KR200422083Y1 - 국소화된 마멸부가 있는 내구적 세라믹 코팅을 갖는 제품 - Google Patents

국소화된 마멸부가 있는 내구적 세라믹 코팅을 갖는 제품 Download PDF

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KR200422083Y1
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Abstract

본 고안은 가스 터빈 엔진에서 사용되는 것으로 예시된 공기 밀봉부에 관한 것이다. 밀봉부는 적어도 밀봉 기재, 결합 코팅상에 도포된 비교적 고밀도인 내부식성 세라믹 층, 및 고밀도 세라믹 층상의 국소 영역에 도포된 마멸성 세라믹 층을 포함한다. 마멸성 세라믹은 밀봉부에 대해 이동하는 요소, 예를 들면 밀봉부에 대해 이동하는 터빈 블레이드와 상호작용하고, 이동 요소와 협조하여 밀봉 및 열 절연을 제공한다.

Description

국소화된 마멸부가 있는 내구적 세라믹 코팅을 갖는 제품{Article having durable ceramic coating with localized abradable portion}
도 1은 전형적인 가스 터빈 엔진의 일부의 단면도이다.
도 2는 본 고안에 사용된 외부 공기 밀봉부의 단면도이다.
도 3은 본 고안의 다른 양태를 나타내는 도 2와 유사한 도면이다.
본 고안은 일반적으로 가스 터빈 엔진에 사용하기위한 세라믹 코팅, 특히 밀봉 및 열절연을 제공하는 세라믹 코팅에 관한 것이다.
가스 터빈 엔진은 공지된 항공기용 원동력의 공급원이고, 일반적으로 압축기, 연소기 및 터빈 섹션을 포함한다. 일반적으로 도 1에 예시된 바와 같이 압축기 및 터빈 섹션은 각각, 케이스에 탑재된 정지상 날개(5) 세트들 사이에 위치하면서 중공 하우징 또는 케이스(3) 내부에 위치한 블레이드(2) 세트를 각각 갖는 축에 탑재된 회전 디스크(1)를 포함한다. 공기 밀봉부(4, 7)가 블레이드의 팁과 케이스 사이 및 날개와 디스크 사이에 제공되어 이들 요소사이의 공기 누출을 방지한다.
공기는 엔진 주입구를 통해 흡입되고 압축기의 회전 디스크 및 연관된 블레 이드에 의해 압축된다. 그런다음 압축된 공기는 연소기에서 연료와 함께 연소되어 고압 및 고온 기체를 생성하고, 이는 터빈 섹션 및 연관된 팬 압축기 스테이지를 회전시킨다음, 엔진 배기관 외부로 사출되어 추력(推力)을 제공한다. 케이스는 이 누출은 엔진의 효율을 감소시키는 블레이드의 팁 주위, 즉 블레이드 팁과 케이스 사이에서의 공기 또는 연소 생성물의 누출을 방지하도록 구성된다.
누출을 최소화시키고자하는 구성 성분의 설계에도 불구하고, 통상적으로 조작되는 가스 터빈 엔진에서 발생하는 임의의 누출의 상당한 부분은 블레이드의 팁과 케이스 사이, 및 날개의 팁과 디스크 사이에서 발생한다. 이런 누출을 제거하는 한 방법은 모든 정합부를 매우 정밀한 오차 허용도로 가공하는 것이고, 이는 오차 허용도가 작아질수록 비용을 증가시킨다. 또한, 조작 전, 동안 및 후에 부품이 노출되는 온도 범위에서의 부품의 결과적인 열 팽창 및 수축에서, 이런 정밀한 오차 허용도는 정합부들 사이에서의 충돌 및 상응하는 요소의 마멸 및 다른 손상을 일으키기 쉽다. 따라서, 가스 터빈 엔진 설계자는 효과적인 공기 밀봉부, 특히 마멸성(abradable) 물질로 구성된 밀봉부의 개발에 상당한 노력을 투자하여왔다. 예를 들면 본 고안의 양수인에게 양도되고 본원에 인용된 바인(Vine) 등의 미국 특허 제 4,936,745 호 및 니슬레이(Nissley) 등의 미국 특허 제 5,705,231 호를 참조할 수 있다. 이런 밀봉부는 회전하는 블레이드 팁과 접촉시 마멸, 내부식성, 내구성, 하부 물질과 균형잡힌 열 팽창성, 및 제조의 용이성 및 합리적인 가격을 포함하는 여러 성질의 균형을 필요로한다. 예를 들면 본 고안의 양수인에게 양도되고 본원에 참고로 혼입된 실레오(Sileo)의 미국 특허 제 5,536,022 호를 참조할 수 있다. 밀봉부가 높은 온도에서 사용되면, 밀봉 물질은 또한 비교적 넓은 온도 범위에 대해 안정해야 하고 하부 기재를 열 절연하여야만 한다.
전형적인 마멸성 공기 밀봉부는 바인 등의 미국 특허 제 4,936,745 호에 개시되어있다. 밀봉부는 금속 결합 코팅, 예를 들면 MCrAlY 또는 알루미나이드 결합 코팅, 및 다공성 세라믹 마멸성 층, 예를 들면 제어된 양의 다공도를 갖는 이트리아 안정화된 지르코니아(YSZ)를 포함한다. YSZ 층의 다공성의 비교적 부드러운 구조 때문에, 물질은 회전 블레이드 팁과의 접촉시 뿐만 아니라, 또한 높은 속도, 압력 및 온도에서 기체에 대한 노출, 및 기체중에 포함된 임의의 미립자 물질과의 접촉시에도 부식된다. 마멸성 물질의 부식은 층의 두께를 감소시키고, 이는 블레이드 팁과 케이스사이, 및 날개 팁과 디스크사이의 갭 및 누출을 생성시키고, 또한 층에 의해 제공되는 열 절연을 감소시킨다. 부식이 세라믹 층을 관통하여 연장되면, 하부 기재는 오직 결합 코팅 및 밀봉부에 제공되는 임의의 냉각 기체에 의해서만 열적으로 보호된다. 따라서, 설계자는 세라믹 물질이 없다고 가정할 때에 상응하는 양만큼 밀봉부에 대한 냉각을 제공하거나, 또는 비교적 짧은 사용 기간후에 연관된 구조, 예를 들면 밀봉부를 제거하고 세라믹 물질을 교체해야만 한다. 공지된 마멸성 물질이 효과적인 밀봉부를 제공하지만, 개선된 내부식성 및 상응하는 개선된 사용 기간을 갖는 밀봉부를 제공하는 것이 바람직하다.
본 고안의 목적은 우수한 마멸성을 유지하면서 개선된 내부식성을 갖는 밀봉부를 제공하는 것이다.
본 고안의 또다른 목적은 밀봉부의 마멸성 부분이 부식되거나 또는 파괴될 때조차도 하부의 밀봉 기재에 상당한 열 절연성을 제공하는 밀봉부를 제공하는 것이다.
본 고안에 따르면 특히 가스 터빈 엔진에서 특별한 용도를 갖는 밀봉부가 개시된다. 예를 들면 밀봉부는 엔진의 압축기 또는 터빈 섹션에서 공기 밀봉부로 사용되고, 섹션의 회전 블레이드 세트와 협조할 수 있다.
밀봉부는 전형적으로 초합금 물질로 형성되는 밀봉 기재 또는 슈(shoe)를 포함한다. 밀봉부의 접착성 알루미나 층은 기재상에 형성되고, MCrAlY 결합 코팅 또는 알루미나이드 결합 코팅인 결합 코팅의 일부로서 형성될 수 있다.
비교적 고밀도인 내부식성 세라믹 층 알루미나 층상에 도포된다. 밀봉부는 또한 내부식성 세라믹 층의 부분상에 도포된 다공성 마멸성 세라믹 층을 포함하고, 밀봉부는 회전 터빈 블레이드의 세트와 같은 협동 부품과 상호작용하는 영역에 상응한다. 따라서, 마멸성 세라믹 층은 블레이드 팁과 협조하여 밀봉을 제공한다.
본 고안의 장점은 밀봉부가 블레이드 팁과 같은 정합 요소와 협조하는 곳에서만 밀봉부가 마멸성 물질을 포함하여 블레이드와 밀봉부 사이에서 우수한 밀봉부를 제공하는 것이다. 고밀도 세라믹 물질의 하부 층은 세라믹 물질의 열 절연성 뿐만 아니라, 개선된 내부식성 및 내구성을 제공한다.
추가의 장점은 하기 상세한 설명 및 첨부된 도면을 고려하면 당 분야의 숙련된 이들에게 명확할 것이다.
바람직한 양태의 상세한 설명
도 2를 살펴보면, 본 고안에 사용되는 블레이드 외부 공기 밀봉부(10)는 금속 슈(12), 결합 코팅의 일부로서 형성될 수 있는 접착성 알루미나 층(14), 고밀도인 내부식성 세라믹 층(16) 및 밀봉부의 일부 영역에 도포된 마멸성 세라믹 물질(18)을 포함한다. 예시된 밀봉부(10)는 예를 들면 압축기 또는 터빈 스테이지에서 가스 터빈 엔진(도 1)에 결합된다. 특히 터빈 스테이지 또는 더 나중의 압축기 스테이지에서는, 세라믹 물질이 또한 열 절연에 바람직하다. 도 1 및 2에서 예를 들면 본원에 참고로 인용된 바인 등의 미국 특허 제 4,936,745 호로부터 당분야에 공지된 바와 같이 밀봉부는 전형적으로 블레이드 팁에 연마 물질(도시되지않음)이 도포된 회전 블레이드(2)와 함께 사용된다. 마멸성 세라믹 및 블레이드 팁은 마멸성 세라믹이 도포되는 국소적 영역과 적어도 부분적으로 같은 공간에 해당하는 블레이드 마찰(rub) 영역으로 언급되는 영역에서 상호작용한다. 당분야에 숙련된 이들은 본 고안이 동일한 효과를 갖는 다른 유형의 엔진 및 다른 용도에 인용될 수 있으며, 본 고안이 가스 터빈 엔진으로 한정되지 않음을 인식할 것이다.
밀봉부(10)의 슈(12)는 일반적으로 초합금 물질로부터 가공되고, 밀봉부가 후기 압축기 스테이지 또는 터빈 스테이지와 같은 엔진의 고온 부분에 위치하는 경우는 특히 그러하다. 이 목적으로 사용되는 전형적인 초합금은 니켈-, 코발트- 및 철-계 합금을 포함한다. 슈(12)는 블레이드 팁(2)(도 2에 도시된 것)이 밀봉부와 상호작용하는 영역 근처에 위치한 홈 및 트렌치(trench)를 포함하거나 포함하지않 을 수 있다(도2와 도3 비교).
상기 언급된 바와 같이, 블레이드의 팁과 주위의 엔진 케이스 사이의 누출을 방지하거나 적어도 최소화하기 위해 밀봉부가 제공된다. 밀봉부 물질은 회전 블레이드 팁과 같은 협조 요소와의 접촉시 마멸되고, 내부식성이고, 슈 및 연관된 물질과 상응하는 속도로 가열 팽창되어야만 하고, 밀봉부는 합리적인 가격으로 제조될 수 있어야만 한다. 가스 터빈 엔진 내에서 어디에 밀봉부가 사용되는지에 따라, 밀봉부는 높은 기체 온도에 노출될 수 있고, 따라서, 밀봉부 물질은 또한 고온의 기체로부터 하부의 슈를 열 절연시킬 수 있어야 한다. 충분한 열 보호가 없는 경우, 온도는 금속의 상당한 크리이프(creep), 산화 또는 가능하게는 심지어 용융을 촉진하기에 충분히 높다. 필수적이지는 않지만 바람직하게는, 고밀도 세라믹은 약 1.44 내지 2.16 W/m·K 미만의 열 전도성을 갖고, 마멸성 세라믹은 약 0.432 내지1.44 W/m·K 미만의 열 전도성을 갖는다.
알루미나 층(14)은 금속 기재(12)상에 형성되고 슈에 도포되는 세라믹 물질의 점착을 촉진 및 개선시킨다. 필수적이지는 않지만, 바람직하게는, 알루미나 층(14)은 고온 기체에 노출될 밀봉부의 전체 표면을 따라 형성되고, MCrAlY 또는 알루미나이드 결합 코팅 또는 점착성 알루미나 층을 제공할 수 있는 다른 결합 코팅과 같은 금속 결합 코팅의 일부로서 형성된다. MCrAlY 결합 코팅이 사용되는 경우, 결합 코팅은 예를 들면 플라스마 분무, 보다 바람직하게는 저압 플라스마 분무에 의해 슈(12)를 따라 도포된다. 알루미나이드 결합 코팅은 예를 들면 팩 알루미 늄 처리 또는 화학적 증착 방법에 의해 도포될 수 있다. 예를 들면 상기 언급된 일반적으로 소유된 바인 등의 미국 특허 제 4,936,745 호를 참조할 수 있다. 일부 세라믹 코팅은 산소 및 부식성 부스러기에 비교적 투과성이기 때문에, 결합 코팅은 또한 슈에 대한 산화 및 내부식성을 제공하고, 또한 상부의 세라믹 물질이 파괴되는 경우 슈의 일부 열 절연을 제공한다. 공지된 바와 같이, 알루미나 층은 별도의 결합 코팅의 도포 없이 일부 초합금상에 형성되고, 이들 합금은 또한 본 고안에 이용될 수 있다. 예를 들면 본원에 참고로 인용된 둘(Duhl) 등의 미국 특허 제 4,209,348 호 및 제 4,719,080 호를 참조할 수 있다.
그런 다음, 세라믹 물질의 고밀도, 내부식성 층(16)을 바람직하게는 전체 알루미나 층, 즉 고온 기체에 노출될 밀봉부의 부분에 상응하여 도포한다. 층(16)을 약 75밀 이하, 보다 바람직하게는 약 50밀이하의 균일한 두께로 도포한다. 고밀도 세라믹 층은 내부식성, 예를 들면 기체 통로의 고온 가압된 기체 및 기체중의 임의의 미립자 물질에 대한 내부식성을 제공하고 또한 고온의 기체로부터 하부의 밀봉 슈를 열 절연시킨다. 고밀도 세라믹 물질은 플라스마 분무, HVOF 또는 임의의 다른 적합한 방법으로 도포될 수 있다.
다양한 세라믹을 만족스러운 결과로 본 고안의 고밀도 세라믹 층에 포함할 수 있지만, 본원에 참고로 인용된 니슬리(Nissley) 등의 일반적으로 소유된 미국 특허 제 5,705,231 호에 개시 및 도시된 바와 같은 분획화된 마멸성 세라믹(SAC)을 이용하는 것이 바람직하다. SAC 코팅은 약 35밀 이하(바람직하게는 약 10 내지 20밀)의 두께의 지르코니아계 기저 층 및 약 35밀 이하(바람직하게는 약 10 내지 30 밀)의 두께의 외부 층, 또한 약 2 내지 25밀(바람직하게는 약 4 내지 8밀)의 두께의 구배화된 중간층을 포함한다. 중간층의 조성물은 기저 층과 외부 층의 혼합물이다. 기저 층에 인접한 곳에서는 중간층 조성은 일반적으로 기저 층의 조성에 상응하고, 외부 층에 인접한 곳에서는 중간층 조성이 일반적으로 외부 층의 조성에 상응한다. 그 이름이 의미하는 바와 같이, 중간 층은 기저 층과 외부 층의 조성 사이의 구배인 조성을 갖는다.
기저 층은 세리아 안정화된 지르코니아, 마그네시아 안정화된(종종 강화된으로 언급된다) 지르코니아, 칼시아 안정화된 지르코니아 또는 이트리아 안정화된 지르코니아(YSZ) 및 이의 혼합물을 포함하는 물질로 구성되고, 바람직하게는 이트리아 강화된 지르코니아, 보다 바람직하게는 약 35w/o(중량%), 바람직하게는 약 5 내지 35체적% 이트리아이고, 약 40체적%이하, 바람직하게는 약 35체적%이하의 다공성을 갖는다. 외부 층은 바람직하게는 블렌드 또는 적층, 즉 7 YSZ 및 20 YSZ의 교차하는 박층의 도포에 의해 형성된다. 비교적 보다 마멸성 층(18)이 후속적으로 도포되고, 따라서 고밀도 세라믹의 외부 층(16)이 마멸성일 필요가 없으므로, 블렌드 또는 적층은 바람직하게는 더 높은 함량의 보다 내부식성 물질, 예를 들면 7YSZ 이상을 포함한다.
고밀도 세라믹 층(16)은 바람직하게는 플라스마 분무되고, 미세균열이 고밀도 세라믹 층내에 형성되고 일반적으로 이를 통해 연장되도록 도포된다. 보다 바람직하게는, 세라믹 층은 또한 미리 존재하고 상응하는 홈 또는 트렌치를 갖는 슈에 균일한 층을 도포하거나(도 2에서와 같이) 또는 도 3에서 하기 개시된 바와 같 은 방식으로 홈 또는 트렌치(13)를 제공하도록 도포된다. 고밀도 세라믹 물질의 플라스마 분무 동안 약 600℉ 미만의 온도로 슈를 가열하는 것은 미세균열의 형성을 돕는 것으로 생각된다. 미세균열은 층(16)의 분획화된 성질을 제공한다. 예를 들면 본원에 참고로 인용된 타일러(Taylor) 등의 미국 특허 제 5,073,433 호 및 제 5,520,516 호, 및 또는 니슬리의 특허를 참조할 수 있다.
그런 다음, 마멸성 세라믹 층(18)을 예를 들면 회전 블레이드 팁(2)과 상호작용하는 밀봉부(10)의 부분에 도포한다. 만족스러운 결과를 제공하기 위해 다양한 세라믹을 사용할 수 있지만, 바인 등의 일반적으로 소유된 미국 특허 제 4,936,745 호에 개시된 세라믹과 같은 다공성 세라믹을 사용하는 것이 바람직하다. 이 세라믹 물질은 본 고안의 양수인에 의해 성공적으로 사용되어 블레이드 또는 날개 팁과 협조 케이스 또는 디스크 사이의 가스 터빈 엔진에서의 우수한 밀봉부를 제공하여 왔다. 마멸성 세라믹 층은 바람직하게는 약 6 내지 8w/o 이트리아 및 20 내지 35체적% 다공성을 갖는 이트리아 안정화된 지르코니아로 구성된다. 층(18)은 바람직하게는 또한 종래의 플라스마 분무를 이용하여 도포되고, 홈에 충진된다. 바람직하게는 구배된 섹션이 층(16)과 층(18) 사이에 존재한다. 고밀도 세라믹 층의 구배화된 중간층과 유사하게, 물질은 층(16)의 조성과 층(18)의 조성 사이에서 구배된다. 그런다음, 필요에 따라 밀봉부(10)을 바람직한 치수로 및/또는 임의의 외부 물질, 예를 들면 과다한 다공성 세라믹을 제거하기 위해 가공한다.
도 3은 블레이드 마찰 영역 근처에 미리 존재하는 트렌치를 갖지않는 슈를 갖는 본 고안의 양태를 예시한다. 밀봉부(20)는 슈(10)와 많은 점에서 유사한 슈 (22)를 포함하지만, 슈(22)는 평면 표면을 형성한다. 알루미나 층(24)이 슈상에 형성되거나 또는 상부에 알루미나 층이 형성된 결합 코팅이 슈(22) 표면에 상기 개시된 층(14)과 유사한 방식으로 도포된다. 그런 다음, 고밀도 세라믹 층(26)이 바람직하게는 층(16)에 대해 상기 개시된 것과 유사한 방식으로 알루미나 층(24)에 도포된다. 그러나, 층(26)은 트렌치(27)를 형성하도록 도포되고, 여기에 후속적으로 마멸성 층(28)이 도포된다. 트렌치는 예를 들면 층(26)의 도포동안 층(26)의 영역을 차폐하거나 또는 트렌치가 형성될 곳과 인접한 영역에 물질을 아래에 놓기 위해 트렌치 영역에 플라스마 분무 건에 대해 기재를 신속하게 가로질러 이동시키거나, 또는 균일한 고밀도 세라믹 층을 도포하고 트렌치를 형성하도록 물질을 제거함으로써, 고밀도 세라믹 층에 형성될 수 있다. 그런 다음, 다공성 세라믹이 상기 개시된 방식으로 도포된다. 그러나, 트렌치는 하부의 고밀도 세라믹이 협조 요소에 의해 기계적으로 제거되지 않도록, 예를 들면 회전 블레이드 팁이 오직 마멸성 세라믹만을 제거하도록 설계된다.
본 고안의 한가지 장점은 밀봉부가 비교적 내구적이고 열 절연성인 세라믹 층과, 비교적 마멸성 물질의 국소 영역 둘 모두를 가짐으로써, 두 물질의 장점을 모두 조합한다는 것이다. 내구적 세라믹 층의 존재는 밀봉부의 개선된 내부식성 뿐만 아니라 고밀도 세라믹의 상당한 열 절연능을 제공함으로써, 밀봉부에 대한 냉각 필요성을 감소시키고 상응하는 효율의 수득을 제공한다. 따라서, 다공성, 마멸성 물질이 심지어 부식하더라도, 하부의 슈가 노출되었다는 가정에 근거하여 냉각 공기를 제공할 필요가 없다. 또한 본 고안은 국소화된 영역, 즉 밀봉부가 협조 요 소, 예를 들면 회전 블레이드 팁의 세트와 상호작용하는 곳에만 마멸성 물질을 제공하여, 블레이드와 밀봉부 사이에 우수한 밀봉을 제공할 수 있다.
상기 언급된 바와 같이, 본 고안은 기재상의 종래의 결합 코팅, 또는 별도의 결합 코팅없이 점착성 알루미나 층을 형성할 수 있는 기재 물질을 이용할 수 있다. 균일한 고밀도 세라믹 층이 제공되는 경우, 균일한 층은 하부 기재의 균일한 열 절연을 제공하여 기재 물질을 따른 열 구배를 최소화시킨다. 본 고안의 상기 개시된 실시예가 가스 터빈 엔진의 고압 터빈 섹션에서 특별한 유용성을 갖지만, 본 고안은 또한 저압 터빈 섹션 또는 압축기 섹션에, 또는 엔진의 임의의 보호되지 않은 블레이드에 사용될 수 있다.
본 고안의 밀봉부는 공지된 밀봉부에 대해 다른 장점들을 제공한다. 내구적 세라믹 층의 결합은 상당히 더 높은 내부식성, 및 그에 따라 더 긴 수명을 갖는 밀봉부를 제공한다. 마멸성 세라믹의 하부에 내구적 세라믹 층을 결합하는 것은 전체로서 밀봉부의 수명의 상당한 부분에 상응하는 예상되는 수명을 갖는 TBC를 제공할 것이다. 상기 언급된 바와 같이, 주로 마멸성 세라믹 물질만을 포함하는 밀봉부는 예를 들면 세라믹이 완전히 부식된다는 가정에 따라, 밀봉부에 상당한 냉각 공기를 제공해야만 한다. 본 고안의 밀봉부는 상당히 더 낮은 냉각 공기 필요성을 갖도록, 즉 냉각 공기의 양이 엔진을 통한 총 공기 유동의 약 0.2 내지 0.8%로 감소될 수 있고, 따라서 약 0.1 내지 0.8%의 연료 효율을 상응하게 개선시킬 수 있도록 고안될 수 있다. 이런 효율의 개선은 단지 약 0.1%의 개선이 상당히 중요한 것으로 고려된다는 점에서 주목할만한다.
본 고안이 상기에서 상세한 양태에 대해 개시되었지만, 본 고안의 정수 및 하기 청구범위의 범주를 벗어나지않고 다양한 변형 및 치환이 가능하다. 따라서, 본 고안의 양태는 한정이 아닌 예시로서 이해되어야만한다.
본 고안에 의하면, 내구적 열 절연 세라믹과 마멸성 물질이 혼입된, 개선된 내부식성 및 열절연성을 갖는 밀봉부가 제공된다.

Claims (24)

  1. 밀봉 기재와, 상기 기재상에 형성된 점착성 알루미나 층과, 상기 알루미나 층에 도포된 내구적 고밀도 세라믹 물질의 층과, 상기 내구적 세라믹 층의 국소적 영역에 도포된 마멸성 세라믹 물질로 구성되고,
    상기 내구적 세라믹 층은 알루미나 층상에 도포된 기저 층 및 구배화된 중간층에 의해 기저 층으로부터 이격된 외부 층으로 구성되고, 상기 구배화된 중간층은 기저층에 인접한 곳에 기저층에 상응하는 조성을 갖고 외부층에 인접한 곳에 외부층에 상응하는 조성을 갖는 가스 터빈 엔진 공기 밀봉부.
  2. 제1항에 있어서, 상기 밀봉 기재는 본질적으로 니켈계, 코발트계, 철계 초합금 및 이들의 혼합물로 구성된 군에서 선택된 물질로 구성된 가스 터빈 엔진 공기 밀봉부.
  3. 제1항에 있어서, 상기 기재에 도포된 금속 결합 코팅을 추가로 포함하고 상기 알루미나 층이 상기 결합 코팅상에 형성된 가스 터빈 엔진 공기 밀봉부.
  4. 제3항에 있어서, 상기 결합 코팅은 MCrAlY 또는 알루미나이드 결합 코팅인 가스 터빈 엔진 공기 밀봉부.
  5. 제1항에 있어서, 상기 세라믹 물질들 중 하나 이상이 2.16 W/m·K 미만의 열 전도성을 갖는 가스 터빈 엔진 공기 밀봉부.
  6. 제1항에 있어서, 상기 기저 층이 안정화된 지르코니아로 구성된 가스 터빈 엔진 공기 밀봉부.
  7. 제1항에 있어서, 상기 내구적 세라믹이 본질적으로 세리아 안정화된 지르코니아, 마그네시아 안정화된 지르코니아, 칼시아 안정화된 지르코니아, 이트리아 안정화된 지르코니아 및 이들의 혼합물로 구성된 군에서 선택된 물질로 구성된 가스 터빈 엔진 공기 밀봉부.
  8. 제1항에 있어서, 상기 마멸성 세라믹 물질이 이트리아 안정화된 지르코니아로 구성된 가스 터빈 엔진 공기 밀봉부.
  9. 제1항에 있어서, 상기 마멸성 세라믹 물질이 20 내지 35체적%의 다공성을 갖는 가스 터빈 엔진 공기 밀봉부.
  10. 제1항에 있어서, 상기 마멸성 세라믹에 대한 이동 및 이와의 상호작용을 위해 지지되는 협조 요소를 마찰 영역 내에 추가로 포함하고, 상기 마멸성 세라믹은 마찰 영역에 인접하여 위치되는 가스 터빈 엔진 공기 밀봉부.
  11. 제1항에 있어서, 밀봉부가 외부 공기 밀봉부이고 기체 통로 표면을 한정하며, 고밀도 세라믹은 전체 기체 통로 표면을 따라 연장된 가스 터빈 엔진 공기 밀봉부.
  12. 제1항에 있어서, 상기 고밀도 세라믹 층이 균일한 두께로 도포된 가스 터빈 엔진 공기 밀봉부.
  13. 제1항에 있어서, 상기 고밀도 세라믹이 홈을 형성하고, 마멸성 세라믹 층이 고밀도 세라믹의 홈에 도포된 가스 터빈 엔진 공기 밀봉부.
  14. 제13항에 있어서, 상기 마멸성 세라믹이 홈에 일치하도록 도포된 가스 터빈 엔진 공기 밀봉부.
  15. 제13항에 있어서, 상기 밀봉 기재가 홈을 형성하고, 고밀도 세라믹이 밀봉 홈의 형태에 상응하는 홈을 제공하도록 도포된 가스 터빈 엔진 공기 밀봉부.
  16. 초합금 기재, 알루미나 층에 도포된 내부식성 고밀도 세라믹 층, 및 상기 내부식성 세라믹 층의 국소 영역에 도포된 마멸성 세라믹 물질을 갖는 밀봉 조립체 와, 상기 밀봉 조립체에 대해 운동하도록 된 엔진 요소를 포함하고,
    엔진 요소는 국소적 영역과 적어도 부분적으로 같은 공간에 걸쳐 마찰 영역에서 마멸성 세라믹 층과 상호작용하는 연마부를 갖고, 상기 요소의 연마부와 밀봉부 조립체의 마멸성 세라믹 층이 협조하여 밀봉을 제공하고,
    상기 고밀도 세라믹 층은 알루미나 층상의 기저 층과 구배화된 중간층에 의해 기저층으로부터 이격된 외부 층으로 이루어지고, 상기 구배화된 중간층은 기저 층에 인접한 곳에 기저층에 상응하는 조성을 갖고 외부층에 인접하는 곳에 외부층에 상응하는 조성을 갖는 가스 터빈 엔진 밀봉 시스템.
  17. 제16항에 있어서, 상기 기재상에 MCrAlY 또는 알루미나이드 결합 코팅을 추가로 포함하고, 알루미나 층이 결합 코팅상에 형성된 가스 터빈 엔진 밀봉 시스템.
  18. 제16항에 있어서, 상기 고밀도 세라믹 층이 미세균열을 포함하는 가스 터빈 엔진 밀봉 시스템.
  19. 제16항에 있어서, 상기 마멸성 세라믹 물질이 5 내지 35체적%의 다공성을 갖는 가스 터빈 엔진 밀봉 시스템.
  20. 제16항에 있어서, 상기 요소가 블레이드 마찰 영역 내의 밀봉부 조립체와 상호작용하는 회전 블레이드 팁을 포함하고, 상기 마멸성 세라믹이 블레이드 마찰 영 역과 근접하게 위치하는 가스 터빈 엔진 밀봉 시스템.
  21. 제16항에 있어서, 상기 밀봉부가 외부 공기 밀봉부이며, 기체 통로 표면을 한정하고, 고밀도 세라믹이 전체 기체 통로 표면을 따라 도포된 가스 터빈 엔진 밀봉 시스템.
  22. 제16항에 있어서, 상기 고밀도 세라믹이 홈을 한정하고, 마멸성 세라믹 층이 고밀도 세라믹의 홈에 도포된 가스 터빈 엔진 밀봉 시스템.
  23. 제22항에 있어서, 상기 마멸성 세라믹이 홈에 일치하도록 도포된 가스 터빈 엔진 밀봉 시스템.
  24. 제22항에 있어서, 상기 밀봉 기재가 트렌치를 한정하고, 고밀도 세라믹이 상응하는 홈을 한정하도록 도포된 가스 터빈 엔진 밀봉 시스템.
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