RU2007102233A - Покрытие (варианты), деталь газотурбинного двигателя и способ защиты детали от повреждений, связанных с воздействием песка - Google Patents

Покрытие (варианты), деталь газотурбинного двигателя и способ защиты детали от повреждений, связанных с воздействием песка Download PDF

Info

Publication number
RU2007102233A
RU2007102233A RU2007102233/02A RU2007102233A RU2007102233A RU 2007102233 A RU2007102233 A RU 2007102233A RU 2007102233/02 A RU2007102233/02 A RU 2007102233/02A RU 2007102233 A RU2007102233 A RU 2007102233A RU 2007102233 A RU2007102233 A RU 2007102233A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
oxide
layer
stabilized
item
zirconium
Prior art date
Application number
RU2007102233/02A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2420612C2 (ru
Inventor
Дэвид А. ЛИТТОН (US)
Дэвид А. Литтон
Майкл Дж. МЭЛОНИ (US)
Майкл Дж. МЭЛОНИ
Джон Г. СМЕГГИЛ (US)
Джон Г. СМЕГГИЛ
Дэвид Б. СНОУ (US)
Дэвид Б. СНОУ
Мэлвин ФРЕЛИНГ (US)
Мэлвин ФРЕЛИНГ
Кевин В. ШЛИХТИНГ (US)
Кевин В. ШЛИХТИНГ
Original Assignee
Юнайтид Текнолоджиз Копэрейшн, США (US)
Юнайтид Текнолоджиз Копэрейшн, США
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Юнайтид Текнолоджиз Копэрейшн, США (US), Юнайтид Текнолоджиз Копэрейшн, США filed Critical Юнайтид Текнолоджиз Копэрейшн, США (US)
Publication of RU2007102233A publication Critical patent/RU2007102233A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2420612C2 publication Critical patent/RU2420612C2/ru

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/04—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the coating material
    • C23C4/10—Oxides, borides, carbides, nitrides or silicides; Mixtures thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/50—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on rare-earth compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C26/00—Coating not provided for in groups C23C2/00 - C23C24/00
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • C23C28/04—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings of inorganic non-metallic material
    • C23C28/042—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings of inorganic non-metallic material including a refractory ceramic layer, e.g. refractory metal oxides, ZrO2, rare earth oxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • C23C28/04—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings of inorganic non-metallic material
    • C23C28/048—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings of inorganic non-metallic material with layers graded in composition or physical properties
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • C23C28/30—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer
    • C23C28/32—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one pure metallic layer
    • C23C28/321—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one pure metallic layer with at least one metal alloy layer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • C23C28/30—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer
    • C23C28/32—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one pure metallic layer
    • C23C28/321—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one pure metallic layer with at least one metal alloy layer
    • C23C28/3215—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one pure metallic layer with at least one metal alloy layer at least one MCrAlX layer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • C23C28/30—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer
    • C23C28/34—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one inorganic non-metallic material layer, e.g. metal carbide, nitride, boride, silicide layer and their mixtures, enamels, phosphates and sulphates
    • C23C28/345—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one inorganic non-metallic material layer, e.g. metal carbide, nitride, boride, silicide layer and their mixtures, enamels, phosphates and sulphates with at least one oxide layer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • C23C28/30—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer
    • C23C28/34—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one inorganic non-metallic material layer, e.g. metal carbide, nitride, boride, silicide layer and their mixtures, enamels, phosphates and sulphates
    • C23C28/345—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one inorganic non-metallic material layer, e.g. metal carbide, nitride, boride, silicide layer and their mixtures, enamels, phosphates and sulphates with at least one oxide layer
    • C23C28/3455—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one inorganic non-metallic material layer, e.g. metal carbide, nitride, boride, silicide layer and their mixtures, enamels, phosphates and sulphates with at least one oxide layer with a refractory ceramic layer, e.g. refractory metal oxide, ZrO2, rare earth oxides or a thermal barrier system comprising at least one refractory oxide layer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • C23C28/30—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer
    • C23C28/36—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including layers graded in composition or physical properties
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • C23C28/40—Coatings including alternating layers following a pattern, a periodic or defined repetition
    • C23C28/42—Coatings including alternating layers following a pattern, a periodic or defined repetition characterized by the composition of the alternating layers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12—Blades
    • F01D5/28—Selecting particular materials; Particular measures relating thereto; Measures against erosion or corrosion
    • F01D5/288—Protective coatings for blades
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3224—Rare earth oxide or oxide forming salts thereof, e.g. scandium oxide
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00—Manufacture
    • F05D2230/90—Coating; Surface treatment
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2300/00—Materials; Properties thereof
    • F05D2300/10—Metals, alloys or intermetallic compounds
    • F05D2300/15—Rare earth metals, i.e. Sc, Y, lanthanides
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2300/00—Materials; Properties thereof
    • F05D2300/20—Oxide or non-oxide ceramics
    • F05D2300/21—Oxide ceramics
    • F05D2300/211—Silica
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2300/00—Materials; Properties thereof
    • F05D2300/20—Oxide or non-oxide ceramics
    • F05D2300/22—Non-oxide ceramics
    • F05D2300/228—Nitrides
    • F05D2300/2285—Nitrides of zirconium
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2300/00—Materials; Properties thereof
    • F05D2300/60—Properties or characteristics given to material by treatment or manufacturing
    • F05D2300/611—Coating
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00—Aeronautics or air transport
    • Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Coating By Spraying Or Casting (AREA)

Claims (37)

1. Деталь газотурбинного двигателя, состоящая из основы и покрытия, отличающаяся тем, что она содержит термобарьерное покрытие, состоящее из нанесенных на основу чередующихся слоев окиси циркония, стабилизированной окисью иттрия, и стойкого к воздействию расплавленных силикатов материала.
2. Деталь по п.1, отличающаяся тем, что стойкий к воздействию расплавленных силикатов материал содержит по меньшей мере одну из окисей, выбранных из группы, состоящей из окисей лантана, церия, празеодима, неодима, прометия, самария, европия, гадолиния, тербия, диспрозия, гольмия, эрбия, туллия, иттербия, лютеция, скандия, индия, циркония, гафния и титана.
3. Деталь по п.1, отличающаяся тем, что стойкий к воздействию расплавленных силикатов материал состоит из окиси циркония, стабилизированной окисью гадолиния.
4. Деталь по п.3, отличающаяся тем, что в окиси циркония, стабилизированной окисью гадолиния, окись гадолиния составляет от 25 до 99,9% по массе, а окись циркония составляет остальное.
5. Деталь по п.1, отличающаяся тем, что слой стойкого к воздействию расплавленных силикатов материала имеет толщину от 0,0127 до 0,127 мм (0,5-50 мил).
6. Деталь по п.1, отличающаяся тем, что по меньшей мере один слой окиси циркония, стабилизированной окисью иттрия, содержит от 4,0 до 25% по массе окиси иттрия, а окись циркония составляет остальное.
7. Деталь по п.1, отличающаяся тем, что по меньшей мере один слой окиси циркония, стабилизированной окисью иттрия, содержит от 6,0 до 9,0% по массе окиси иттрия, а окись циркония составляет остальное.
8. Деталь по п.1, отличающаяся тем, что каждый слой окиси циркония, стабилизированный окисью иттрия, имеет толщину от 0,0254 до 1,27 мм (1,0-50 мил).
9. Деталь по п.1, отличающаяся тем, что основа изготовлена из материала, выбранного из группы, состоящей из сплавов на основе никеля, сплавов на основе кобальта и сплавов на основе молибдена.
10. Деталь по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно имеет металлическое связующее покрытие, расположенное между основой и термобарьерным покрытием.
11. Термобарьерное покрытие, характеризующееся тем, что оно состоит из первого слоя окиси циркония, стабилизированной окисью иттрия; первого слоя стойкого к воздействию расплавленных силикатов материала, нанесенного поверх указанного первого слоя, состоящего из окиси циркония, стабилизированной окисью иттрия; второго слоя окиси циркония, стабилизированной окисью иттрия, нанесенного поверх указанного первого слоя, состоящего из стойкого к воздействию расплавленных силикатов материала, и второго слоя стойкого к воздействию расплавленных силикатов материала, нанесенного поверх указанного второго слоя, состоящего из окиси циркония, стабилизированной окисью иттрия.
12. Покрытие по п.11, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит по меньшей мере один дополнительный слой окиси циркония, стабилизированной окисью иттрия, и по меньшей мере один дополнительный слой из стойкого к воздействию расплавленных силикатов материала.
13. Покрытие по п.11, отличающееся тем, что стойкий к воздействию расплавленных силикатов материал содержит по меньшей мере одну окись, выбранную из группы, содержащей окиси лантана, церия, празеодима, неодима, прометия, самария, европия, гадолиния, тербия, диспрозия, гольмия, эрбия, туллия, иттербия, лютеция, скандия, индия, циркония, гафния и титана.
14. Покрытие по п.11, отличающееся тем, что стойкий к воздействию расплавленных силикатов материал состоит из окиси циркония, стабилизированной окисью гадолиния.
15. Покрытие по п.14, отличающееся тем, что в окиси циркония, стабилизированной окисью гадолиния, окись гадолиния составляет от 25 до 99,9% по массе, а окись циркония составляет остальное.
16. Покрытие по п.14, отличающееся тем, что в окиси циркония, стабилизированной окисью гадолиния, окись гадолиния составляет от 40 до 70% по массе, а окись циркония составляет остальное.
17. Покрытие по п.11, отличающееся тем, что каждый слой стойкого к воздействию расплавленных силикатов материала имеет толщину от 0,0127 до 0,127 мм (0,5 - 50 мил).
18. Покрытие по п.11, отличающееся тем, что по меньшей мере один слой окиси циркония, стабилизированной окисью иттрия, содержит от 4,0 до 25% по массе окиси иттрия, а окись циркония составляет остальное.
19. Покрытие по п.11, отличающееся тем, что по крайней мере один слой окиси циркония, стабилизированной окисью иттрия, содержит от 6,0 до 9,0% по массе окиси иттрия, а окись циркония составляет остальное.
20. Покрытие по п.11, отличающееся тем, что каждый слой окиси циркония, стабилизированной окисью иттрия, имеет толщину от 0,0127 до 0,127 мм (0,5-50 мил).
21. Способ защиты детали от повреждений, связанных с воздействием песка, отличающийся тем, что получают основу детали и формируют на ней термобарьерное покрытие нанесением чередующихся слоев окиси циркония, стабилизированной окисью иттрия, и стойкого к воздействию расплавленных силикатов материала.
22. Способ по п.21, отличающийся тем, что нанесение чередующихся слоев включает нанесение слоя стойкого к воздействию расплавленных силикатов материала, состоящего по меньшей мере из одной окиси элемента, выбранной из группы, состоящей из окисей лантана, церия, празеодима, неодима, прометия, самария, европия, гадолиния, тербия, диспрозия, гольмия, эрбия, туллия, иттербия, лютеция, скандия, индия, циркония, гафния и титана.
23. Способ по п.21, отличающийся тем, что нанесение чередующихся слоев включает нанесение по меньшей мере одного слоя окиси циркония, стабилизированной окисью гадолиния.
24. Способ по п.23, отличающийся тем, что нанесение окиси циркония, стабилизированной окисью гадолиния, включает нанесение материала, состоящего из 25-99,9% по массе окиси гадолиния и окиси циркония, составляющей остальное.
25. Способ по п.23, отличающийся тем, что нанесение окиси циркония, стабилизированной окисью гадолиния, включает нанесение материала, состоящего из 40-70% по массе окиси гадолиния и окиси циркония, составляющей остальное.
26. Способ по п.21, отличающийся тем, что нанесение стойкого к воздействию расплавленных силикатов материала включает нанесение слоя, имеющего толщину в пределах от 0,0127 до 0,127 мм (0,5 - 50 мил), поверх каждого соответствующего слоя окиси циркония, стабилизированной окисью иттрия.
27. Способ по п.21, отличающийся тем, что нанесение стойкого к воздействию расплавленных силикатов материала включает нанесение слоя, имеющего толщину от 0,0254 до 1,27 мм (1,0-5,0 мил), поверх каждого соответствующего слоя окиси циркония, стабилизированной окисью иттрия.
28. Способ по п.21, отличающийся тем, что нанесение слоя окиси циркония, стабилизированной окисью иттрия, включает нанесение материала, содержащего от 4,0 до 25% по массе окиси иттрия, а окись циркония составляет остальное.
29. Способ по п.21, отличающийся тем, что нанесение слоя окиси циркония, стабилизированной окисью иттрия, включает нанесение материала, содержащего от 6,0 до 9% по массе окиси иттрия, а окись циркония составляет остальное.
30. Способ по п.21, отличающийся тем, что нанесение слоя окиси циркония, стабилизированной окисью иттрия, включает нанесение каждого указанного слоя до толщины от 0,0127 до 0,127 мм (0,5-50 мил).
31. Способ по п.21, отличающийся тем, что нанесение слоя окиси циркония, стабилизированной окисью иттрия, включает нанесение каждого указанного слоя до толщины от 0,0254 до 1,27 мм (1,0-50 мил).
32. Способ по п.21, отличающийся тем, что получение основы включает изготовление ее из материала, выбранного из группы, состоящей из сплавов на основе никеля, сплавов на основе кобальта и сплавов на основе молибдена.
33. Способ по п.21, отличающийся тем, что основу помещают в камеру для нанесения покрытий, в которой нагревают до температуры от 926,7 до 1093,3°С (1700-2000°F), поддерживают давления в указанной камере от 0,1 до 1,0 мм рт.ст. (миллиторр) и осуществляют последовательное формирование слоев окиси циркония, стабилизированной окисью иттрия, и слоев стойкого к воздействию расплавленных силикатов материала.
34. Способ по п.21, отличающийся тем, что дополнительно осуществляют нанесение металлического связующего слоя между основой и указанным термобарьерным покрытием.
35. Покрытие детали, отличающееся тем, что оно представляет собой чередующиеся слои окиси циркония, стабилизированные окисью иттрия, и слои стойкого к воздействию расплавленных силикатов материала, при этом каждый слой стойкого к воздействию расплавленных силикатов материала имеет барьерную фазу, препятствующую проникновению расплавленного силикатного материала и состоящую по меньшей мере из одного вещества, выбранного из группы, включающей оксиапатит и гранат.
36. Покрытие по п.35, отличающееся тем, что стойкий к воздействию расплавленных силикатов материал состоит по меньшей мере из одной окиси, выбранной из группы, состоящей из окисей лантана, церия, празеодима, неодима, прометия, самария, европия, гадолиния, тербия, диспрозия, гольмия, эрбия, туллия, иттербия, лютеция, скандия, индия, циркония, гафния и титана.
37. Покрытие по п.35, отличающееся тем, что стойкий к воздействию расплавленных силикатов материал состоит из окиси циркония, стабилизированной окисью гадолиния.
RU2007102233/02A 2006-01-20 2007-01-22 Покрытие (варианты), деталь газотурбинного двигателя и способ защиты детали от повреждений, связанных с воздействием песка RU2420612C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/336,438 US7785722B2 (en) 2006-01-20 2006-01-20 CMAS resistant thermal barrier coating
US11/336,438 2006-01-20

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007102233A true RU2007102233A (ru) 2008-07-27
RU2420612C2 RU2420612C2 (ru) 2011-06-10

Family

ID=37865840

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007102233/02A RU2420612C2 (ru) 2006-01-20 2007-01-22 Покрытие (варианты), деталь газотурбинного двигателя и способ защиты детали от повреждений, связанных с воздействием песка

Country Status (9)

Country Link
US (1) US7785722B2 (ru)
EP (1) EP1811060B1 (ru)
JP (1) JP2007192219A (ru)
KR (1) KR20070077056A (ru)
CN (1) CN101004142A (ru)
IL (1) IL179342A0 (ru)
RU (1) RU2420612C2 (ru)
SG (1) SG134210A1 (ru)
TW (1) TW200728502A (ru)

Families Citing this family (46)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7722959B2 (en) 2006-09-06 2010-05-25 United Technologies Corporation Silicate resistant thermal barrier coating with alternating layers
US7862901B2 (en) * 2006-12-15 2011-01-04 General Electric Company Yttria containing thermal barrier coating topcoat layer and method for applying the coating layer
JP4607914B2 (ja) * 2007-02-20 2011-01-05 株式会社東芝 セラミックス被覆部材およびその製造方法
US20090110953A1 (en) * 2007-10-29 2009-04-30 General Electric Company Method of treating a thermal barrier coating and related articles
US7993704B2 (en) * 2007-12-05 2011-08-09 Honeywell International Inc. Protective coating systems for gas turbine engine applications and methods for fabricating the same
US8709160B2 (en) * 2008-08-22 2014-04-29 United Technologies Corporation Deposition apparatus having thermal hood
US8404047B2 (en) * 2008-09-16 2013-03-26 United Technologies Corporation Electron beam vapor deposition apparatus and method
US20100104773A1 (en) * 2008-10-24 2010-04-29 Neal James W Method for use in a coating process
US8343591B2 (en) * 2008-10-24 2013-01-01 United Technologies Corporation Method for use with a coating process
US20100189929A1 (en) * 2009-01-28 2010-07-29 Neal James W Coating device and deposition apparatus
CA2695850A1 (en) * 2009-03-06 2010-09-06 Pratt & Whitney Canada Corp. Thermal barrier coating with lower thermal conductivity
US20100247809A1 (en) * 2009-03-31 2010-09-30 Neal James W Electron beam vapor deposition apparatus for depositing multi-layer coating
US20110151132A1 (en) * 2009-12-21 2011-06-23 Bangalore Nagaraj Methods for Coating Articles Exposed to Hot and Harsh Environments
US8337989B2 (en) * 2010-05-17 2012-12-25 United Technologies Corporation Layered thermal barrier coating with blended transition
US8445111B2 (en) * 2010-10-14 2013-05-21 Guardian Industries Corp. Gadolinium oxide-doped zirconium oxide overcoat and/or method of making the same
US9139897B2 (en) 2010-12-30 2015-09-22 United Technologies Corporation Thermal barrier coatings and methods of application
WO2012119016A2 (en) 2011-03-02 2012-09-07 Applied Thin Films, Inc. Protective internal coatings for porous substrates
FR2972449B1 (fr) 2011-03-07 2013-03-29 Snecma Procede de realisation d'une barriere thermique dans un systeme multicouche de protection de piece metallique et piece munie d'un tel systeme de protection
US9034479B2 (en) * 2011-10-13 2015-05-19 General Electric Company Thermal barrier coating systems and processes therefor
US9023486B2 (en) 2011-10-13 2015-05-05 General Electric Company Thermal barrier coating systems and processes therefor
US20130177441A1 (en) * 2012-01-11 2013-07-11 General Electric Company Compositional Bond Coat for Hindering/Reversing Creep Degradation in Environmental Barrier Coatings
US9347126B2 (en) 2012-01-20 2016-05-24 General Electric Company Process of fabricating thermal barrier coatings
US9428837B2 (en) 2012-03-27 2016-08-30 United Technologies Corporation Multi-material thermal barrier coating system
US20130260132A1 (en) * 2012-04-02 2013-10-03 United Technologies Corporation Hybrid thermal barrier coating
US20140030497A1 (en) * 2012-07-30 2014-01-30 United Technologies Corporation Localized transitional coating of turbine components
US9581042B2 (en) 2012-10-30 2017-02-28 United Technologies Corporation Composite article having metal-containing layer with phase-specific seed particles and method therefor
EP2945798B1 (en) 2013-01-21 2020-11-11 United Technologies Corporation Thermal barrier coating for cmas resistance and low thermal conductivity
RU2534714C2 (ru) * 2013-03-15 2014-12-10 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Научно-Производственное Объединение "Техномаш" Способ получения эрозионностойких теплозащитных покрытий
WO2015073938A1 (en) * 2013-11-18 2015-05-21 United Technologies Corporation Article having variable coating
US10322976B2 (en) * 2013-12-06 2019-06-18 United Technologies Corporation Calcium-magnesium alumino-silicate (CMAS) resistant thermal barrier coatings, systems, and methods of production thereof
US10775045B2 (en) 2014-02-07 2020-09-15 Raytheon Technologies Corporation Article having multi-layered coating
US9869013B2 (en) * 2014-04-25 2018-01-16 Applied Materials, Inc. Ion assisted deposition top coat of rare-earth oxide
FR3038624B1 (fr) * 2015-07-08 2019-10-25 Safran Aircraft Engines Revetement de protection formant une barriere thermique, substrat recouvert d'un tel revetement, et piece de turbine a gaz comprenant un tel substrat
US10329926B2 (en) * 2016-05-09 2019-06-25 United Technologies Corporation Molybdenum-silicon-boron with noble metal barrier layer
JP6908973B2 (ja) 2016-06-08 2021-07-28 三菱重工業株式会社 遮熱コーティング、タービン部材、ガスタービン、ならびに遮熱コーティングの製造方法
FR3067392B1 (fr) * 2017-06-12 2020-12-04 Safran Revetement anti-cmas a double reactivite
DE102017119387B4 (de) 2017-08-24 2024-03-07 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. CMAS-resistente Schutzschicht sowie Gegenstand umfassend eine solche Schutzschicht
US20190106780A1 (en) 2017-10-11 2019-04-11 United Technologies Corporation Methods for Applying Thermal Barrier Coatings
FR3075692B1 (fr) * 2017-12-27 2020-11-27 Safran Piece revetue d'une composition de protection contre les cmas a fissuration controlee, et procede de traitement correspondant
JP7169077B2 (ja) 2018-03-26 2022-11-10 三菱重工業株式会社 遮熱コーティング、タービン部材、ガスタービン及び遮熱コーティングの製造方法
CN109161889B (zh) * 2018-07-19 2020-05-22 西安交通大学 一种抗烧结双模复合结构热障涂层及其制备工艺
CN108950463B (zh) * 2018-08-24 2020-08-04 中国航空制造技术研究院 一种高温环境障碍涂层结构及其制备方法
CN113046678A (zh) * 2021-03-16 2021-06-29 中国科学院长春应用化学研究所 一种双陶瓷层叠加新结构热障涂层及其制备方法
RU207259U1 (ru) * 2021-06-26 2021-10-20 Антон Владимирович Новиков Лопатка второй ступени турбины ДГ-90
RU207292U1 (ru) * 2021-06-26 2021-10-21 Антон Владимирович Новиков Лопатка турбины для газотурбинных двигателей и установок
CN116288176A (zh) * 2023-03-20 2023-06-23 北京金轮坤天特种机械有限公司 热障涂层的制备方法和热障涂层

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9617267D0 (en) * 1996-08-16 1996-09-25 Rolls Royce Plc A metallic article having a thermal barrier coating and a method of application thereof
US6177200B1 (en) 1996-12-12 2001-01-23 United Technologies Corporation Thermal barrier coating systems and materials
US6924040B2 (en) 1996-12-12 2005-08-02 United Technologies Corporation Thermal barrier coating systems and materials
US6261643B1 (en) * 1997-04-08 2001-07-17 General Electric Company Protected thermal barrier coating composite with multiple coatings
UA74150C2 (ru) 2002-01-09 2005-11-15 Дженерал Електрік Компані Способ формирования покрытия для создания теплового барьера и покрытие для создания теплового барьера
US6890668B2 (en) 2002-08-30 2005-05-10 General Electric Company Thermal barrier coating material
US6875529B1 (en) * 2003-12-30 2005-04-05 General Electric Company Thermal barrier coatings with protective outer layer for improved impact and erosion resistance
US7326470B2 (en) 2004-04-28 2008-02-05 United Technologies Corporation Thin 7YSZ, interfacial layer as cyclic durability (spallation) life enhancement for low conductivity TBCs

Also Published As

Publication number Publication date
US20070172703A1 (en) 2007-07-26
TW200728502A (en) 2007-08-01
JP2007192219A (ja) 2007-08-02
CN101004142A (zh) 2007-07-25
US7785722B2 (en) 2010-08-31
RU2420612C2 (ru) 2011-06-10
IL179342A0 (en) 2007-03-08
KR20070077056A (ko) 2007-07-25
SG134210A1 (en) 2007-08-29
EP1811060A2 (en) 2007-07-25
EP1811060B1 (en) 2019-09-25
EP1811060A3 (en) 2008-04-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2007102233A (ru) Покрытие (варианты), деталь газотурбинного двигателя и способ защиты детали от повреждений, связанных с воздействием песка
US11878945B2 (en) Applying silicon metal-containing bond layer to ceramic or ceramic matrix composite substrates
JP5620577B2 (ja) Ｃｍａｓ耐性遮熱コーティング層を含む遮熱コーティング
EP3160920B1 (en) Barrier coatings
RU2019115140A (ru) Способ покрытия поверхности твердой основы слоем, содержащим керамическое соединение, и основа с покрытием, полученная этим способом
SG134216A1 (en) Durable reactive thermal barrier coatings
US20140261080A1 (en) Rare earth silicate environmental barrier coatings
EP1666437A2 (en) Sintering resistant, low thermal conductivity, high stability thermal barrier coating/environmental barrier coating system for a silicon containing substrate to improve high temperature capability
RU2762611C2 (ru) Деталь с покрытием для газотурбинного двигателя и способ её изготовления
JP2007182631A (ja) Ｃｍａｓ劣化耐性の向上したランタニド系列酸化物を含む積層遮熱コーティング
JP2011507791A (ja) 障壁コーティングを補修する方法
JP2006347871A (ja) シリコン含有基材用の耐食密封剤および同物を製造するプロセス
RU2005112931A (ru) Стойкое к растрескиванию металлическое изделие (варианты) и способ уменьшения растрескивания металлических изделий
JP2011507789A (ja) 障壁コーティング組成物を含むテープ及びこれを含む構成部品
EP2281924A1 (en) Structually diverse thermal barrier coatings
RU2764153C2 (ru) Деталь с покрытием для газотурбинного двигателя и способ её изготовления
CN109317376A (zh) 经涂布的部件及在基材的表面上形成涂层体系的方法
JPWO2018073538A5 (ru)
JP2021519386A (ja) Ｃｍａｓ耐性、高歪み許容性及び低熱伝導率の遮熱コーティング及び溶射コーティング方法
CN109851397A (zh) 高温陶瓷复合材料的预处理
US11976570B2 (en) Fused sand-resistant aeronautical part
JP2018184662A (ja) 高温用の物品
JP7467497B2 (ja) リソグラフィによる遮熱コーティングの保護および強化
RU2007102235A (ru) Покрытие (варианты), деталь газотурбинного двигателя и способ защиты детали от повреждений, связанных с воздействием песка
RU2007102234A (ru) Деталь газотурбинного двигателя, покрытие и способ защиты детали от повреждений, связанных с воздействием песка

Legal Events

Date Code Title Description
FA92 Acknowledgement of application withdrawn (lack of supplementary materials submitted)

Effective date: 20090313

FZ9A Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal)

Effective date: 20100312

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20120123