KR100687123B1 - 낮은 전도도의 ｔｂｃ를 위한 주기적인 내구성(파쇄) 수명향상부로서의 얇은 7ｙｓｚ 계면층 - Google Patents

낮은 전도도의 ｔｂｃ를 위한 주기적인 내구성(파쇄) 수명향상부로서의 얇은 7ｙｓｚ 계면층 Download PDF

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Abstract

파쇄 저항 금속 제품은 금속 기판과; 지르코니아계와, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Sc, In, Y, Mo 및 C, 희토류 산화물, 스칸듐, 그리고 인듐으로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 1개의 다른 원소를 포함하는 적어도 1개의 세라믹 열 차단 코팅과; 기판의 적어도 일부 상에 그리고 금속 기판과 적어도 1개의 세라믹 열 차단 코팅 사이에 있으며 산화이트륨 안정화 지르코니아(YSZ)로 구성되는 세라믹 결합 코팅을 포함한다.
파쇄 저항 금속 제품, 금속 기판, 세라믹 열 차단 코팅, 세라믹 결합 코팅

Description

낮은 전도도의 ＴＢＣ를 위한 주기적인 내구성(파쇄) 수명 향상부로서의 얇은 7ＹＳＺ 계면층{THIN 7YSZ, INTERFACIAL LAYER AS CYCLIC DURABILITY (SPALLATION) LIFE ENHANCEMENT FOR LOW CONDUCTIVITY TBCs}
도1은 본 발명의 세라믹 코팅과 금속 기판 사이에 개재된 세라믹 결합 코팅층을 도시하는 도면.
도2는 본 발명의 세라믹 코팅과 열 성장 산화물(TGO) 사이에 개재된 세라믹 결합 코팅층을 도시하는 도면.
도3은 외부 세라믹 코팅이 도포되는 본 발명의 일 실시예를 도시하는 도면.
도4는 YSZ의 세라믹층이 2개의 세라믹 열 차단 코팅 사이에 개재되는 본 발명의 일 실시예를 도시하는 도면.
도5는 본 발명의 TGO 코팅과 금속 기판 사이에 개재된 금속 결합 코팅층을 도시하는 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: 금속 부품
11: 금속 기판
13: 세라믹 결합 코팅층
15, 15': TBC
17: TGO층
19: 후방측
21: 외부 표면
31: 외부 세라믹 코팅
33: 세라믹층
51: 금속 결합 코팅층
본 발명은 안정화된 지르코니아의 계면층이 금속 부품과 열 차단 코팅 사이에 개재되는 금속 부품에 도포된 열 차단 코팅을 위한 세라믹 재료에 관한 것이다.
가스 터빈 엔진은 연료의 형태의 화학 포텐셜 에너지를 열 에너지로 그리고 그 다음에 항공기의 추진, 전력의 발생, 유체의 펌핑 등에서의 사용을 위해 기계 에너지로 변환하는 양호하게 개발된 기구이다. 이 때, 가스 터빈 엔진의 개선된 효율을 위한 주로 이용 가능한 방법은 높은 작동 온도의 사용인 것으로 보인다. 그러나, 가스 터빈 엔진에서 사용되는 금속 재료는 현재 그 열적 안정성의 상한에 매우 근접한다. 최신의 가스 터빈 엔진의 최고 온도부에서, 금속 재료는 그 용융점보다 높은 가스 온도에서 사용된다. 이들은 공랭되기 때문에 생존한다. 그러나, 공랭의 제공은 엔진 효율을 감소시킨다.
따라서, 냉각된 가스 터빈 항공기 하드웨어와의 사용을 위한 열 차단 코팅의 광범위한 개발이 있었다. 열 차단 코팅(TBC: thermal barrier coating)을 사용함으로써, 요구된 냉각 공기의 양은 실질적으로 감소되어, 대응하는 효율의 증가를 제공할 수 있다. 가스 엔진 터빈 부품을 보호하는 데 이용되는 하나의 흔한 TBC는 59 중량% Gd2O3 - 41 ZrO2를 함유한다. 낮은 열 전도도를 제공하면서, 이러한 Gd-Zr계 TBC는 종래의 산화이트륨 안정화 지르코니아 예컨대 7YSZ보다 낮은 파쇄 저항을 나타낼 수 있다. 이러한 파쇄에 대한 민감성은 Gd-Zr 시스템의 낮은 파괴 인성으로부터 발생하는 것으로 믿어진다.
따라서, 상이한 안정화 지르코니아 예컨대 7YSZ의 초기의 얇은 층(명목상 0.5 내지 1 mils)의 합체는 Gd-Zr 시스템의 파쇄 저항을 향상시키는 것으로 밝혀졌다. 완전히 이해되지는 않지만, 이러한 증가된 파쇄 저항은 7YSZ의 높은 파괴 인성으로부터 발생할 가능성이 커서, TBC/결합 코팅(또는 특히 알루미나층) 계면에서 전개되는 응력에 저항하게 한다. 7YSZ의 또 다른 가능한 유리한 효과는 기판 합금 또는 결합 코팅의 표면 상에 형성하는 가돌리니아와 알루미나 스케일 사이의 잠재적으로 불리한 상호 작용의 부존재와 관련될 가능성이 크다. 작동 중의 기구와 무관하게, 얇은 7YSZ 개재층의 추가는 파쇄 저항을 향상시키도록 Gd-Zr계 TBC의 낮은 파괴 인성을 보상하는 것으로 밝혀졌다.
파쇄 저항에 추가하여, 내식성을 나타내는 TBC를 제조할 필요성도 있다. 침식은 엔진에 의해 수집 또는 해제된 미세한 입자가 엔진 작동 중 초고속으로 TBC와 충돌할 때 일어난다. 이는 그 표면으로부터 하향으로의 TBC의 마모를 초래한다. 전형적으로, TBC의 매우 작은 입자만 주어진 충돌 이벤트로써 침식되는데, 이는 미세한 입자만 터빈 내로 진입하며 큰 입자는 압축기에서 원심 분리되기 때문이다. 이러한 침식 이벤트는 이벤트마다 소량의 TBC를 해제시켜, 약간의 TBC의 두께를 국부적으로 감소시킨다. 낮은 파괴 인성을 나타내는 낮은 열 전도도의 TBC(예컨대, 59 GdZr)는 침식에 취약하다.
그러나, Gd-Zr계 TBC 특히 59 중량% Gd2O3 - 41 ZrO2는 비교적 낮은 열 전도 계수를 나타내지만, 더욱 낮은 열 전도도를 나타내는 TBC에 대한 필요성이 있다. 이러한 TBC는 기존의 시스템보다 낮은 파쇄 및 침식 저항을 나타낼 수 있다. 이러한 파쇄 저항은 TBC를 포함한 상이한 층의 서로로부터의 분리에 대한 저항뿐만 아니라 TBC의 하부층으로부터의 분리에 대한 저항에서 이상적으로 자명해진다.
일반적으로 말하면, 금속 재료는 세라믹 재료를 초과하는 열 팽창 계수를 갖는다. 결국, 성공적인 열 차단 코팅의 개발에서 언급되어야 하는 문제들 중 하나는 가열 시 기판이 팽창할 때 세라믹 코팅 재료가 크랙되지 않도록 금속 기판에 대한 세라믹 재료의 열 팽창 계수를 더욱 근접하게 조합시키는 것이다. 지르코니아는 높은 열 팽창 계수를 가지며 이는 금속 기판 상에서의 열 차단 재료로서의 지르코니아의 성공을 위한 제1 요인이다.
전자 빔 물리 기상 증착된 지르코니아계 코팅의 현재의 사용의 성공에도 불구하고, 우수한 단열 능력을 나타내는 개선된 코팅 특히 코팅 밀도에 대해 정규화될 때 단열 능력이 개선된 코팅에 대한 지속적인 요구가 있다. 중량은 가스 터빈 엔진 특히 회전 부품을 설계할 때 항상 중요한 인자이다. 세라믹 열 차단 코팅은 지지 재료를 적재하지 않으므로, 이들은 강도를 증가시키지 않고 중량을 추가시킨다. 최대의 단열 능력을 제공하면서 최소의 중량을 추가시키는 세라믹 열 차단 재료에 대한 강력한 요구가 있다. 추가로, 긴 수명, 안정성, 경제성 등에 대한 일상적인 요구가 분명히 있다.
필요한 것은 낮은 열전도도를 제공하지만 적절한 파쇄 저항을 나타내는 열 차단 코팅을 포함하는 코팅 부품이다.
따라서, 본 발명의 목적은 7YSZ의 계면층이 코팅의 파쇄 저항을 증가시키도록 금속 부품과 열 차단 코팅 사이에 개재되는 금속 부품에 도포된 열 차단 코팅을 위한 세라믹 재료를 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 파쇄 저항 금속 제품은 금속 기판과; 지르코니아계와, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Sc, In, Y, Mo 및 C, 희토류 산화물, 스칸듐, 그리고 인듐으로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 1개의 다른 원소를 포함하는 적어도 1개의 세라믹 열 차단 코팅과; 기판의 적어도 일부 상에 그리고 금속 기판과 적어도 1개의 세라믹 열 차단 코팅 사이에 위치되며 산화이트륨 안정화 지르코니아(YSZ)로 구성되는 세라믹 결합 코팅을 포함한다.
또한, 본 발명에 따르면, 파쇄 저항 금속 제품은 약 1.5 W/m ℃ 미만의 열 전도도를 갖는 적어도 1개의 세라믹 열 차단 코팅을 포함한다.
또한, 본 발명에 따르면, 금속 제품에서 파쇄를 감소시키는 방법은 금속 기 판을 제공하는 단계와; 지르코니아계와, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Sc, In, Y, Mo 및 C, 희토류 산화물, 스칸듐 밍 인듐으로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 1개의 다른 원소를 포함하는 적어도 1개의 세라믹 열 차단 코팅을 금속 기판에 코팅하는 단계와; 금속 기판과 적어도 1개의 세라믹 열 차단 코팅 사이에 산화이트륨 안정화 지르코니아(YSZ)로 구성된 세라믹 결합 코팅을 개재시키는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명에 따르면, 파쇄 저항 금속 제품은 금속 기판과; 지르코니아계와, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Sc, In, Y, Mo 및 C, 희토류 산화물, 스칸듐 및 인듐으로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 1개의 다른 원소를 포함하는 적어도 1개의 세라믹 열 차단 코팅과; 금속 기판과 적어도 1개의 세라믹 열 차단 코팅 사이에 있으며 산화이트륨 안정화 지르코니아(YSZ)로 구성되는 세라믹 결합 코팅과; 금속 기판과 세라믹 결합 코팅 사이에 개재된 열 성장 산화물(TGO)층과; TGO층과 금속 기판 사이의 금속 결합 코팅층을 포함한다.
본 발명의 1개 이상의 실시예의 세부 설명은 다음의 첨부 도면 및 상세한 설명에 기재되어 있다. 본 발명의 다른 특징, 목적 및 장점은 상세한 설명 및 도면으로부터 그리고 특허청구범위로부터 명백할 것이다.
다양한 도면의 동일한 참조 번호 및 기호는 동일한 요소를 지시한다.
따라서, 본 발명의 개시 내용은 세라믹 열 차단 코팅(TBC) 그리고 세라믹 TBC와 금속 기판 사이에 개재된 안정화 지르코니아의 세라믹 결합 코팅을 함유하는 금속 기판을 갖는 금속 제품 바람직하게는 가스 터빈 엔진 구성 요소를 제공하는 것이다. 양호한 세라믹 결합 코팅은 다른 산화이트륨 안정화 지르코니아 예컨대 약 1 내지 20 중량% 산화이트륨을 포함하는 안정화 지르코니아가 사용될 수 있지만 7YSZ이다. 모든 경우에서의 세라믹 TBC는 다음의 원소 즉 La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Sc, In, Y, Mo 및 C, 희토류 산화물, 스칸듐 및 인듐 중 1개 이상이 추가된 지르코니아 주재료를 포함하고, 이러한 원소는 M2O3 산화물의 1 내지 50 그리고 바람직하게는 2 내지 40 몰% 범위에서 존재한다(여기에서, M은 나열된 원소를 말함). 산화이트륨 안정화 지르코니아(YSZ)는 부착되는 금속 제품이 열적으로 주기화될 때 발생되는 응력을 견디게 하는 바람직한 기계적 일체성을 나타낸다. 결과적으로, YSZ의 세라믹 결합 코팅은 금속 제품과 세라믹 TBC 사이의 안정화 연결부로서 작용하여 세라믹 TBC의 파쇄 저항을 증가시킨다.
도1을 참조하면, 금속 제품을 형성하는 금속 기판(11), 세라믹 TBC 및 세라믹 결합 코팅으로 구성된 본 발명의 금속 부품(10)의 구성이 도시되어 있다. 또한, 제품은 기판과 세라믹 결합 코팅 사이의 금속 결합 코팅 예컨대 귀금속도 포함할 수 있는 오버레이(MCrAlY) 결합 코팅 또는 알루미나이드를 포함한다. 대체예에서, 기판은 부착성 알루미나층을 형성할 수 있는 재료를 포함할 수 있으므로, 금속 결합 코팅을 요구하지 않는다. 금속 기판(11)은 세라믹 TBC(15)가 코팅될 부품을 형성한다. 바람직하게는, 금속 기판(11)은 강철, 초합금, 티타늄 합금 및 구리 합금으로 형성된다. 전술된 바와 같이, 산화이트륨 안정화 지르코니아(YSZ)로 구성 된 세라믹 결합 코팅층(13)은 금속 기판(11)의 외부 표면에 증착된다. 세라믹 결합 코팅층(13)의 두께는 바람직하게는 0.5 내지 3 mils 그리고 가장 바람직하게는 대략 1 mils이다. 마찬가지로, 세라믹 TBC는 세라믹 결합 코팅층(13)의 최외곽층에 도포된다.
세라믹 TBC(15)는 다양한 공정에 의해 세라믹 결합층에 도포될 수 있다. 이러한 공정은 공기 플라즈마 분무(APS: air plasma spray) 등의 열 분무 공정, 고속 산소 연료 공정(HVOF: high velocity oxygen fuel), 비아 폭발 건(D gun) 및 스퍼터링을 포함하지만 그에 제한되지 않는다. 세라믹 TBC(15)를 증착하는 양호한 방법은 전자 빔 물리 기상 증착(EBPVD: electron beam physical vapor deposition)을 포함한다. EBPVD의 사용은 EBPVD의 사용이 극한 온도 분야를 위해 적합한 구조를 개발할 때 어떤 장점을 제공하므로, 고온 섹션 터빈 구성 요소를 코팅하는 데 더욱 적절하다. 열 분무 공정은 복잡한 형상의 큰 구성 요소를 코팅하는 장점을 제공하며 연소기 등의 부품을 코팅하는 데 더욱 적절하다.
가스 터빈 분야에서, 금속 기판(11)의 후방측(19)은 냉각 공기(도시되지 않음)에 의해 냉각될 것이며 세라믹 TBC(15)의 외부 표면(21)은 상승된 온도에 노출될 것이다. 열 유동은 외부 표면(21)으로부터 냉각된 표면 후방측(19)으로 유동할 것이며 열 유동량은 세라믹 TBC(15)에 의해 실질적으로 감소될 것이다.
도2를 참조하면, 본 발명의 금속 부품(10)의 대체 실시예가 도시되어 있다. 금속 부품(10)은 금속 기판(11)과 세라믹 결합 코팅층(13) 사이에 개재된 열 성장 산화물(TGO: thermally grown oxide)(17)의 추가에 의해 증대된다. 전술된 바와 같이, 세라믹 결합 코팅층(13)의 두께는 바람직하게는 대략 0.5 내지 3.0 mils 그리고 가장 바람직하게는 대략 1.0 mils이다.
도5를 참조하면, 금속 결합 코팅층(51)이 금속 기판(11)과 세라믹 결합 코팅층(13) 사이에 도포되는 대체 실시예가 도시되어 있다. 금속 결합 코팅층(51)은 알루미늄을 함유하는 코팅으로 구성된다. 이러한 금속 코팅의 조성은 연속적이며 얇은 저성장 알루미늄 산화물층이 작동 중 금속 결합 코팅을 형성하도록 선택된다. 이러한 알루미늄 산화물은 보편적으로 열 성장 산화물 또는 TGO로서 당업계에 알려져 있다. 전형적인 금속 결합 코팅층(51)은 Pt를 전기 도금하고 다음에 NiAl을 증기 코팅하고 (Ni, Pt)Al을 형성하도록 코팅을 확산 열처리함으로써 형성된 (Ni, Pt)Al 코팅뿐만 아니라 APS, LPPS, 캐소드 아크 및 다른 기술에 의해 증착된 NiCoCrAlY 오버레이 코팅을 포함한다. 전술된 바와 같이, 금속 결합 코팅층(51)이 없을 때, TGO층(17)이 금속 기판(11)과 세라믹 결합 코팅층(13) 사이에 형성된다. 금속 결합 코팅층(51)을 갖는 시스템에 대해, 이러한 TGO층(17)은 금속 결합 코팅층(51)과 세라믹 결합 코팅층(13) 사이에 형성된다. TGO층(17)의 두께는 전형적으로 세라믹 코팅될 때 그 부품 상에서 0.1 내지 0.5 ㎛이고, 작동 중 10 ㎛의 두께까지 성장한다. TGO층(17)은 초합금 부품에 산화 저항을 제공하여야 하는데, 이는 산소가 매우 느리게 알루미늄 산화물을 통해 확산되기 때문이다.
도3을 참조하면, 본 발명의 금속 부품(10)의 대체 실시예가 도시되어 있다. 세라믹 TBC(15)와 금속 기판(11) 사이에 7YSZ로 구성된 세라믹 결합 코팅층을 개재시키는 단계에 추가하여, 외부 세라믹 코팅(31)이 추가적으로 도포된다. 외부 세 라믹 코팅(31)은 금속 기판(11)의 최외곽 코팅을 형성한다. YSZ로 구성될 때, 외부 세라믹 코팅(31)은 고유하게 양호한 기계적 일체성을 소유하며 작동 하에서 금속 부품(10)에 의해 겪는 응력에 대한 파쇄 저항을 추가로 향상시키는 역할을 한다. 추가로, 외부 세라믹 코팅(31)은 금속 부품(10)의 최외곽 표면이 침식되는 경향을 감소시킨다. 외부 세라믹 코팅(31)의 두께는 바람직하게는 대략 0.5 내지 3 mils 그리고 더욱 바람직하게는 대략 1.0 mils이다.
도4를 참조하면, 세라믹 TBC(15, 15')의 적어도 2개의 층이 금속 기판(11) 상에 그리고 특히 세라믹 TBC(15, 15')로부터 금속 기판(11)을 분리시키는 세라믹 결합 코팅층(13) 상에 증착되는 본 발명의 금속 부품(10)의 대체 실시예가 도시되어 있다. 2개의 세라믹 TBC(15, 15')을 분리시키는 것은 YSZ로 구성된 세라믹층(33)이다. 2개의 세라믹 TBC 사이의 YSZ 바람직하게는 7YSZ로 구성된 세라믹층(33)은 세라믹 TBC(15, 15')가 서로에 부착되는 기계적 일체성을 증가시키는 역할을 한다. 결과적으로, 파쇄에 대한 다중 세라믹 TBC(15, 15')의 저항에서의 전체적인 증가가 증가된다. 세라믹층(33)의 두께는 바람직하게는 0.5 내지 3.0 mils 그리고 가장 바람직하게는 대략 1.0 mils이다.
다양한 조성이 세라믹 열 차단을 형성하도록 금속 기판(11)에 적용되는 2개의 전자 빔 건을 사용하는 EB-PVD 코팅의 예가 수행된다. 파쇄 저항은 각각의 조성의 파쇄에 대한 기준 수치에 도달하도록 각각의 조성에 대해 측정된다. 다음에, 대략 1 mils의 두께를 갖는 YSZ 세라믹 결합 코팅 특히 7YSZ 결합 코팅은 금속 기판(11)과 세라믹 열 차단 사이에 개재된다. 파쇄 저항은 재측정되며 기준 수치와 비교된다. EBPVD 적용 TBC를 포함하는 조성 그리고 이들이 형성되는 공정은 다음과 같다:
- Mo가 적층된 7YSZ(7YSZ를 일정하게 증발시키는 1개의 건, 7YSZ와 Mo 사이에서 교대하는 다른 층)
- 균일한 Mo를 갖는 7YSZ(7YSZ를 일정하게 증발시키는 1개의 건, Mo를 일정하게 증발시키는 다른 건)
- C가 적층된 7YSZ(7YSZ를 일정하게 증발시키는 1개의 건, 7YSZ와 C 사이에서 교대하는 다른 층)
- 균일한 C를 갖는 7YSZ(7YSZ를 일정하게 증발시키는 1개의 건, C를 일정하게 증발시키는 다른 건)
- Mo가 적층된 59 GdZr(59 GdZr를 일정하게 증발시키는 1개의 건, 59 GdZr과 Mo 사이에서 교대하는 다른 층)
- 균일한 Mo를 갖는 59 GdZr(59 GdZr를 일정하게 증발시키는 1개의 건, Mo를 일정하게 증발시키는 다른 건)
- C가 적층된 59 GdZr(59 GdZr를 일정하게 증발시키는 1개의 건, 7YSZ와 C 사이에서 교대하는 다른 층)
- 균일한 C를 갖는 59 GdZr(59 GdZr를 일정하게 증발시키는 1개의 건, C를 일정하게 증발시키는 다른 건)
모든 경우에, 대략 1 mils의 두께를 갖는 순수한 7YSZ 세라믹 결합 코팅층의 사용은 기준 수치 이상의 파쇄 저항을 개선시킨다. 향상된 조성을 갖는 7YSZ 세라 믹 결합 코팅층의 파쇄 저항은 150 내지 300 시간 사이에 있도록 측정된다.
본 발명의 1개 이상의 실시예가 설명되었다. 그럼에도 불구하고, 다양한 변형예가 본 발명의 사상 및 범주로부터 벗어나지 않고 수행될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 따라서, 다른 실시예는 다음의 특허청구범위의 범주 내에 있다.
본 발명에 따르면, 7YSZ의 계면층이 코팅의 파쇄 저항을 증가시키도록 금속 부품과 열 차단 코팅 사이에 개재되는 금속 부품에 도포된 열 차단 코팅을 위한 세라믹 재료가 제공된다.

Claims (29)

  1. 파쇄 저항 터빈 엔진 구성 요소이며,
    금속 기판과,
    지르코니아계와, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Sc, In, Y, Mo 및 C, 희토류 산화물, 스칸듐 및 인듐을 포함하는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 다른 원소를 포함하는 적어도 하나의 세라믹 열 차단 코팅과,
    상기 금속 기판과 적어도 하나의 세라믹 열 차단 코팅 사이에 있으며, 산화이트륨 안정화 지르코니아(YSZ)를 포함하는 세라믹 결합 코팅과,
    상기 금속 기판과 세라믹 결합 코팅 사이에 개재되는 열 성장 산화물(TGO)층과,
    상기 열 성장 산화물 층과 금속 기판 사이의 금속 결합 코팅 층을 포함하는 파쇄 저항 터빈 엔진 구성 요소.
  2. 제1항에 있어서, 상기 금속 기판은 강철, 초합금, 티타늄 합금 및 구리 합금을 포함하는 그룹으로부터 선택되는 파쇄 저항 터빈 엔진 구성 요소.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 세라믹 결합 코팅은 대략 0.5 내지 3.0 mils의 두께를 갖는 파쇄 저항 터빈 엔진 구성 요소.
  5. 제1항에 있어서, 외부 세라믹 코팅이 상기 적어도 하나의 세라믹 열 차단 코팅의 외측 표면에 도포되고, 외부 세라믹 결합 코팅은 지르코니아계 원소와, Sm, La, Yb, Ce, Lu, Mo, 희토류 산화물, 이트륨, 스칸듐, 인듐 및 이들의 조합을 포함하는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 다른 원소을 포함하는 파쇄 저항 터빈 엔진 구성 요소.
  6. 제1항에 있어서, 세라믹층이 상기 적어도 하나의 세라믹 열 차단 코팅 중 2개의 세라믹 열 차단 코팅 사이에 개재되고, 상기 세라믹층은 YSZ로 구성되는 파쇄 저항 터빈 엔진 구성 요소.
  7. 제6항에 있어서, 상기 세라믹층은 대략 0.5 내지 3.0 mils의 두께를 갖는 파쇄 저항 터빈 엔진 구성 요소.
  8. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 세라믹 열 차단 코팅은 열 분무, 스퍼터링 및 전자 빔 물리 기상 증착(EBPVD)을 포함하는 그룹으로부터 선택된 공정에 의해 도포되고, 상기 적어도 하나의 세라믹 열 차단 코팅은 약 1.5 W/m ℃ 미만의 열 전도도를 갖는 파쇄 저항 터빈 엔진 구성 요소.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제1항에 있어서, 금속 결합 코팅은 오버레이(MCrAlY) 및 알루미나이드를 포함하는 그룹으로부터 선택된 재료로 형성되고, 금속 기판은 알루미나층을 형성할 수 있는 니켈계 초합금으로 형성되는 파쇄 저항 터빈 엔진 구성 요소.
  12. 가스 터빈 엔진 구성 요소의 파쇄 감소 방법에 있어서,
    금속 기판을 제공하는 단계와,
    지르코니아계와, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Sc, In, Y, Mo 및 C, 희토류 산화물, 스칸듐 및 인듐을 포함하는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 다른 원소를 포함하는 적어도 하나의 세라믹 열 차단 코팅을 상기 금속 기판에 코팅하는 단계와,
    상기 금속 기판과 적어도 하나의 세라믹 열 차단 코팅 사이에 산화이트륨 안정화 지르코니아(YSZ)를 포함하는 세라믹 결합 코팅을 개재시키는 단계와,
    상기 금속 기판과 세라믹 결합 코팅 사이에 개재되는 열 성장 산화물(TGO) 층을 제공하는 단계와,
    상기 열 성장 산화물 층과 금속 기판 사이에 금속 결합 코팅을 제공하는 단계를 포함하는 가스 터빈 엔진 구성 요소의 파쇄 감소 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 세라믹 결합 코팅을 개재시키는 단계는 대략 0.5 내지 3.0 mils의 두께를 갖는 세라믹 결합 코팅을 개재시키는 단계를 포함하는 가스 터빈 엔진 구성 요소의 파쇄 감소 방법.
  14. 제12항에 있어서, 상기 금속 기판의 제공 단계는 강철, 초합금, 티타늄 합금 및 구리 합금을 포함하는 그룹으로부터 선택된 금속 기판을 제공하는 단계를 포함하는 가스 터빈 엔진 구성 요소의 파쇄 감소 방법.
  15. 삭제
  16. 제12항에 있어서, 적어도 하나의 세라믹 열 차단 코팅의 외측 표면에 외부 세라믹 코팅을 인가하는 추가적인 단계를 포함하고, 외부 세라믹 결합 코팅은 지르코니아계와, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Sc, In, Y, Mo 및 C, 희토류 산화물, 스칸듐, 인듐 및 이들의 조합을 포함하는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 다른 원소를 포함하는 가스 터빈 엔진 구성 요소의 파쇄 감소 방법.
  17. 제12항에 있어서, 상기 적어도 하나의 세라믹 열 차단 코팅 중 2개의 세라믹 열 차단 코팅 사이에 세라믹층을 개재시키는 추가적인 단계를 포함하고, 상기 세라믹층은 YSZ로 구성되는 가스 터빈 엔진 구성 요소의 파쇄 감소 방법.
  18. 제17항에 있어서, 세라믹층을 개재시키는 단계는 대략 0.5 내지 3.0 mils의 두께를 갖는 세라믹층을 개재시키는 단계를 포함하는 가스 터빈 엔진 구성 요소의 파쇄 감소 방법.
  19. 제12항에 있어서, 상기 적어도 하나의 세라믹 열 차단 코팅을 금속 기판에 코팅하는 단계는 열 분무, 스퍼터링 및 전자 빔 물리 기상 증착(EBPVD)을 포함하는 그룹으로부터 선택된 공정에 의해 적어도 하나의 세라믹 열 차단 코팅을 인가하는 단계를 포함하는 가스 터빈 엔진 구성 요소의 파쇄 감소 방법.
  20. 제12항에 있어서, 상기 적어도 하나의 세라믹 열 차단 코팅을 금속 기판에 코팅하는 단계는 약 1.5 W/m ℃ 미만의 열 전도도를 갖는 적어도 하나의 세라믹 열 차단 코팅을 코팅하는 단계를 포함하는 가스 터빈 엔진 구성 요소의 파쇄 감소 방법.
  21. 삭제
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