JPH1129380A - Coating of platinum onto ceramic part - Google Patents
Coating of platinum onto ceramic partInfo
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- JPH1129380A JPH1129380A JP18373597A JP18373597A JPH1129380A JP H1129380 A JPH1129380 A JP H1129380A JP 18373597 A JP18373597 A JP 18373597A JP 18373597 A JP18373597 A JP 18373597A JP H1129380 A JPH1129380 A JP H1129380A
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- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はセラミックス製のタ
ービン動翼等の高温回転部品と、固定部品とのすき間
を、静電容量型センサで計測しようとする場合に、セラ
ミックス部品の表面に導電性を与えるために金属をコー
ティングする方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for measuring a gap between a high-temperature rotating component such as a turbine blade made of ceramics and a fixed component by a capacitance type sensor. A method of coating a metal to provide
【0002】[0002]
【従来の技術】産業用ガスタービンや航空用ガスタービ
ンのように大出力、高効率のものには軸流タービンが用
いられる。タービンの効率を向上させるためにはタービ
ンの入口温度と入口圧力を高くする必要があり、近年、
入口温度が1,300゜C〜1,400゜Cに及ぶもの
がある。かかる高温に耐える金属はないので、冷却ター
ビン翼が使用され、タービン翼を圧縮機の出口空気で冷
却することにより、翼温度をタービン入口温度より数百
度下げることが行われる。しかし冷却空気を使用するこ
とはタービン熱効率の低下をもたらすので、翼をセラミ
ックス製とし、1,300゜C程度のタービン入口温度
に対し無冷却で使用することが計画されている。使用す
るセラミックス製の動翼の材質は窒化けい素(Si3 N
4 )が有望である。2. Description of the Related Art An axial turbine is used for a high-output and high-efficiency gas turbine such as an industrial gas turbine or an aeronautical gas turbine. In order to improve the efficiency of the turbine, it is necessary to increase the inlet temperature and the inlet pressure of the turbine.
Some inlet temperatures range from 1,300 ° C to 1,400 ° C. Since there is no metal that can withstand such high temperatures, cooled turbine blades are used, and cooling the turbine blades with compressor outlet air reduces the blade temperature by several hundred degrees below the turbine inlet temperature. However, since the use of cooling air causes a decrease in turbine thermal efficiency, it is planned that the blades be made of ceramic and used without cooling at a turbine inlet temperature of about 1,300 ° C. The material of the ceramic blade used is silicon nitride (Si3N
4) Promising.
【0003】一方、ガスタービンでは、運転中にタービ
ン動翼の翼端すき間を計測する必要がある場合がある。
以下、図面を用いて、かかる、すき間の計測方法を説明
する。図2は、タービン動翼付近の側面図であり、図3
(A)は図2のA−A矢視図、図3(B)は、図3
(A)のB−B矢視端面図である。これらの図におい
て、1は金属製のタービンディスクであり、タービンデ
ィスク1の外周にはタービン軸に平行な多数の溝1aが
設けられている。2は動翼であり、翼部2a、植込部2
b、プラットフォーム2cを有している。2dは翼端部
である。On the other hand, in a gas turbine, it may be necessary to measure the tip clearance of a turbine blade during operation.
Hereinafter, the method for measuring the gap will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is a side view of the vicinity of the turbine blade, and FIG.
FIG. 3A is a view taken in the direction of arrows AA in FIG. 2, and FIG.
(A) is an end view seen from the arrow BB. In these drawings, reference numeral 1 denotes a turbine disk made of metal, and a plurality of grooves 1a parallel to the turbine axis are provided on the outer periphery of the turbine disk 1. Reference numeral 2 denotes a moving blade, which includes a wing portion 2a and an implant portion 2
b, platform 2c. 2d is a wing tip.
【0004】3はシュラウド、4はすき間センサで静電
容量型である。δは翼端すき間であり、翼端部2dとシ
ュラウド3内面との間の距離である。すき間センサ4の
静電容量とすき間δとは、一定の関係があるので、静電
容量の変化を計測することによりすき間δを検知でき
る。5は燃焼ガスである。[0004] Reference numeral 3 denotes a shroud, and 4 denotes a gap sensor of a capacitance type. δ is the tip clearance, which is the distance between the tip 2 d and the inner surface of the shroud 3. Since there is a fixed relationship between the capacitance of the gap sensor 4 and the gap δ, the gap δ can be detected by measuring a change in the capacitance. 5 is a combustion gas.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】このように、静電容量
の変化によりすき間δを検知するので、動翼には導電性
が要求される。ところが窒化けい素などのセラミックス
には導電性がない。そこで窒化けい素製の動翼の翼端部
2dはもちろん、翼端部2dを金属製のタービンディス
ク1にアースするために翼部2a、プラットフォーム2
c、植込部2bにも金属コーティングをする必要があ
る。金属コーティングは動翼2全体でなくてよく、帯状
であってもよいし、片面(腹側または背側)のみであっ
てもよい。金属コーティングの材質は高温に耐える白金
がよい。As described above, since the gap δ is detected based on the change in the capacitance, the blade is required to have conductivity. However, ceramics such as silicon nitride have no conductivity. Therefore, not only the blade tip 2d of the silicon nitride blade but also the blade 2a and the platform 2 to ground the blade tip 2d to the metal turbine disk 1 are grounded.
c, It is necessary to apply a metal coating to the implanted portion 2b. The metal coating does not have to be the entire moving blade 2 and may be in the form of a band, or may be only on one side (ventral or dorsal side). The material of the metal coating is preferably platinum which can withstand high temperatures.
【0006】発明者等は窒化けい素製の動翼に白金をコ
ーティングして実験を行った。ところが1,000゜C
程度の高温状態で、白金のコーティング層と動翼の表面
との間に気泡が生じ、コーティングが破壊され、静電容
量の値が変化したり、計測が不可能になってしまう場合
があった。これは、白金の触媒作用のため窒化けい素の
表面が分解し窒素ガス(N2 )が発生したものと考えら
れる。[0006] The inventors conducted experiments by coating platinum on a blade made of silicon nitride. However, 1,000 ゜ C
At moderately high temperatures, air bubbles were formed between the platinum coating layer and the surface of the rotor blade, destroying the coating, changing the value of the capacitance and making measurement impossible. . This is probably because the surface of silicon nitride was decomposed due to the catalytic action of platinum, and nitrogen gas (N2) was generated.
【0007】本発明は以上述べた実験結果の知見に基づ
いて案出されたもので、高温で使用する、窒化けい素を
主成分とするセラミックス部品に安定した白金のコーテ
ィング層を形成する方法を提供することを目的とする。The present invention has been devised based on the findings of the experimental results described above, and provides a method for forming a stable platinum coating layer on a ceramic component containing silicon nitride as a main component, which is used at a high temperature. The purpose is to provide.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明のセラミックス部品への白金のコーティング方法
は、高温で使用する、窒化けい素を主成分とするセラミ
ックス部品の表面に導電性を付与するため白金をコーテ
ィングする方法であって、白金をコーティングする前に
アルミナまたはジルコニヤをプレコーティングするもの
である。In order to achieve the above object, a method for coating a ceramic part with platinum according to the present invention is to impart conductivity to the surface of a ceramic part mainly composed of silicon nitride used at a high temperature. This is a method of coating platinum, in which alumina or zirconia is pre-coated before coating with platinum.
【0009】実機に部品を取り付けて長時間使用する場
合には、白金の上にアルミナまたはジルコニヤをコーテ
ィングするのが好ましい。When the parts are mounted on an actual machine and used for a long time, it is preferable to coat alumina or zirconia on platinum.
【0010】次に本発明の作用を説明する白金をコーテ
ィングする前に窒化けい素の表面にアルミナまたはジル
コニヤをプレコーティングしたので、白金と窒化けい素
が直接に接触せず、従って窒化けい素の分解により窒素
ガスが発生することがなく、安定した白金のコーティン
グ層が得られる。Next, since the surface of silicon nitride was pre-coated with alumina or zirconia before coating with platinum, which explains the function of the present invention, platinum and silicon nitride do not come into direct contact with each other, and therefore, A stable platinum coating layer can be obtained without generating nitrogen gas due to decomposition.
【0011】[0011]
【発明の実施の形態】以下、本発明の1実施形態につい
て図面を参照しつつ説明する。図1は動翼の翼端部の図
面であり、図2のC−C矢視断面図である。図1(A)
はプレコーティング(第1層)、白金コーティング(第
2層)の2層のものを示しており、図1(B)はプレコ
ーティング(第1層)、白金コーティング(第2層)お
よび保護コーティング(第3層)の3層のものを示して
いる。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a drawing of a blade tip of a rotor blade, and is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG. FIG. 1 (A)
Fig. 1 (B) shows a pre-coating (first layer), a platinum coating (second layer) and a protective coating. (3rd layer) is shown.
【0012】図に示すように窒化けい素製の動翼の翼端
部2dおよび背側にコーティングをしている。第1層6
(プレコーティング)としてはアルミナまたはジルコニ
ヤをコーティングする。コーティング厚さは1μm程度
でよく、スパッタリングまたはイオンプレーティング等
のPVD法により施工する。第1層6の上に第2層7の
白金をコーティングする。厚さは5μm程度でよく、ス
パッタリングまたはイオンプレーティング等のPVD法
により施工する。通常のテスト用であれば以上の2層で
よい。実機に取り付けてテストを行う等長時間使用する
場合には燃焼ガス5による腐食から白金を保護するため
アルミナ等のセラミックスを第3層8としてコーティン
グする。コーティング厚さは10μm程度でよく、PV
D法により施工する。なお、プラットフォーム2cより
下の植込部2bには第3層8のコーティングは行わな
い。翼端部2d以外の白金コーティング7は翼端部2d
から金属製のタービンディスク1へのアース線としての
役割を有している。従って動翼全面に、コーティングを
する必要はなく、背側または腹側のみに行ってもよい
し、帯状のコーティングでもよい。As shown in the figure, a coating is applied to the blade tip 2d and the back side of a silicon nitride blade. First layer 6
As (pre-coating), alumina or zirconia is coated. The coating thickness may be about 1 μm, and is applied by a PVD method such as sputtering or ion plating. The second layer 7 is coated on the first layer 6 with platinum. The thickness may be about 5 μm, and is applied by a PVD method such as sputtering or ion plating. The above two layers may be used for a normal test. When used for a long period of time, such as performing a test by attaching to an actual machine, a ceramic such as alumina is coated as a third layer 8 to protect platinum from corrosion by the combustion gas 5. The coating thickness may be about 10 μm, PV
Construct by D method. The coating of the third layer 8 is not performed on the implanted portion 2b below the platform 2c. Platinum coating 7 other than wing tip 2d is wing tip 2d
And has a role as a ground wire to the metal turbine disk 1. Therefore, it is not necessary to coat the entire surface of the rotor blade, and the coating may be performed only on the back side or the abdomen side, or may be a band-like coating.
【0013】本発明は以上説明した実施形態に限定され
るものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の
変更が可能である。すなわち、セラミックスの部品とし
て動翼を例に説明したが、高温で使用する他の部品であ
ってもよい。The present invention is not limited to the embodiment described above, and various changes can be made without departing from the gist of the invention. That is, although the moving blade is described as an example of the ceramic component, other components used at a high temperature may be used.
【0014】[0014]
【発明の効果】以上説明したように本発明のセラミック
ス部品への白金のコーティング方法は白金コーティング
前にアルミナ等のセラミックスをプレコートするので、
窒化けい素が高温で化学反応を起して窒素ガスを発生す
ることがなく、1,000゜C以上の高温で安定した白
金コーティング層を形成することができるという優れた
効果を有する。As described above, the method for coating platinum on a ceramic part according to the present invention involves pre-coating ceramic such as alumina before platinum coating.
Silicon nitride does not cause a chemical reaction at a high temperature to generate nitrogen gas, and has an excellent effect that a platinum coating layer can be formed stably at a high temperature of 1,000 ° C. or more.
【図1】動翼翼端の断面図(図2のC−C矢視図)であ
り、(A)は2層のコーティングをしたもの、(B)は
3層のコーティングをしたものを示している。FIG. 1 is a cross-sectional view of a rotor blade tip (a view taken along the line CC in FIG. 2), wherein (A) shows a coating with two layers, and (B) shows a coating with three layers I have.
【図2】動翼およびその付近の側面図である。FIG. 2 is a side view of a rotor blade and its vicinity.
【図3】(A)は、図2のA−A矢視図であり、(B)
は、図3(A)のB−B矢視端面図である。FIG. 3A is a view taken in the direction of arrows AA in FIG. 2, and FIG.
FIG. 4 is an end view taken along the line BB in FIG.
2 動翼(セラミックス部品) 6 第1層コーティング(プレコーティング) 7 第2層コーティング(白金コーティング) 8 第3層コーティング(保護コーティング) 2 Blade (ceramic parts) 6 First layer coating (pre-coating) 7 Second layer coating (platinum coating) 8 Third layer coating (protective coating)
Claims (2)
するセラミックス部品の表面に導電性を付与するため白
金をコーティングする方法であって、白金をコーティン
グする前に、アルミナまたはジルコニヤをプレコーティ
ングすることを特徴とする、セラミックス部品への白金
のコーティング方法。1. A method of coating platinum on a surface of a ceramic component containing silicon nitride as a main component, which is used at a high temperature, in order to impart conductivity to the ceramic component. A method for coating platinum on ceramic parts, characterized by coating.
ナまたはジルコニヤをコーティングする、請求項1記載
のセラミックス部品への白金のコーティング方法。2. The method for coating platinum on a ceramic component according to claim 1, wherein the platinum is coated with alumina or zirconia to protect the platinum.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18373597A JPH1129380A (en) | 1997-07-09 | 1997-07-09 | Coating of platinum onto ceramic part |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18373597A JPH1129380A (en) | 1997-07-09 | 1997-07-09 | Coating of platinum onto ceramic part |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1129380A true JPH1129380A (en) | 1999-02-02 |
Family
ID=16141065
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18373597A Pending JPH1129380A (en) | 1997-07-09 | 1997-07-09 | Coating of platinum onto ceramic part |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1129380A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6884515B2 (en) * | 2002-12-20 | 2005-04-26 | General Electric Company | Afterburner seals with heat rejection coats |
CN115558892A (en) * | 2022-10-14 | 2023-01-03 | 上海奥莱雅康医疗科技有限公司 | Coating containing platinum |
-
1997
- 1997-07-09 JP JP18373597A patent/JPH1129380A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6884515B2 (en) * | 2002-12-20 | 2005-04-26 | General Electric Company | Afterburner seals with heat rejection coats |
CN115558892A (en) * | 2022-10-14 | 2023-01-03 | 上海奥莱雅康医疗科技有限公司 | Coating containing platinum |
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