傾斜づけてαs＞αb1＞αb2＞αt と
することにより、ＴＢＣ系の膨張は高温の使用温度にお
いて完全に傾斜づけられる。高温度で延性を示すように
成分を適当に組み合わせれば、ＴＢＣ系の各層の間の界
面に発生される応力はボンディングコートが遭遇する使
用温度において緩和することができる。更に、ＴＢＣ系
を形成する各層の熱膨張を傾斜づけながら、他方ボンデ
ィングコートの使用温度を最低にすることにより、より
スポーリング抵抗性のＴＢＣ系が得られる。その上、ボ
ンディングコートの個々の層の伝導および膨張特性を種
々の金属性成分および高伝導低膨張成分の使用を介して
個々に変動でき、その結果サーマルバリアコーティング
系を通じての応力分布および温度プロファイルをほぼ互
いに独立して展開させることができる。
【００１６】本発明のその他の目的および利点は以下の
詳細な記載からより理解されるであろう。発明の詳細な記述 本発明は一般にサーマルバリアコーティング系によって
熱的および化学的に敵性な環境から保護される金属部品
に適用される。このような部品の顕著な例にはガスター
ビンエンジンの高圧および低圧タービンノズルおよびブ
レード、シュラウド、燃焼器ライナー並びにオーグメン
タハードウエアが含まれる。本発明の利点は特にガスタ
ービンエンジン部品に適用できるが、本発明の教示は一
般に部品をその環境から熱的に絶縁するのにサーマルバ
リアが使用できるどのような部品にも適用しうる。
詳細な記載からより理解されるであろう。発明の詳細な記述 本発明は一般にサーマルバリアコーティング系によって
熱的および化学的に敵性な環境から保護される金属部品
に適用される。このような部品の顕著な例にはガスター
ビンエンジンの高圧および低圧タービンノズルおよびブ
レード、シュラウド、燃焼器ライナー並びにオーグメン
タハードウエアが含まれる。本発明の利点は特にガスタ
ービンエンジン部品に適用できるが、本発明の教示は一
般に部品をその環境から熱的に絶縁するのにサーマルバ
リアが使用できるどのような部品にも適用しうる。
【００１７】本発明によるサーマルバリアコーティング
系を有するガスタービンエンジン部品の部分的断面が図
３に表されている。このコーティング系は多層ボンディ
ングコート２０によって基体１０に結合された熱絶縁層
１２が含まれるよう示されている。ガスタービンエンジ
ンの高温部品にかかわる状況におけるように、基体１０
は鉄、ニッケルまたはコバルト基超合金から形成しうる
が、他の高温材料が使用できることも予見されるところ
である。熱絶縁層１２は例えば歪み耐性柱状結晶粒構造
をもたらすＥＢＰＶＤのような当業界に知られている技
術を使用して物理蒸着によって付着されるセラミック物
質であるのが好ましい。別の方法では、セラミック物質
は空気プラズマ溶射（ＡＰＳ）および低圧プラズマ溶射
（ＬＰＰＳ）のような他の既知の方法によっても付着す
ることができる。熱絶縁層１２に対する好ましいセラミ
ック物質はイットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）であ
るが、イットリア、部分安定化ジルコニアあるいは例え
ばマグネシア（ＭｇＯ）、セリア（ＣｅＯ2 ）またはス
カンジア（Ｓｃ2Ｏ3）等の別の酸化物で安定化されたジ
ルコニアを含めた他のセラミック物質も使用できる。
系を有するガスタービンエンジン部品の部分的断面が図
３に表されている。このコーティング系は多層ボンディ
ングコート２０によって基体１０に結合された熱絶縁層
１２が含まれるよう示されている。ガスタービンエンジ
ンの高温部品にかかわる状況におけるように、基体１０
は鉄、ニッケルまたはコバルト基超合金から形成しうる
が、他の高温材料が使用できることも予見されるところ
である。熱絶縁層１２は例えば歪み耐性柱状結晶粒構造
をもたらすＥＢＰＶＤのような当業界に知られている技
術を使用して物理蒸着によって付着されるセラミック物
質であるのが好ましい。別の方法では、セラミック物質
は空気プラズマ溶射（ＡＰＳ）および低圧プラズマ溶射
（ＬＰＰＳ）のような他の既知の方法によっても付着す
ることができる。熱絶縁層１２に対する好ましいセラミ
ック物質はイットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）であ
るが、イットリア、部分安定化ジルコニアあるいは例え
ばマグネシア（ＭｇＯ）、セリア（ＣｅＯ2 ）またはス
カンジア（Ｓｃ2Ｏ3）等の別の酸化物で安定化されたジ
ルコニアを含めた他のセラミック物質も使用できる。
【００１８】ボンディングコート２０は下層の基体１０
を酸化から保護できるように耐酸化性であり、そして熱
絶縁層１２を基体１０により頑強に接着させることがで
きなければならない。熱絶縁層１２を付着する前に、高
温に曝すことによってボンディングコート２０の表面上
にアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）スケール（図示せず）を形成す
ることができる。このスケールは熱絶縁層１２がより頑
強に接着する表面を提供すると共に、高温使用中に熱絶
縁層１２およびボンディングコート２０の間に生成され
るであろう熱生長酸化物に対抗する。この目的のため、
ボンディングコート２０は好ましくはアルミナおよび／
またはクロミア形成物質即ち、アルミニウム、クロム並
びにこれらの合金および金属間化合物を含んでいる。既
知のボンディングコート物質には拡散アルミニウム化物
およびＭＣｒＡｌＹ（但し、Ｍは鉄、コバルトおよび／
またはニッケル）が含まれる。
を酸化から保護できるように耐酸化性であり、そして熱
絶縁層１２を基体１０により頑強に接着させることがで
きなければならない。熱絶縁層１２を付着する前に、高
温に曝すことによってボンディングコート２０の表面上
にアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）スケール（図示せず）を形成す
ることができる。このスケールは熱絶縁層１２がより頑
強に接着する表面を提供すると共に、高温使用中に熱絶
縁層１２およびボンディングコート２０の間に生成され
るであろう熱生長酸化物に対抗する。この目的のため、
ボンディングコート２０は好ましくはアルミナおよび／
またはクロミア形成物質即ち、アルミニウム、クロム並
びにこれらの合金および金属間化合物を含んでいる。既
知のボンディングコート物質には拡散アルミニウム化物
およびＭＣｒＡｌＹ（但し、Ｍは鉄、コバルトおよび／
またはニッケル）が含まれる。
【００１９】例示の目的から、図３では本発明のボンデ
ィングコート２０が最内層２０ａおよび最外層２０ｂ
の、２つの別個の層からなっているように示されている
が、これより大きい数のボンディングコート層を使用す
ることができる。別の態様では、図３のボンディングコ
ート２０は無限の数の”層”を有するように連続して傾
斜させることができ、その最内層２０ａおよび最外層２
０ｂはボンディングコート２０の相対的により内側の層
または領域および相対的により外側の層または領域をそ
れぞれ表している。従って、多重の別個の層を有するボ
ンディングコートと、連続的に傾斜された組成を有する
ボンディングコートとの、両方とも本発明の範囲に入
る。従って、図３に示されているボンディングコート２
０の別個の領域に関して用語”層”および”複数層”が
使用されるが、これらの用語は連続的に傾斜されたボン
ディングコートの領域をも包含するものと理解された
い。また、図３では層２０ａおよび層２０ｂは等しい厚
さで表されているが、層２０ａおよび２０ｂのいずれか
を他方より顕著に厚くすることもできる。
ィングコート２０が最内層２０ａおよび最外層２０ｂ
の、２つの別個の層からなっているように示されている
が、これより大きい数のボンディングコート層を使用す
ることができる。別の態様では、図３のボンディングコ
ート２０は無限の数の”層”を有するように連続して傾
斜させることができ、その最内層２０ａおよび最外層２
０ｂはボンディングコート２０の相対的により内側の層
または領域および相対的により外側の層または領域をそ
れぞれ表している。従って、多重の別個の層を有するボ
ンディングコートと、連続的に傾斜された組成を有する
ボンディングコートとの、両方とも本発明の範囲に入
る。従って、図３に示されているボンディングコート２
０の別個の領域に関して用語”層”および”複数層”が
使用されるが、これらの用語は連続的に傾斜されたボン
ディングコートの領域をも包含するものと理解された
い。また、図３では層２０ａおよび層２０ｂは等しい厚
さで表されているが、層２０ａおよび２０ｂのいずれか
を他方より顕著に厚くすることもできる。
【００２０】図３から明らかなように、最内層２０ａお
よび最外層２０ｂは傾斜された熱膨張率（α）を有する
が、しかしそれらの熱伝導率（ｋ）は基体１０の熱伝導
率に近似している。例示すると、”Ｙ方向における長さ
の変化％”（ＴＢＣの表面に平行な面内での膨張）と使
用温度を比較しているグラフは、ボンディングコート層
２０ａおよび２０ｂが基体１０の熱膨張率（αs ）と熱
絶縁層１２の熱膨張率（αt ）との間に熱膨張率（それ
ぞれαb1およびαb2）を有し、 αs＞αb1＞αb2＞αt となるように処方した効果を示している。
よび最外層２０ｂは傾斜された熱膨張率（α）を有する
が、しかしそれらの熱伝導率（ｋ）は基体１０の熱伝導
率に近似している。例示すると、”Ｙ方向における長さ
の変化％”（ＴＢＣの表面に平行な面内での膨張）と使
用温度を比較しているグラフは、ボンディングコート層
２０ａおよび２０ｂが基体１０の熱膨張率（αs ）と熱
絶縁層１２の熱膨張率（αt ）との間に熱膨張率（それ
ぞれαb1およびαb2）を有し、 αs＞αb1＞αb2＞αt となるように処方した効果を示している。
【００２１】同時にまた、ボンディングコート層２０ａ
および２０ｂの熱伝導率（それぞれｋb1およびｋb2）は
熱絶縁層１２の熱伝導率（ｋt ）より基体１０の熱伝導
率（ｋs ）により近く、好ましくはｋs の約８０％以内
である。この関係の効果は図３のＴＢＣ系の厚さ”Ｘ”
を通じての温度を示すグラフにおける温度”Ｔ1 ”およ
び”Ｔ3 ”の間の線形関係によって実証されている。こ
の結果として、Ｔ3 （ボンディングコートの最外層２０
ｂと熱絶縁層１２との間の界面２２ｃにおける温度）は
ボンディングコートの最内層２０ａと基体１０との間の
界面２２ａにおける温度（Ｔ2 と表されている）より単
に僅かに高いだけである。これらの温度は図２に例示さ
れている従来技術の傾斜ボンディングコート系の温度と
対照的であり、図２においては界面１６ｃ（ボンディン
グコートの最外層１４ｂと熱絶縁層１２との間）におけ
る温度（Ｔ3b）は界面１６ｂ（最内層１４ａと最外層１
４ｂとの間）における温度（Ｔ3a）および界面１６ａ
（ボンディングコートの最内層１４ａと基体１０との
間）における温度Ｔ2 よりも著しく高い（約１０℃）。
および２０ｂの熱伝導率（それぞれｋb1およびｋb2）は
熱絶縁層１２の熱伝導率（ｋt ）より基体１０の熱伝導
率（ｋs ）により近く、好ましくはｋs の約８０％以内
である。この関係の効果は図３のＴＢＣ系の厚さ”Ｘ”
を通じての温度を示すグラフにおける温度”Ｔ1 ”およ
び”Ｔ3 ”の間の線形関係によって実証されている。こ
の結果として、Ｔ3 （ボンディングコートの最外層２０
ｂと熱絶縁層１２との間の界面２２ｃにおける温度）は
ボンディングコートの最内層２０ａと基体１０との間の
界面２２ａにおける温度（Ｔ2 と表されている）より単
に僅かに高いだけである。これらの温度は図２に例示さ
れている従来技術の傾斜ボンディングコート系の温度と
対照的であり、図２においては界面１６ｃ（ボンディン
グコートの最外層１４ｂと熱絶縁層１２との間）におけ
る温度（Ｔ3b）は界面１６ｂ（最内層１４ａと最外層１
４ｂとの間）における温度（Ｔ3a）および界面１６ａ
（ボンディングコートの最内層１４ａと基体１０との
間）における温度Ｔ2 よりも著しく高い（約１０℃）。
【００２２】ボンディングコート２０の改善された熱伝
導率の利益は図４にも例示されており、図４では図１、
２および３に表されているＴＢＣ系のそれぞれに対し
て”Ｙ方向における長さの変化％”が使用温度に関連し
て示されている。図１の単一層からなるボンディングコ
ート１４とは違って、本発明の多層ボンディングコート
２０は、図２の多層ボンディングコート１４と同様に、
熱膨張に傾斜された遷移を与えるが、しかし更に利益が
追加されて本発明のボンディングコート２０の最高使用
温度Ｔ3 は図２の多層ボンディングコート１４の最高使
用温度Ｔ3bより著しく低い。更に、図３の熱絶縁層１２
に対する最高使用温度Ｔ4 は図２の熱絶縁層１２の最高
使用温度Ｔ4aよりも低い。
導率の利益は図４にも例示されており、図４では図１、
２および３に表されているＴＢＣ系のそれぞれに対し
て”Ｙ方向における長さの変化％”が使用温度に関連し
て示されている。図１の単一層からなるボンディングコ
ート１４とは違って、本発明の多層ボンディングコート
２０は、図２の多層ボンディングコート１４と同様に、
熱膨張に傾斜された遷移を与えるが、しかし更に利益が
追加されて本発明のボンディングコート２０の最高使用
温度Ｔ3 は図２の多層ボンディングコート１４の最高使
用温度Ｔ3bより著しく低い。更に、図３の熱絶縁層１２
に対する最高使用温度Ｔ4 は図２の熱絶縁層１２の最高
使用温度Ｔ4aよりも低い。
【００２３】本発明による連続的に傾斜されたボンディ
ングコートがＴＢＣ系に与える熱膨張への効果が図５に
例示されており、ここには図３のＴＢＣ系の厚さ”Ｘ”
を通じての”Ｙ”の方向の長さの変化％の段階的な変化
を示している。熱絶縁層１２における熱膨張は基体１０
における熱膨張よりかなり小さいが、本発明のボンディ
ングコート２０はその適度な使用温度極限Ｔ2 およびＴ
3 にわたって基体１０と熱絶縁層１２との間に傾斜され
た遷移を提供する。
ングコートがＴＢＣ系に与える熱膨張への効果が図５に
例示されており、ここには図３のＴＢＣ系の厚さ”Ｘ”
を通じての”Ｙ”の方向の長さの変化％の段階的な変化
を示している。熱絶縁層１２における熱膨張は基体１０
における熱膨張よりかなり小さいが、本発明のボンディ
ングコート２０はその適度な使用温度極限Ｔ2 およびＴ
3 にわたって基体１０と熱絶縁層１２との間に傾斜され
た遷移を提供する。
【００２４】本発明の利益はボンディングコート層２０
ａおよび２０ｂに対する種々の組成成分により達成でき
る。高い熱伝導率と、金属基体とセラミック熱絶縁層と
の間の熱膨張とを組み合わせて達成するためには、ボン
ディングコート層２０ａおよび２０ｂは耐酸化性の金属
性成分と、熱伝導率は金属基体の熱伝導率に近いがＣＴ
ＥはセラミックのＣＴＥに比較的近い１種またはそれ以
上の追加の成分とを含有するのが好ましい。アルミニウ
ムおよび／またはクロム含有組成物および金属間化合物
（即ちアルミナおよび／またはクロミア形成物質を含有
するもの）が金属性成分として適している。その顕著な
例には酸化に抵抗しそして下層の基体を保護する信頼性
の保証されている点から見て、拡散アルミニウム化物
（例えばＰｔＡｌおよびＮｉＡｌ）、ＭＣｒＡｌ（例え
ばＮｉＣｒＡｌ）およびＭＣｒＡｌＹ（例えばＮｉＣｒ
ＡｌＹ）が含まれる。
ａおよび２０ｂに対する種々の組成成分により達成でき
る。高い熱伝導率と、金属基体とセラミック熱絶縁層と
の間の熱膨張とを組み合わせて達成するためには、ボン
ディングコート層２０ａおよび２０ｂは耐酸化性の金属
性成分と、熱伝導率は金属基体の熱伝導率に近いがＣＴ
ＥはセラミックのＣＴＥに比較的近い１種またはそれ以
上の追加の成分とを含有するのが好ましい。アルミニウ
ムおよび／またはクロム含有組成物および金属間化合物
（即ちアルミナおよび／またはクロミア形成物質を含有
するもの）が金属性成分として適している。その顕著な
例には酸化に抵抗しそして下層の基体を保護する信頼性
の保証されている点から見て、拡散アルミニウム化物
（例えばＰｔＡｌおよびＮｉＡｌ）、ＭＣｒＡｌ（例え
ばＮｉＣｒＡｌ）およびＭＣｒＡｌＹ（例えばＮｉＣｒ
ＡｌＹ）が含まれる。
【００２５】残りの成分については、図２の従来技術の
ＴＢＣを形成するためにボンディングコート１４に従来
加えられている金属酸化物物質はその熱伝導率が低いた
めに適当でない。その代わりに、本発明は金属に近い熱
伝導率を維持しながら熱膨張を傾斜する能力を提供する
高伝導低膨張組成物に依存している。これらの用語”高
伝導”および”低膨張”はここでは相対的な意味での用
語として使用されており、”高伝導”（”高−ｋ”）は
基体材料の程度の熱伝導率を指し、そして”低膨張”
（低−α）は熱絶縁層に使用されるセラミック材料の程
度のＣＴＥを指す。この目的にとって最も好ましい物質
は非酸化物であるが、ＢｅＯのようなある種の酸化物は
この目的のための高伝導低膨張組成物として有用な十分
に高い熱伝導率を持っている。特に適当な高伝導低膨張
組成物にはαＣｒのような金属性相、Ｃｒ3Ｃ2、ＳｉＣ
およびＷＣを含めた金属炭化物並びにＢ２構造のアルミ
ニウム化物およびＣｒ3 Ｓｉのようなある種の金属間化
合物が含まれる。
ＴＢＣを形成するためにボンディングコート１４に従来
加えられている金属酸化物物質はその熱伝導率が低いた
めに適当でない。その代わりに、本発明は金属に近い熱
伝導率を維持しながら熱膨張を傾斜する能力を提供する
高伝導低膨張組成物に依存している。これらの用語”高
伝導”および”低膨張”はここでは相対的な意味での用
語として使用されており、”高伝導”（”高−ｋ”）は
基体材料の程度の熱伝導率を指し、そして”低膨張”
（低−α）は熱絶縁層に使用されるセラミック材料の程
度のＣＴＥを指す。この目的にとって最も好ましい物質
は非酸化物であるが、ＢｅＯのようなある種の酸化物は
この目的のための高伝導低膨張組成物として有用な十分
に高い熱伝導率を持っている。特に適当な高伝導低膨張
組成物にはαＣｒのような金属性相、Ｃｒ3Ｃ2、ＳｉＣ
およびＷＣを含めた金属炭化物並びにＢ２構造のアルミ
ニウム化物およびＣｒ3 Ｓｉのようなある種の金属間化
合物が含まれる。
【００２６】ボンディングコート２０の個々の層はボン
ディングコート２０を通じて傾斜された熱膨張効果を達
成するよう種々の組成を有するように形成され、これに
よりボンディングコートの複数層は金属基体のＣＴＥと
熱絶縁層のＣＴＥの間のＣＴＥを有し、その最内層（例
えばボンディングコート層２０ａ）のＣＴＥは金属基体
のＣＴＥにより近く、そしてその最外層（例えばボンデ
ィングコート層２０ｂ）のＣＴＥは熱絶縁層（例えば金
属酸化物）に対する材料のＣＴＥにより近い。例えば、
最内層２０ａは金属性成分約２部と非酸化物成分１部の
組成を持つことができ、一方最外層２０ｂは金属性成分
約１部と非酸化物成分２部を含有しうる。
ディングコート２０を通じて傾斜された熱膨張効果を達
成するよう種々の組成を有するように形成され、これに
よりボンディングコートの複数層は金属基体のＣＴＥと
熱絶縁層のＣＴＥの間のＣＴＥを有し、その最内層（例
えばボンディングコート層２０ａ）のＣＴＥは金属基体
のＣＴＥにより近く、そしてその最外層（例えばボンデ
ィングコート層２０ｂ）のＣＴＥは熱絶縁層（例えば金
属酸化物）に対する材料のＣＴＥにより近い。例えば、
最内層２０ａは金属性成分約２部と非酸化物成分１部の
組成を持つことができ、一方最外層２０ｂは金属性成分
約１部と非酸化物成分２部を含有しうる。
【００２７】本発明によれば、傾斜された熱膨張特性
（αs＞αb1＞αb2＞αt）を有しながらも金属に近似し
た熱伝導率（ｋs ＝ｋb1＝ｋb2＞ｋt ）を有する多層ボ
ンディングコート２０はＴＢＣを形成する複数層の熱膨
張を傾斜させながらボンディングコート２０の使用温度
を最低にして、より耐スポーリング性のＴＢＣをもたら
す。本発明の重要かつ有利な面は、個々のボンディング
コート層の伝導および膨張特性が種々の異なる金属性成
分および高伝導低膨張成分の使用を介して個々に変動で
き、その結果サーマルバリアコーティング系を通して応
力分布および温度プロファイルがそれ故最適にそして互
いにほぼ独立して展開できる点である。
（αs＞αb1＞αb2＞αt）を有しながらも金属に近似し
た熱伝導率（ｋs ＝ｋb1＝ｋb2＞ｋt ）を有する多層ボ
ンディングコート２０はＴＢＣを形成する複数層の熱膨
張を傾斜させながらボンディングコート２０の使用温度
を最低にして、より耐スポーリング性のＴＢＣをもたら
す。本発明の重要かつ有利な面は、個々のボンディング
コート層の伝導および膨張特性が種々の異なる金属性成
分および高伝導低膨張成分の使用を介して個々に変動で
き、その結果サーマルバリアコーティング系を通して応
力分布および温度プロファイルがそれ故最適にそして互
いにほぼ独立して展開できる点である。
【００２８】以上本発明を好適な実施の態様に関して記
述したが、例えば記述した高伝導低膨張物質に代えて他
の物質を使う等して当業者により他の形態を採用できる
ことは明らかである。それ故に、本発明の範囲は特許請
求の範囲によってのみ限定されるべきである。
述したが、例えば記述した高伝導低膨張物質に代えて他
の物質を使う等して当業者により他の形態を採用できる
ことは明らかである。それ故に、本発明の範囲は特許請
求の範囲によってのみ限定されるべきである。
【図１】従来技術による単一層のボンディングコートを
有するサーマルバリアコーティング系の個々の層の使用
温度と熱膨張を概略例示したグラフ。
有するサーマルバリアコーティング系の個々の層の使用
温度と熱膨張を概略例示したグラフ。
【図２】従来技術による傾斜ボンディングコートを有す
るサーマルバリアコーティング系の個々の層の使用温度
と熱膨張を概略例示したグラフ。
るサーマルバリアコーティング系の個々の層の使用温度
と熱膨張を概略例示したグラフ。
【図３】本発明による別個の複数の層からなる傾斜ボン
ディングコートを有するサーマルバリアコーティング系
の個々の層の使用温度と熱膨張を概略例示したグラフ。
ディングコートを有するサーマルバリアコーティング系
の個々の層の使用温度と熱膨張を概略例示したグラフ。
【図４】図１、図２および図３に表されたサーマルバリ
アコーティング系の個々の層の使用温度と熱膨張を比較
したグラフ。
アコーティング系の個々の層の使用温度と熱膨張を比較
したグラフ。
【図５】本発明による連続傾斜ボンディングコートを有
するサーマルバリアコーティング系の傾斜された熱膨張
特性を例示したグラフ。
するサーマルバリアコーティング系の傾斜された熱膨張
特性を例示したグラフ。
１０：基体 １２：熱絶縁性セラミック層 １４：ボンディングコート １４ａ、１４ｂ：従来技術の傾斜ボンディングコート１
４の内側および外側層 １６ａ、１６ｂ、１６ｃ、２２ａ、２２ｂ、２２ｃ：界
面 ２０：本発明の傾斜ボンディングコート ２０ａ、２０ｂ：本発明の傾斜ボンディングコートの最
内層および最外層 Ｔ2 ：基体１０の最高使用温度 Ｔ3 ：ボンディングコート１４、２０の最高使用温度 Ｔ3a、Ｔ3b：図２の界面１６ｂ、１６ｃにおける使用温
度 Ｔ4 ：熱絶縁性セラミック層１２の最高使用温度 Ｔ4a：図２の熱絶縁性セラミック層の最高使用温度
４の内側および外側層 １６ａ、１６ｂ、１６ｃ、２２ａ、２２ｂ、２２ｃ：界
面 ２０：本発明の傾斜ボンディングコート ２０ａ、２０ｂ：本発明の傾斜ボンディングコートの最
内層および最外層 Ｔ2 ：基体１０の最高使用温度 Ｔ3 ：ボンディングコート１４、２０の最高使用温度 Ｔ3a、Ｔ3b：図２の界面１６ｂ、１６ｃにおける使用温
度 Ｔ4 ：熱絶縁性セラミック層１２の最高使用温度 Ｔ4a：図２の熱絶縁性セラミック層の最高使用温度
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マイケル・フランシス・ゼイヴィアー・ジ リオッティ，ジュニア アメリカ合衆国、ニューヨーク州、スコテ ィア、カイル・ドライブ、41番
Claims (10)
- 【請求項１】 熱膨張率αs および熱伝導率ｋs を有す
る基体、 それぞれ熱膨張率αb1およびαb2を有しそしてそれぞれ
熱伝導率ｋb1およびｋb2を有する第一および第二の相を
含むボンディングコート、および前記ボンディングコー
ト上にある、熱膨張率αt および熱伝導率ｋt を有する
熱絶縁層を含んでなり、 αs＞αb1およびαb2であり、αt ＜αb1およびαb2 で
あり、そしてｋb1およびｋb2がｋt よりｋs により近く
構成された物品。 - 【請求項２】 ｋb1およびｋb2がｋs の約８０％以内で
ある請求項１記載の物品。 - 【請求項３】 ｋb1およびｋb2がｋs にほぼ等しい請求
項１記載の物品。 - 【請求項４】 αs＞αb1＞αb2＞αt である請求項１
記載の物品。 - 【請求項５】 ボンディングコートの第一の層が金属性
成分と、金属性相、金属炭化物および金属間化合物から
なる群から選ばれた第二の成分とを含み、そして前記第
一の層が容量基準で前記金属性成分を前記第二の成分よ
り多くの量含んでいる請求項１記載の物品。 - 【請求項６】 第一および第二の層の金属性成分がアル
ミニウム含有金属間化合物、クロム含有金属間化合物、
ＭＣｒＡｌおよびＭＣｒＡｌＹからなる群から選ばれる
請求項１記載の物品。 - 【請求項７】 熱膨張率αs および熱伝導率ｋs を有す
る超合金基体、 内側層と外側層とを含み、前記内側層と外側層のそれぞ
れが金属性成分と非酸化物成分とを含んでおり、前記内
側層が容量基準で前記金属性成分を前記非酸化物成分よ
り多くの量含んでおり、前記外側層が容量基準で前記非
酸化物成分を前記金属性成分より多くの量含んでおり、
そして前記内側および外側層がそれぞれ熱膨張率αb1お
よびαb2を有しまたそれぞれ熱伝導率ｋb1およびｋb2を
有する、ボンディングコート、および前記ボンディング
コート上にある、熱膨張率αt および熱伝導率ｋt を有
する熱絶縁性セラミック層を含んでなり、 αs＞αb1＞αb2＞αt であり、そしてｋb1およびｋb2が
ｋt よりｋs により近く構成された物品。 - 【請求項８】 ｋb1およびｋb2がｋs の約８０％以内で
ある請求項７記載の物品。 - 【請求項９】 第一および第二の層の金属性成分がアル
ミニウム含有金属間化合物、クロム含有金属間化合物、
ＭＣｒＡｌおよびＭＣｒＡｌＹからなる群から選ばれる
請求項７記載の物品。 - 【請求項１０】 非酸化物成分がＣｒ、Ｃｒ3Ｃ2、Ｓｉ
Ｃ、ＷＣ、Ｃｒ3 ＳｉおよびＢ２−構造アルミニウム化
物からなる群から選ばれる請求項７記載の物品。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/905628 | 1997-08-04 | ||
| US08/905,628 US5912087A (en) | 1997-08-04 | 1997-08-04 | Graded bond coat for a thermal barrier coating system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11124691A true JPH11124691A (ja) | 1999-05-11 |
Family
ID=25421176
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10212600A Withdrawn JPH11124691A (ja) | 1997-08-04 | 1998-07-28 | サーマルバリアコーティング用の傾斜ボンディングコート |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5912087A (ja) |
| EP (1) | EP0905280A3 (ja) |
| JP (1) | JPH11124691A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001164353A (ja) * | 1999-09-28 | 2001-06-19 | General Electric Co <Ge> | タービンエンジン構成部品の断熱皮膜系 |
Families Citing this family (30)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2991990B2 (ja) * | 1997-03-24 | 1999-12-20 | トーカロ株式会社 | 耐高温環境用溶射被覆部材およびその製造方法 |
| JP2991991B2 (ja) * | 1997-03-24 | 1999-12-20 | トーカロ株式会社 | 耐高温環境用溶射被覆部材およびその製造方法 |
| DE59803436D1 (de) * | 1997-05-28 | 2002-04-25 | Siemens Ag | Metall-keramik-gradientenwerkstoff, erzeugnis daraus und verfahren zur herstellung eines metall-keramik-gradientenwerkstoffes |
| US6190124B1 (en) * | 1997-11-26 | 2001-02-20 | United Technologies Corporation | Columnar zirconium oxide abrasive coating for a gas turbine engine seal system |
| US6001492A (en) * | 1998-03-06 | 1999-12-14 | General Electric Company | Graded bond coat for a thermal barrier coating system |
| US6106959A (en) * | 1998-08-11 | 2000-08-22 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Multilayer thermal barrier coating systems |
| US6306515B1 (en) * | 1998-08-12 | 2001-10-23 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Thermal barrier and overlay coating systems comprising composite metal/metal oxide bond coating layers |
| US6231998B1 (en) * | 1999-05-04 | 2001-05-15 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Thermal barrier coating |
| US6287644B1 (en) * | 1999-07-02 | 2001-09-11 | General Electric Company | Continuously-graded bond coat and method of manufacture |
| US6165628A (en) * | 1999-08-30 | 2000-12-26 | General Electric Company | Protective coatings for metal-based substrates and related processes |
| US6435830B1 (en) * | 1999-12-20 | 2002-08-20 | United Technologies Corporation | Article having corrosion resistant coating |
| DE10008861A1 (de) * | 2000-02-25 | 2001-09-06 | Forschungszentrum Juelich Gmbh | Kombinierte Wärmedämmschichtsysteme |
| US6444259B1 (en) | 2001-01-30 | 2002-09-03 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Thermal barrier coating applied with cold spray technique |
| US6780458B2 (en) * | 2001-08-01 | 2004-08-24 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Wear and erosion resistant alloys applied by cold spray technique |
| DE10159056A1 (de) * | 2001-11-28 | 2003-06-26 | Alstom Switzerland Ltd | Thermisch hoch belastetes Bauteil sowie Verfahren zu seiner Herstellung |
| US6706319B2 (en) | 2001-12-05 | 2004-03-16 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Mixed powder deposition of components for wear, erosion and abrasion resistant applications |
| US6689487B2 (en) | 2001-12-21 | 2004-02-10 | Howmet Research Corporation | Thermal barrier coating |
| EP1327702A1 (en) * | 2002-01-10 | 2003-07-16 | ALSTOM (Switzerland) Ltd | Mcraiy bond coating and method of depositing said mcraiy bond coating |
| US20060127599A1 (en) * | 2002-02-12 | 2006-06-15 | Wojak Gregory J | Process and apparatus for preparing a diamond substance |
| JP3865705B2 (ja) * | 2003-03-24 | 2007-01-10 | トーカロ株式会社 | 耐食性および耐熱性に優れる熱遮蔽皮膜被覆材並びにその製造方法 |
| US20080113163A1 (en) * | 2006-11-14 | 2008-05-15 | United Technologies Corporation | Thermal barrier coating for combustor panels |
| US7858205B2 (en) * | 2007-09-19 | 2010-12-28 | Siemens Energy, Inc. | Bimetallic bond layer for thermal barrier coating on superalloy |
| US20110008614A1 (en) * | 2009-07-09 | 2011-01-13 | General Electric Company | Electrostatic Powder Coatings |
| US20110086163A1 (en) | 2009-10-13 | 2011-04-14 | Walbar Inc. | Method for producing a crack-free abradable coating with enhanced adhesion |
| US20110086177A1 (en) | 2009-10-14 | 2011-04-14 | WALBAR INC. Peabody Industrial Center | Thermal spray method for producing vertically segmented thermal barrier coatings |
| US9765635B2 (en) * | 2010-05-28 | 2017-09-19 | Nano-Product Engineering, Llc. | Erosion and corrosion resistant protective coatings for turbomachinery |
| US9482105B1 (en) * | 2010-05-28 | 2016-11-01 | Vladimir Gorokhovsky | Erosion and corrosion resistant protective coating for turbomachinery methods of making the same and applications thereof |
| DE102011081112A1 (de) | 2011-08-17 | 2013-02-21 | Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg | Verfahren zur Herstellung eines Bauteils für hohe thermische Belastungen, ein Bauteil herstellbar mit dem Verfahren und ein Flugzeugtriebwerk mit dem Bauteil |
| US20150030871A1 (en) * | 2013-07-26 | 2015-01-29 | Gerald J. Bruck | Functionally graded thermal barrier coating system |
| DE102017207238A1 (de) * | 2017-04-28 | 2018-10-31 | Siemens Aktiengesellschaft | Dichtungssystem für Laufschaufel und Gehäuse |
Family Cites Families (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3284174A (en) * | 1962-04-16 | 1966-11-08 | Ind Fernand Courtoy Bureau Et | Composite structures made by bonding ceramics, cermets, alloys, heavy alloys and metals of different thermal expansion coefficient |
| US3383235A (en) * | 1965-03-29 | 1968-05-14 | Little Inc A | Silicide-coated composites and method of making them |
| JPS4840294B1 (ja) * | 1970-04-17 | 1973-11-29 | ||
| US4248940A (en) * | 1977-06-30 | 1981-02-03 | United Technologies Corporation | Thermal barrier coating for nickel and cobalt base super alloys |
| US4109031A (en) * | 1976-12-27 | 1978-08-22 | United Technologies Corporation | Stress relief of metal-ceramic gas turbine seals |
| US4554898A (en) * | 1980-10-31 | 1985-11-26 | Nippon Kokan Kabushiki Kaisha | Exhaust valve for diesel engine and production thereof |
| US4481237A (en) * | 1981-12-14 | 1984-11-06 | United Technologies Corporation | Method of applying ceramic coatings on a metallic substrate |
| US4822312A (en) * | 1983-12-05 | 1989-04-18 | Gte Products Corporation | Electrode for high intensity discharge lamps |
| DE3421569C1 (de) * | 1984-06-09 | 1985-06-27 | Goetze Ag, 5093 Burscheid | Verschleissfeste Beschichtung |
| JPS63242408A (ja) * | 1987-03-30 | 1988-10-07 | Hitachi Ltd | 圧延用複合ロ−ル |
| JP2695835B2 (ja) * | 1988-05-06 | 1998-01-14 | 株式会社日立製作所 | セラミック被覆耐熱部材 |
| US5236787A (en) * | 1991-07-29 | 1993-08-17 | Caterpillar Inc. | Thermal barrier coating for metallic components |
| WO1993024672A1 (en) * | 1992-05-29 | 1993-12-09 | United Technologies Corporation | Ceramic thermal barrier coating for rapid thermal cycling applications |
| WO2004074210A1 (ja) * | 1992-07-03 | 2004-09-02 | Masanori Hirano | セラミックス－金属複合体およびその製造方法 |
| US5305726A (en) * | 1992-09-30 | 1994-04-26 | United Technologies Corporation | Ceramic composite coating material |
| US5455000A (en) * | 1994-07-01 | 1995-10-03 | Massachusetts Institute Of Technology | Method for preparation of a functionally gradient material |
-
1997
- 1997-08-04 US US08/905,628 patent/US5912087A/en not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-07-28 JP JP10212600A patent/JPH11124691A/ja not_active Withdrawn
- 1998-08-03 EP EP98306186A patent/EP0905280A3/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001164353A (ja) * | 1999-09-28 | 2001-06-19 | General Electric Co <Ge> | タービンエンジン構成部品の断熱皮膜系 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5912087A (en) | 1999-06-15 |
| EP0905280A3 (en) | 2002-11-13 |
| EP0905280A2 (en) | 1999-03-31 |
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