KR19980703619A - 고온 부품을 위한 부식 및 침식 보호 코팅 - Google Patents

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Abstract

고온 환경에서 부식 및 침식의 영향을 받는 아티클이 니켈 또는 코발트-기재 초합금인 기판과 기판(1) 상에 배치된 보호 규화물 코팅(6)으로 형성된다. 세라믹의 열 배리어 층(2)은 초합금과 규화물 층 사이에 배치되고, MCrAlY 층(4)은 세라믹과 초합금 기판 사이에 배치될 수도 있다. 바람직한 규화물 코팅(6)은 MoSi2이다.

Description

고온 부품을 위한 부식 및 침식 보호 코팅
스테커라(Stecura) 등의 미국 특허 제 4,055,705호, 율리온(Ulion) 등의 제 4,321,310호, 그리고 스트랭맨의 제 4,321,311호에 니켈 또는 코발트가 기재인 초합금으로 만들어진 가스 터빈 부품을 위한 코팅 장치가 설명되어 있다. 그러한 코팅 장치는 차례로 기판 상에 배치되고 기판에 열 배리어 층(thermal barrier layer)을 접착하는 접착 층 또는 접착 코팅에 배치된 특히, 원주형 입자상 구조(columnar grained structure)를 갖춘, 세라믹으로 만들어진 열 배리어 층을 포함한다. 접착 층 또는 접착 코팅은 MCrAlY 타입의 합금 즉, 기본 재료로 철, 코발트 및 니켈 중의 적어도 하나를 포함하는 이트륨과 같은 희토산화물과, 알루미늄 및 크롬을 포함하는 합금으로 만들어진다. 다른 요소가 또한 MCrAlY 합금에 존재할 수 있으며, 실시예는 아래에 주어진다. MCrAlY 합금 상에 전개되는 얇은 알루미나 층이 열 배리어 층에 고정되는 것은 접착 층의 중요한 특성이다.
두더슈타트(Duderstadt) 등의 미국 특허 제 5,238,752호는 세라믹 열 배리어 층과 기판에 열 배리어 층을 접착하는 접착 층 또는 접착 코팅을 또한 통합한 가스 터빈 부품을 위한 코팅 장치가 설명되어 있다. 접착 층은 금속간 알루미나이드 화합물 특히, 니켈 알루미나이드 또는 백금 알루미나이드로 만들어진다. 또한 경계 층은 열 배리어 층을 고정하는데 이용되는 얇은 알루미나이드 층을 갖는다.
율리온 등의 미국 특허 제 5,262,245호는 가스 터빈 부품을 위한 열 배리어 층을 통합한 코팅 장치를 접착 층을 피함으로써 단순화하는 효과에 대해 설명하고 있다. 이 때문에, 가스 터빈 부품의 기판을 형성하는데 사용될 수도 있으며, 적절한 처리 하에서 외측면 상에 알루미나 층을 전개하는 초합금을 위한 합성물이 설명된다. 그러한 알루미나 층은 기판 상에 세라믹 열 배리어 층을 직접 고정하는데 사용되고, 기판과 열 배리어 층 사이에 삽입되는 특별한 접착 층은 필요로 하지 않는다.
기긴즈(Giggins) 등의 미국 특허 제 5,087,477호는 세라믹 열 배리어 층을 가스 터빈 부품에 물리적 증착법(PVD)에 의해 적용하는 방법을 설명하고 있으며, 이 방법은 일렉트론 빔을 갖는 열 배리어 층을 형성하는 화합물을 증발시키는 단계와 열 배리어 층을 수용하도록 부품에서 제어된 산소 함유량을 갖는 공기를 확립하는 단계를 포함하고 있다.
체크(Czech) 등의 미국 특허 제 5,154,885호, 제 5,268,238호, 제 5,273,712호 및 제 5,401,307호는 MCrAlY 합금인 보호 코팅을 포함하는 가스 터빈 부품을 위한 코팅 장치를 설명하고 있다. 그러한 MCrAlY 합금은 부식 및 산화에 대한 뛰어난 내성은 물론, 기판으로 사용되는 초합금에 대해 뛰어난 (기계적, 화학적) 호환성을 주도록 신중하게 균형 잡힌 합성물을 갖고 있다. 그러한 MCrAlY 합금의 기본 재료는 니켈 및/또는 코발트에 의해 형성된다. 특히 실리콘 및 레늄 등의 다른 첨가 요소가 설명되어 있다. 특히 레늄은 매우 유익한 첨가물로 설명되어 있다. 설명된 모든 MCrAlY 합금은 특히, 후술되는 발명의 정황에서 열 배리어 코팅을 고정하기 위한 접착 층으로서 매우 적합하다.
1978년 독일 칼스루에(Karlsruhe)에 소재하는 베르크슈토프테히니쉐 페얼라게스게젤샤프트 엠베하(Werkstofftechnische Verlagesgesellschaft mbh)에서 베. 딘스트(B. Dienst)에 의해 발간된 제명 호흐템페라투어베르크슈토페(Hoch temperaturwerkstoffe, 고온 재료)인 책에서, 고온 합금을 위한 산화 저항 코팅을 참고할 수 있다(6장 92쪽 참조). 특히, 알루미나이드 코팅은 니켈 또는 코발트 합금에 사용될 수도 있으며, 규화물 코팅은 바나듐, 몰리브덴, 텅스텐, 니오븀 또는 탄탈 합금에 사용될 수도 있다. 규화물 코팅은 기본적으로 VSi2, MoSi2또는 WSi2로 구성될 수 있으며, (Cr, Ti, Nb)Si2및 (Cr, Ti, Ta)Si2는 특히, 니오븀 및 탄탈 합금을 위해 고려된다. 규화물 코팅은 확산 템퍼링(diffusion tempering)에 의한 팩 시멘테이션(pack cementation)에 의하여 적용될 수도 있다.
당업자에게 널리 공지되어 있는 바와 같이 (재료의 산화 및 다른 화학 작용에 의한 공격을 포함하는) 상승된 온도에서 부식되는 가스 터빈 부품 등의 아티클은 또한 빈번하게 침식된다. 가스 터빈 부품은 그 내부에 분산되어 있는 재 미립자와 같은 고형 입자를 운반하며 이러한 미립자에 의해 가스 터빈 부품을 침식할 수도 있는 고온 가스 흐름에 노출된다.
금속성 보호 코팅은 문제의 온도에서 본래 어느 정도 유연성을 갖고 있으며 침식 등의 하에서 그리 취약하지 않을 수도 있다. 만일 그러한 보호 코팅이 미립자에 가격 당하면, 미립자는 그것에 의해 변형될 수도 있는 코팅에 고착될 것이지만 쉽사리 갈라지거나 기판으로부터 떨어지지 않는다.
그러한 상황은 가스 터빈 부품의 표면을 형성하고 침식되는 세라믹 열 배리어 층과는 아주 상이하다. 만일 세라믹이 부품을 따라 흐르는 고온 가스 흐름과 함께 휩쓸리는 미립자에 의해 가격 당하거나 부딪힌다면, 세라믹 고유의 취약성에 기인한 크래킹(cracking)과 스폴링(spalling)은 반드시 일어난다.
침식의 증가는 고온 가스 흐름에 얼마간 노출되는 (이후에 임계 영역이라 불리는) 부품 표면의 영역에서 발생할 수 있을 것이다. 부품을 고정하도록 사용되는 고정부와 가스 터빈 내 고온 가스 흐름에 영향을 받게 되는 에어포일부(airfoil portion)를 포함하는 가스 터빈의 에어포일 부품을 위하여, 임계 영역은 에어포일부의 선단 에지(leading edge)에 둘러싸이고, 선단 에지는 부품을 따라 흐르는 가스 흐름에 의해 형성된다.
전술한 침식은 아직까지 완전하게 인지되지 못하고 있거나 당업자에 의해 문제 제기되고 있지 않다. 가스 터빈 내에 사용되는 연료의 순도에 엄격한 요건을 적용할 뿐만 아니라 연소 유닛 열 차폐물과 같이 가스 터빈 내에 장착되는 세라믹을 요구하고, 결국은 침식의 문제를 피할 수 있지만 미립자를 갖는 고온 가스 흐름의 오염만을 피할 수 있는 공지된 방법은 감지할 수 있는 정도까지는 미립자를 방출할 수 없는 형태가 되도록 조심스럽게 선택되어야 한다. 대안은 위에서 정의한 부품의 임계 영역의 외부에만 있는 세라믹 열 배리어 층을 결국 의지할 것이다.
그러나, 이는 임계 영역이 열 차폐물이 없기 때문에 매우 높은 냉각을 필요로 하는 금속성 코팅에 의해서만 보호되어야 한다는 것을 의미한다. 이에 의해 세라믹 열 배리어 코팅의 능력은 가능한 것만큼 완전하게 이용될 수 없다.
공지된 기술의 다른 결점은 고온 가스 흐름이 가스 터빈에 진입할 때 온도를 높이도록 요구하는, 가스 터빈 엔진의 열 효율의 개선 요구가 증가한다는 점에서 열 하중에 대한 공지된 코팅 장치의 능력이 곧 고갈될 수 있다는 것이다. 그러므로, 전술한 바와 같이 침식에 대한 문제를 인정함으로써 세라믹 열 배리어 코팅만이 사용되는 온도에서 침식은 물론 부식에 대한 보호를 제공하는 보호 코팅 장치가 필요하다. 그러한 새로운 보호 코팅 장치는 세라믹 층 특히, 예상되는 열 하중이 너무 높지 않거나 충분한 열 하중 성능을 갖춘 기판이 사용된다면, 세라믹 층과 연합할 필요가 없다. 그러한 기판은 세라믹 기판일 수 있다.
본 발명은 고온 환경에서 미립자 충격 손상을 포함하는 부식 및 침식에 대해 아티클을 보호하는 방법과 아티클에 관한 것이다.
도 1은 도 3의 선 I-I를 따라 얻어진, 규화물 코팅과 연합된 보호 코팅 장치 및 기판을 갖춘 부품의 부분 단면도이고,
도 2는 도 1에 도시된 기판과 보호 코팅 장치를 포함하는 가스 터빈 에어포일 부품의 사시도이고,
도 3은 다른 실시예를 도시하는, 도 1과 유사한 부분 단면도이고, 그리고
도 4는 또 다른 실시예의 부분 단면도이다.
본 발명의 목적은 공지된 형태의 장치와 방법의 전술한 단점을 극복한, 고온 부품을 위한 부식/침식 보호 코팅 및 그러한 부품을 보호하는 방법을 제공하는 것이다. 새로운 보호 코팅은 문제되는 고온에서 충분하게 유연해야하므로, 미립자 충격 손상을 포함하는 침식에 대해 밑에 있는 구조물을 보호하고, 수명의 연장을 위하여 어떠한 침식에도 견디도록 충분한 부식 저항력이 있어야 한다. 또한, 새로운 코팅은 하부 구조 특히, 문제의 초합금과 최대한 호환되는, 열 팽창 계수 및 다른 기계적/화학적 반응과 같은 특성이 있어야 한다.
전술한 목적과 다른 목적을 위하여 니켈 또는 코발트-기재 초합금인 기판과 기판 상에 배치된 규화물 코팅으로 형성된 기판을 포함하는 부식 및 침식의 영향을 받는 본 발명에 따른 아티클이 제공된다.
본 발명의 부가적인 특징에 따라, 규화물 코팅은 바람직한 성분으로 MoSi2를 포함하거나 오로지 MoSi2로 형성된다.
본 발명의 부가적인 특징에 따라, 아티클은 에어포일부와 장착부를 갖춘 가스 터빈 에어포일 부품이고, 에어포일부는 작동 동안 아티클을 따라 흐르는 가스 흐름에 노출됨에 따라 형성되며, 가스 흐름에 따라 형성되는 선단 에지와 말단 에지를 가지며 선단 에지를 말단 에지에 연결하는 볼록 흡입 측면과 오목 가압 측면을 가지고 있다. 에어포일부는 가스 흐름 내에서 자신의 방위에 의해 형성되는 선단 에지를 갖고 있으며, 규화물 코팅은 선단 에지를 감싸는 에어포일부 상의 임계 영역 상에 배치되고 덮는다.
또한 에어포일부는 가스 흐름 내에서 자신의 방위에 의해 형성되는 말단 에지를 갖고 있으며, 규화물 코팅은 말단 에지에 인접한 에어포일의 가압 측면 상의 임계 영역 상에 배치되고 덮는다.
에어포일부는 가스 흐름내의 미립자에 의한 침식 영향을 받는 임계 영역을 갖는다. 본 발명의 다른 특징에 따라, 규화물 코팅은 임계 영역 상에 배치되고 임계 영역을 덮는다.
전술한 목적과 다른 목적을 위하여, 니켈 또는 코발트-기재 초합금으로 형성된 기판과, 소정의 연성을 갖고 기판 상에 배치된 열 배리어 층과, 그리고 소정의 연성보다 높은 연성을 갖고 열 배리어 층 상에 배치된 보호 코팅을 포함하는 본 발명에 따른 아티클이 또한 제공된다. 고려되는 온도에서 너무 낮은 연성을 갖는 열 배리어 층(즉, 세라믹)의 가스 흐름에 대한 노출은 고형 미립자가 부품 상에 충돌할 때 부서짐과 침식을 야기하지만, 보호 코팅의 높은 연성은 미립자를 캐치(catch)하고 다른 손상으로부터 보호한다.
전술한 바에 따라, 보호 코팅은 MoSi2를 포함하거나 기본적으로 MoSi2로 구성되는 규화물 코팅이다.
본 발명의 다른 특징에 따라, 열 배리어 층은 바람직하게는 원주형 입자상 세라믹인 세라믹을 주성분으로 포함한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따라, 아티클은 열 배리어 층과 기판 사이에 배치되어 열 배리어 층과 기판을 접착하는 접착 층을 포함한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따라, 접착 층은 금속간 알루미나이드 화합물과 MCrAlY 합금으로 구성된 그룹으로부터 선택된 재료를 포함한다.
전술한 목적과 다른 목적을 위하여 부식 및 침식에 대한 니켈 또는 코발트-기재 초합금으로 형성된 기판을 갖는 아티클을 보호하는 본 발명에 따른 방법이 또한 제공된다. 그러한 방법은 니켈 또는 코발트-기재 초합금으로 형성된 기판을 규화물 코팅으로 코팅하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 다른 방법에 따라, 기판은 열 분무 방식으로 코팅된다.
본 발명에 따른 또 다른 특징에 따라, 기판은 물리적 증착법으로 코팅된다.
본 발명에 따른 또 다른 특징에 따라, 부식 및 침식에 대한 니켈 또는 코발트-기재 초합금으로 형성된 기판을 갖는 아티클을 보호하는 본 발명에 따른 방법이 또한 제공된다. 그러한 방법은 니켈 또는 코발트-기재 초합금으로 형성된 기판에 소정의 연성을 갖는 열 배리어 층을 적용하는 단계와, 소정의 연성보다 비교적 높은 연성을 갖춘 보호 코팅으로 열 배리어 층을 코팅하는 단계를 포함한다.
열 배리어 층은 열 분무 방식, 대기 플라즈마 분무 방식 또는 물리적 증착법으로 기판에 적용될 수 있고, 열 배리어 층의 설명에 따라 선택되도록 적용되는 공정은 당업자에게 명백하다.
본 발명에 따른 또 다른 특징에 따라, 방법은 열 배리어 층을 적용하기에 앞서 기판 상에 접착 층을 적용하는 단계를 더 포함한다.
마지막으로, 부식 및 침식에 대하여 그 위에 배치된 손상된 규화물 코팅을 갖고, 부식 및 침식에 대한 니켈 또는 코발트-기재 초합금으로 형성된 기판을 갖는 아티클을 보호하는 본 발명에 따른 방법이 또한 제공되고, 이러한 방법은 새로운 규화물 코팅으로 아티클을 코팅하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 다른 특징들은 첨부된 청구의 범위에서 설명한다.
고온 부품을 위한 부식/침식 보호 코팅과 그러한 부품을 보호하기 위한 방법으로서 본 발명이 도시 및 설명되었지만, 도시된 상세한 것들이 제한되지 않으며, 다양한 변형예와 구조의 변화는 청구의 범위 내에서 있을 수 있다.
그러나, 다른 목적과 이점과 함께 본 발명의 구조는 첨부된 도면을 참조하여 아래에 설명될 실시예로부터 잘 이해될 수 있다.
먼저 도 1에 대해 언급하면, 작동시 심한 열 하중을 받고 동시에 부식 및 침식을 받기 쉬운 특히 가스 터빈 부품인 아티클의 기판(1)이 도시되어 있다. 기판(1)은 원심력 등의 심한 힘에 의한 추가적 기계 하중 및 심한 열 하중에 영향을 받을 때, 강도와 기계적 안정성을 제공하기에 적합한 재료로 형성된다. 가스 터빈 엔진에서 그러한 목적을 위해 폭넓게 인정되고 사용되는 재료는 니켈 또는 코발트- 기재 합금이다.
기판(1) 상에 부과된 열 하중을 제한하기 위하여, 그 위에 배치된 열 배리어 층(2)을 갖고 있다. 열 배리어 층(2)은 특히, 안정된 또는 부분적으로 안정된 지르코니아로 기본적으로 이루어진 원주형 입자상 세라믹으로 만들어진다. 열 배리어 층(2)은 중간 층(3)에 의해 기판(1)에 고정된다. 이러한 중간 층(3)은 MCrAlY 합금, 바람직하게는 전술된 체크 등의 미국 특허 제 5,154,885호, 제 5,268,238호, 제 5,273,712호 및 제 5,401,307호 중의 하나에 설명되어 있는 바와 같은 MCrAlY 합금으로 구성된 MCrAlY 층(4)을 갖고 기판(1)을 코팅함으로써 만들어진다. 얇은 알루미나 층(5)은 MCrAlY 층(4) 상에 전개된다. 알루미나 층(5)은 열 배리어 층(2)을 고정하는데 이용된다.
새로운 특성으로서, 규화물 코팅(6)이 열 배리어 층(2) 상에 배치된다. 900 ℃보다 높은 온도에서, 규화물 코팅(6)은 열 배리어 층(2)을 형성하는 세라믹의 연성보다 높은 연성을 가지므로 세라믹보다 침식을 견디기에 훨씬 더 적합하다. 부품 주위를 흐르고 규화물 코팅(6)을 가격하는 가스 흐름 내에 떠있는 고형 미립자는 그 안에서 정지되고 유지되며, 결국은 규화물 코팅(6)의 미세한 변형을 야기하지만 꼭 깨지가나 부서지지 않는다. 규화물 코팅(6)은 고급일수록 불활성이므로, 또한 문제되는 온도에서 부식에 견디므로 열 배리어 층(2)을 뛰어나게 보호한다. 열 배리어 층(2)은 기판(1)을 삼중으로 즉, 과도한 열 하중은 물론 부식과 침식에 대해 보호하도록 규화물 코팅(6)과 잘 결합한다.
특히, 규화물 코팅(6)은 예를 들어 MnSi2, MoSi2또는 WSi2등의 화합물인, 금속 규화물로 만들어진다. 바람직하게는, 규화물 코팅은 MoSi2로 만들어진다. 특히 화합물은 열 분무 방식 또는 물리적 증착법에 의해 적용될 수 있고, 포함되어 있는 다른 재료의 열 팽창 계수로부터 극히 미세하게 변동하는 열 팽창 계수를 가지며(차이가 3*10-6/K 이하), 따라서 열 하중 하에서 상당한 변형을 가져오지 않는다. 또한, 다른 재료에 대한 MoSi2의 접착이 뛰어나다. 이러한 모든 특성을 고려하여, MoSi2는 적어도 화합물의 두 리비젼(revision) 사이에서 합리적으로 선택된 수명에 상응하는 기간동안 유지되는 뛰어난 보호력을 제공하고, 필요시 이번에는 자기 차례가 되어 검사될 수도 있으며 MoSi2에 적용되는 새로운 규화물 코팅(6)을 가질 수도 있다.
도 2는 완전한 가스 터빈 부품, 즉 가스 터빈 에어포일 부품(7) 특히, 터빈 날개를 도시하고 있다.
부품(7)는 작동시 가스 터빈 엔진의 활동부를 형성하는 에어포일부(8)와 장착부(9)를 가지며, 거기에서 부품(7)가 제자리에 고정된다. 작동 동안, 에어포일부(8)는 그것을 따라 흐르는 고온 가스 흐름(10)을 받기 쉬운다. 그러한 기능에 따라, 에어포일부(8)는 가스 흐름(10)과 만나는 곳에 선단 에지(11)을 갖고 가스 흐름(10)이 떠나는 곳에 말단 에지(12)을 갖고 있다. 선단 에지(11)과 말단 에지(12)은 볼록 흡입 측면(13)과 오목 가압 측면(14)에 의해 연결되어 있다. 작동시, 고온 가스 흐름(10)은 오목 가압 측면(14)에서 비교적 고압을 전개하고 볼록 흡입 측면(13)에서 비교적 저압을 전개하므로, 에어포일부(8)를 가로질러 압력 차이를 일으키고 부품(7)가 속해있는 터빈을 회전시킨다. 고온 가스 흐름(10)은 산화 형태의 부식을 일으키는 산소와, 에칭 형태의 부식을 일으키는 다른 화학물질은 물론, 침식을 일으키는 그 내부에 분산되어 있는 미립자 형태의 고체를 운반한다. 침식은 고온 가스 흐름(10)에 의해 형성된 에어포일부(8)의 선단 에지(11)과, 흐름(10)을 따라온 미립자에 직접 가격 당하는 선단 에지(11)에 인접한 에어포일부(8)의 모든 부분을 둘러싸도록 전체로서 형성되고 선단 에지(11)을 둘러싸는 에어포일부(8)의 임계 영역(15)에서 주로 발생한다. 다른 임계 영역(16)은 말단 에지(12)에 인접한 오목 가압 측면(14) 상에 위치된다. 작동시, 가스 흐름(10)은 가압 측면(14)의 윤곽을 따라서 가압 된다. 가스 흐름(10)과 함께 휩쓸리는 미립자는 원심력의 작용에 의해 가스 흐름(10)보다 덜 구부러진 궤도상으로 유도되므로 오목 가압 측면(14)과 충돌한다. 그러한 충돌은 말단 에지(12)의 근처에서 발생하므로, 임계 영역(16)이 그곳에서 형성된다.
규화물 코팅(6)은 적어도 임계 영역(15 및 16)에 걸쳐서, 바람직하게는 전 에어포일부(8)에 걸쳐서 부품(7) 상에 적용된다.
냉각 채널(17)은 작동동안 가해지는 열 하중을 더욱 감소시키기 위하여 부품(7)내에 형성된다. 그러나, 냉각이 연소에 필요한 공기의 양을 감소시키도록 가스 터빈 엔진으로부터 압축 공기를 태핑(tapping)함으로써 보통 이루어진다는 점은 중요하다. 이것은 일반적으로 낮게 유지되도록 요구되기 때문에, 코팅 장치에 의해 과도한 열 하중에 대한 보호력를 포함하는 부품(7)의 뛰어난 보호력은 상당한 이점이다.
도 3 및 도 4에서, 규화물 층이 기판에 직접 증착될 수도 있다. 선택적으로, 부품을 위한 보호 코팅은 본 발명에 따른 규화물 코팅으로 보호되는 세라믹 배리어 층(2)만을 포함할 수도 있다.
본 발명은 삼중 보호 즉, 부식, 침식 및 과도한 열 하중에 대한 보호를 특징으로 하는 코팅 장치 내에 화합물을 제공함으로써 본 명세서의 도입부에서 언급한 필요들을 만족시킨다.

Claims (31)

  1. 부식 및 침식을 받기 쉬운 아티클에 있어서,
    니켈 또는 코발트-기재 초합금으로 형성된 기판과, 그리고
    상기 기판 사이에 배치된 규화물 코팅을 포함하는 것을 특징으로 하는 아티클.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 규화물 코팅은 MoSi2를 포함하는 것을 특징으로 하는 아티클.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 규화물 코팅은 주성분으로 MoSi2를 포함하는 것을 특징으로 하는 아티클.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 규화물 코팅은 본질적으로 MoSi2로 구성되는 것을 특징으로 하는 아티클.
  5. 전술한 항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 기판과 상기 규화물 코팅은 에어포일부와 장착부를 포함하는 가스 터빈 에어포일 부품을 형성하고, 상기 에어포일부는 작동 동안 아티클을 따라 흐르는 가스 흐름에 노출됨에 따라 형성되며, 가스 흐름에 따라 형성되는 선단 에지와 말단 에지를 가지며 상기 선단 에지를 상기 말단 에지에 연결하는 볼록 흡입 측면과 오목 가압 측면을 갖는 것을 특징으로 하는 아티클.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 규화물 코팅은 상기 선단 에지를 감싸는 상기 에어포일부 상의 임계 영역 상에 배치되고 임계 영역을 덮는 것을 특징으로 하는 아티클.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, 상기 규화물 코팅은 상기 말단 에지에 인접한 상기 가압 측면 상의 임계 영역에 배치되고 임계 영역을 덮는 것을 특징으로 하는 아티클.
  8. 제 5 항 내지 제 7 항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 에어포일부는 가스 흐름 내에 분산되어 있는 미립자에 의해 침식 영향을 받는 임계 영역을 갖고, 상기 규화물 코팅은 임계 영역 상에 배치되고 임계 영역을 덮는 것을 특징으로 하는 아티클.
  9. 부식 및 침식을 받기 쉬운 아티클에 있어서,
    니켈 또는 코발트-기재 초합금으로 형성된 기판과,
    소정의 연성을 갖고 상기 기판 상에 배치된 열 배리어 층과, 그리고
    상기 소정의 연성보다 상대적으로 높은 연성을 갖고 상기 열 배리어 층상에 배치된 보호 코팅을 포함하는 것을 특징으로 하는 아티클.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 보호 코팅은 규화물 코팅인 것을 특징으로 하는 아티클.
  11. 제 9 항에 있어서, 상기 보호 코팅은 MoSi2를 포함하는 것을 특징으로 하는 아티클.
  12. 제 9 항에 있어서, 상기 보호 코팅은 주성분으로 MoSi2를 포함하는 것을 특징으로 하는 아티클.
  13. 제 9 항에 있어서, 상기 보호 코팅은 본질적으로 MoSi2로 구성되는 것을 특징으로 하는 아티클.
  14. 제 9 항 내지 제 13 항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 열 배리어 층은 주성분으로 세라믹을 포함하는 것을 특징으로 하는 아티클.
  15. 제 9 항 내지 제 14 항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 열 배리어 층은 원주형 입자상 세라믹인 것을 특징으로 하는 아티클.
  16. 제 9 항 내지 제 15 항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 열 배리어 층과 상기 기판 사이에 배치되고 상기 열 배리어 층을 상기 기판에 접착하는 접착 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 아티클.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 접착 층은 금속간 알루미나이드 화합물과 MCrAlY 합금으로 구성된 그룹으로부터 선택된 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 아티클.
  18. 제 9 항 내지 제 17 항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 기판, 상기 열 배리어 층, 및 상기 보호 코팅은 에어포일부와 장착부를 포함하는 가스 터빈 에어포일 부품을 형성하고, 상기 에어포일부는 작동 동안 아티클을 따라 흐르는 가스 흐름에 노출됨에 따라 형성되며, 가스 흐름에 따라 형성되는 선단 에지와 말단 에지를 가지며 상기 선단 에지를 상기 말단 에지에 연결하는 볼록 흡입 측면과 오목 가압 측면을 갖는 것을 특징으로 하는 아티클.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 규화물 코팅은 상기 선단 에지를 감싸는 상기 에어포일부 상의 임계 영역 상에 배치되고 임계 영역을 덮는 것을 특징으로 하는 아티클.
  20. 제 18 항 또는 제 19 항에 있어서, 상기 규화물 코팅은 상기 말단 에지에 인접한 상기 가압 측면 상의 임계 영역에 배치되고 임계 영역을 덮는 것을 특징으로 하는 아티클.
  21. 제 18 항 내지 제 20 항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 에어포일부는 가스 흐름 내에 분산되어 있는 미립자에 의해 침식 영향을 받는 임계 영역을 갖고, 상기 보호 코팅이 상기 임계 영역을 덮는 것을 특징으로 하는 아티클.
  22. 부식 및 침식에 반하는 니켈 또는 코발트-기재 초합금으로 형성된 기판을 갖춘 아티클을 보호하는 방법에 있어서,
    상기 기판을 규화물 코팅으로 코팅하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  23. 제 22 항에 있어서, 상기 기판을 열 분무 방식으로 코팅하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  24. 제 22 항에 있어서, 상기 기판을 물리적 증착법으로 코팅하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  25. 부식 및 침식에 반하는 니켈 또는 코발트-기재 초합금으로 형성된 기판을 갖춘 아티클을 보호하는 방법에 있어서,
    상기 기판에 소정의 연성을 갖춘 열 배리어 층을 적용하는 단계와, 그리고
    상기 소정의 연성보다 상대적으로 높은 연성을 갖춘 보호 코팅으로 열 배리어 층을 코팅하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  26. 제 25 항에 있어서, 상기 열 배리어 층을 적용하는 단계는 열 배리어 층을 적용하기에 앞서 상기 기판 상에 접착 층을 적용하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  27. 제 25 항 또는 제 26 항에 있어서, 상기 코팅하는 단계는 규화물 코팅으로 열 배리어 층을 코팅하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  28. 제 25 항 내지 제 27 항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 열 배리어 층을 열 분무 방식으로 코팅하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  29. 제 25 항 내지 제 27 항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 열 배리어 층을 물리적 증착법으로 코팅하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  30. 부식 및 침식에 반하는 니켈 또는 코발트-기재 초합금으로 형성된 기판을 갖고 그 위에 배치된 손상된 규화물 코팅을 갖춘 아티클을 보호하는 방법에 있어서,
    새로운 규화물 코팅으로 아티클을 코팅하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  31. 니켈 또는 코발트-기재 초합금으로 형성된 기판과, 상기 기판에 적용되는 소정의 연성을 갖춘 열 배리어 층과, 상기 열 배리어 층 사에 배치된 손상된 보호 코팅을 갖춘 아티클을 보호하는 방법에 있어서,
    소정의 연성보다 상대적으로 높은 연성을 갖춘 새로운 보호 코팅으로 열 배리어 층을 코팅하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001521990A (ja) * 1997-11-03 2001-11-13 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト ＭｏＳｉ２含有層を製造するためのガスジェットＰＶＤ法
US6060177A (en) * 1998-02-19 2000-05-09 United Technologies Corporation Method of applying an overcoat to a thermal barrier coating and coated article
US6299988B1 (en) 1998-04-27 2001-10-09 General Electric Company Ceramic with preferential oxygen reactive layer
US6485848B1 (en) 1998-04-27 2002-11-26 General Electric Company Coated article and method of making
US6284390B1 (en) * 1998-06-12 2001-09-04 United Technologies Corporation Thermal barrier coating system utilizing localized bond coat and article having the same
DE59907046D1 (de) * 1998-10-22 2003-10-23 Siemens Ag Erzeugnis mit wärmedämmschicht sowie verfahren zur herstellung einer wärmedämmschicht
US6517960B1 (en) 1999-04-26 2003-02-11 General Electric Company Ceramic with zircon coating
US6444271B2 (en) * 1999-07-20 2002-09-03 Lockheed Martin Corporation Durable refractory ceramic coating
US6265080B1 (en) * 1999-12-22 2001-07-24 United Technologies Corporation Pest resistant molybdenum disilicide type materials
US20030152814A1 (en) * 2002-02-11 2003-08-14 Dinesh Gupta Hybrid thermal barrier coating and method of making the same
US7157151B2 (en) * 2002-09-11 2007-01-02 Rolls-Royce Corporation Corrosion-resistant layered coatings
EP1541808A1 (de) * 2003-12-11 2005-06-15 Siemens Aktiengesellschaft Turbinenbauteil mit Wärmedämmschicht und Erosionsschutzschicht
EP1541810A1 (de) * 2003-12-11 2005-06-15 Siemens Aktiengesellschaft Verwendung einer Wärmedämmschicht für ein Bauteil einer Dampfturbine und eine Dampfturbine
EP1734145A1 (de) * 2005-06-13 2006-12-20 Siemens Aktiengesellschaft Schichtsystem für ein Bauteil mit Wärmedämmschicht und metallischer Erosionsschutzschicht, Verfahren zur Herstellung und Verfahren zum Betreiben einer Dampfturbine
US8512871B2 (en) * 2006-05-30 2013-08-20 United Technologies Corporation Erosion barrier for thermal barrier coatings
US7989020B2 (en) * 2007-02-08 2011-08-02 Honeywell International Inc. Method of forming bond coating for a thermal barrier coating
FR2960970B1 (fr) * 2010-06-03 2015-02-20 Snecma Mesure de l'endommagement d'une barriere thermique d'aube de turbine
US20110297138A1 (en) * 2010-06-08 2011-12-08 Laughery Harry E Cover for use with a furnace during a heating operation
EP2474414A1 (de) * 2011-01-06 2012-07-11 Siemens Aktiengesellschaft Legierung, Schutzschicht und Bauteil
RU2566697C2 (ru) 2011-04-13 2015-10-27 Роллс-Ройс Корпорейшн Граничный барьерный для диффузии слой, включающий в себя иридий, на металлической подложке
FR2978931B1 (fr) * 2011-08-10 2014-05-09 Snecma Procede de realisation d'un renfort de protection du bord d'attaque d'une pale
US20130216798A1 (en) * 2012-02-17 2013-08-22 General Electric Company Coated article and process of coating an article
EP2767616A1 (en) * 2013-02-15 2014-08-20 Alstom Technology Ltd Turbomachine component with an erosion and corrosion resistant coating system and method for manufacturing such a component
CN103758580B (zh) * 2014-01-26 2016-06-22 石智勇 旋喷定子反冲透平机
EP2918705B1 (en) 2014-03-12 2017-05-03 Rolls-Royce Corporation Coating including diffusion barrier layer including iridium and oxide layer and method of coating
CN105750515A (zh) * 2016-04-26 2016-07-13 江苏省沙钢钢铁研究院有限公司 一种小容量母合金浇铸系统
US10329926B2 (en) * 2016-05-09 2019-06-25 United Technologies Corporation Molybdenum-silicon-boron with noble metal barrier layer
CN107365151B (zh) * 2016-05-12 2021-01-01 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种致密亚微米晶β″‐Al2O3制品、其制备方法与应用
FR3067391B1 (fr) * 2017-06-12 2020-12-04 Safran Revetement anti-cmas a efficacite renforcee
CN107882639B (zh) * 2017-11-03 2019-09-03 西安航天动力研究所 一种隔热罩
US11692274B2 (en) 2019-12-05 2023-07-04 Raytheon Technologies Corporation Environmental barrier coating with oxygen-scavenging particles having barrier shell
CN114015992B (zh) * 2021-11-01 2022-05-20 重庆嘉陵特种装备有限公司 一种适用于钛合金表面抗高温氧化隔热涂层及其制备方法

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2763919A (en) * 1950-07-28 1956-09-25 Thompson Prod Inc Coated refractory body
US2878554A (en) * 1955-09-16 1959-03-24 Rand Dev Corp Method and coating for protection of molybdenum and its alloys
US3574572A (en) * 1964-04-14 1971-04-13 United Aircraft Corp Coatings for high-temperature alloys
US3595633A (en) * 1964-04-14 1971-07-27 United Aircraft Corp Coatings for high-temperature alloys
US3383235A (en) * 1965-03-29 1968-05-14 Little Inc A Silicide-coated composites and method of making them
US3540863A (en) * 1968-01-22 1970-11-17 Sylvania Electric Prod Art of protectively metal coating columbium and columbium - alloy structures
US4055705A (en) * 1976-05-14 1977-10-25 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Thermal barrier coating system
US4321311A (en) * 1980-01-07 1982-03-23 United Technologies Corporation Columnar grain ceramic thermal barrier coatings
US4321310A (en) * 1980-01-07 1982-03-23 United Technologies Corporation Columnar grain ceramic thermal barrier coatings on polished substrates
US4439470A (en) * 1980-11-17 1984-03-27 George Kelly Sievers Method for forming ternary alloys using precious metals and interdispersed phase
US5035957A (en) * 1981-11-27 1991-07-30 Sri International Coated metal product and precursor for forming same
DE3325251A1 (de) * 1983-07-13 1985-01-24 Brown, Boveri & Cie Ag, 6800 Mannheim Verfahren zum pruefen und nachbessern von auf bauelementen aufgetragenen schutzschichten
US4889776A (en) * 1987-08-17 1989-12-26 Barson Corporation Refractory metal composite coated article
US5262245A (en) * 1988-08-12 1993-11-16 United Technologies Corporation Advanced thermal barrier coated superalloy components
US5087477A (en) * 1990-02-05 1992-02-11 United Technologies Corporation Eb-pvd method for applying ceramic coatings
US5238752A (en) * 1990-05-07 1993-08-24 General Electric Company Thermal barrier coating system with intermetallic overlay bond coat
US5401307A (en) * 1990-08-10 1995-03-28 Siemens Aktiengesellschaft High temperature-resistant corrosion protection coating on a component, in particular a gas turbine component
DE69122461T2 (de) * 1990-08-11 1997-02-27 Johnson Matthey Plc, London Beschichteter Gegenstand
US5472487A (en) * 1991-01-18 1995-12-05 United Technologies Corporation Molybdenum disilicide based materials with reduced coefficients of thermal expansion
JP2697469B2 (ja) * 1992-04-03 1998-01-14 株式会社日立製作所 ガスタービン動翼，静翼と燃焼器ライナ及び製造法

Also Published As

Publication number Publication date
DE69615012D1 (de) 2001-10-11
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US5740515A (en) 1998-04-14
EP0820535B1 (en) 2001-09-05
DE69615012T2 (de) 2002-06-13

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