RU2464175C2 - Керамический порошок, керамический слой и многослойная система с пирохлорной фазой и оксидами - Google Patents

Керамический порошок, керамический слой и многослойная система с пирохлорной фазой и оксидами Download PDF

Info

Publication number
RU2464175C2
RU2464175C2 RU2008118082/02A RU2008118082A RU2464175C2 RU 2464175 C2 RU2464175 C2 RU 2464175C2 RU 2008118082/02 A RU2008118082/02 A RU 2008118082/02A RU 2008118082 A RU2008118082 A RU 2008118082A RU 2464175 C2 RU2464175 C2 RU 2464175C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
layer
oxide
powder according
material according
ceramic
Prior art date
Application number
RU2008118082/02A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2008118082A (ru
Inventor
Рамеш СУБРАМАНИАН (US)
Рамеш СУБРАМАНИАН
Original Assignee
Сименс Акциенгезелльшафт
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 Сименс Акциенгезелльшафт filed Critical Сименс Акциенгезелльшафт
Publication of RU2008118082A publication Critical patent/RU2008118082A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2464175C2 publication Critical patent/RU2464175C2/ru

Links

Images

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
    • 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
    • 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
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/48—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on zirconium or hafnium oxides, zirconates, zircon or hafnates
    • C04B35/486—Fine ceramics
    • 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
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/08—Oxides
    • C23C14/083—Oxides of refractory metals or yttrium
    • 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
    • C23C30/00—Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process
    • 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
    • C23C4/11—Oxides
    • 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
    • C04B2235/3205—Alkaline earth oxides or oxide forming salts thereof, e.g. beryllium oxide
    • C04B2235/3206—Magnesium oxides or oxide-forming salts 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
    • 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
    • C04B2235/3205—Alkaline earth oxides or oxide forming salts thereof, e.g. beryllium oxide
    • C04B2235/3208—Calcium oxide or oxide-forming salts thereof, e.g. lime
    • 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
    • C04B2235/3217—Aluminum oxide or oxide forming salts thereof, e.g. bauxite, alpha-alumina
    • 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
    • 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
    • C04B2235/3231—Refractory metal oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
    • C04B2235/3232—Titanium oxides or titanates, e.g. rutile or anatase
    • 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
    • C04B2235/327—Iron group oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
    • C04B2235/3272—Iron oxides or oxide forming salts thereof, e.g. hematite, magnetite
    • 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
    • C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3418—Silicon oxide, silicic acids, or oxide forming salts thereof, e.g. silica sol, fused silica, silica fume, cristobalite, quartz or flint
    • 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
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/72—Products characterised by the absence or the low content of specific components, e.g. alkali metal free alumina ceramics
    • 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
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/74—Physical characteristics
    • C04B2235/76—Crystal structural characteristics, e.g. symmetry
    • 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
    • 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
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24942—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including components having same physical characteristic in differing degree
    • Y10T428/2495—Thickness [relative or absolute]
    • 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
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/26—Web or sheet containing structurally defined element or component, the element or component having a specified physical dimension

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Abstract

Изобретение относится к керамическому порошку, а также к керамическому слою и многослойному материалу, полученным из этого порошка, и может быть использовано для создания теплоизолирующих материалов. Порошок содержит пирохлорную фазу общей формулы AxByOz с x, y≈2, z≈7, где А=Gd, или Sm, или Nd, или La, или Y, B=Hf, или Zr, или Ti, или Sn, С=Hf, или Zr, или Ti, или Sn, и вторичный оксид CrOs с r, s>0 с содержанием 0,5-10 мас.%. Заявленный керамический слой (13) получен из упомянутого керамического порошка, при этом заявленный многослойный материал включает основу (4) и указанный керамический слой (13). Технический результат - повышение теплоизолирующих свойств материала. 3 н. и 34 з.п. ф-лы, 5 ил.

Description

Изобретение относится к керамическому порошку, керамическому слою и многослойной системе с пирохлорами и оксидами по п.п. 1, 25, 26.
Такая многослойная система содержит основу из металлического сплава на основе никеля или кобальта. Подобные изделия служат прежде всего в качестве детали газовой турбины, в частности лопаток или теплозащитных экранов. Детали подвержены воздействию потока агрессивных горячих газов сгорания. Поэтому они должны выдерживать высокие термические нагрузки. Кроме того, требуется, чтобы эти детали были стойкими к окислению и коррозии. Прежде всего к подвижным деталям, например лопаткам газовой турбины, а также к неподвижным деталям предъявляются высокие механические требования. Мощность и КПД газовой турбины, в которой находят применение подвергающиеся воздействию горячих газов детали, возрастают с повышением рабочей температуры. Чтобы достичь высоких КПД и мощности, особенно подвергающиеся воздействию высоких температур компоненты газовой турбины покрываются керамическим материалом. Он действует в качестве теплоизолирующего слоя между потоком горячих газов и металлической основой.
От потока агрессивных горячих газов металлическая основа защищается покрытиями. При этом современные детали имеют в большинстве случаев несколько покрытий, выполняющих специфические задачи. Таким образом, возникает многослойная система.
Поскольку мощность и КПД газовых турбин возрастают с повышением рабочей температуры, снова и снова предпринимались попытки достижения более высокой производительности газовых турбин за счет улучшения многослойной системы.
В ЕР 0944746 В1 раскрыто применение пирохлоров в качестве теплоизолирующего слоя. Однако для применения материала в качестве теплоизолирующего слоя необходимы не только хорошие теплоизолирующие свойства, но и хорошие механические свойства, а также хорошая адгезия с основой.
В ЕР 0992603 А1 раскрыта система теплоизолирующих слоев из оксида гадолиния и оксида циркония, не содержащая пирохлорную структуру.
Поэтому задачей изобретения является создание керамического порошка, керамического слоя и многослойной системы, которая обладала бы хорошими теплоизолирующими свойствами, а также хорошей адгезией с основой и имела тем самым длительный срок службы.
В основе изобретения лежит тот факт, что вся система должна рассматриваться как единое целое и не должна рассматриваться как отдельные слои или изолированные друг от друга отдельные слои для достижения длительного срока службы.
Эта задача решается посредством керамического порошка, керамического слоя и многослойной системы по п.п. 1, 25, 26.
В зависимых пунктах приведены другие предпочтительные меры, которые могут произвольно комбинироваться предпочтительным образом.
На чертежах изображают:
фиг. 1: многослойную систему;
фиг. 2: таблицу жаропрочных сплавов;
фиг. 3: перспективный вид лопатки газовой турбины;
фиг. 4: перспективный вид камеры сгорания;
фиг. 5: газовую турбину.
Керамический пирохлорный порошок общей формулы А2В2О7 содержит в качестве дополнительного компонента оксид CrOs металла (О = кислород, В = Hf, Zr, Ti, Sn; А = Gd, Sm, Nd, La, Y). Металлический компонент вторичного оксида обозначен здесь как С.
Состав керамического порошка поясняется также на примере состава керамического слоя 13 (фиг. 1).
Вообще, всегда могут возникать отклонения от стехиометрии общей пирохлорной структуры А2В2О7.
Пирохлорные структуры, в которых А = гадолиний, применять предпочтительнее, поскольку здесь достигаются теплоизолирующие свойства от хороших до очень хороших. В зависимости от применения применяется гафнат или цирконат, так что В = гафний или цирконий.
Преимущественно применяется, следовательно, гафнат или цирконат гадолиния.
Гафнат гадолиния содержит в качестве порошка 43-50 мас.%, преимущественно 44,7-47,7 мас.% оксида гадолиния и остальное оксид гафния и опционально вторичные оксиды, преимущественно оксид циркония и способствующие спеканию добавки.
Цирконат гадолиния содержит в качестве порошка 56-63 мас.%, преимущественно 58-61 мас.% оксида гадолиния и остальное оксид циркония и опционально вторичные оксиды, преимущественно оксид гафния и способствующие спеканию добавки.
Керамический слой 13 (фиг. 1) или керамический порошок содержит пирохлорную фазу общей суммарной формулы AxByCz при x, y 2, z 7 и вторичный оксид CrOs при r, s>0.
Вторичный оксид CrOs сознательно добавляется к порошку, т.е. лежит заметно выше обнаруживаемого измерительной техникой предела, и, следовательно, имеет, по меньшей мере, двойное значение обнаруживаемого предела вторичного оксида.
Доля вторичного оксида составляет, в частности, 0,5-10 мас.%, в частности 1-10 мас.%.
Максимальная доля вторичного оксида составляет преимущественно 8 мас.%, в частности максимум 6 мас.% и, в частности, 5-7 мас.%.
Максимальная доля вторичного оксида составляет также преимущественно 3 мас.%, в частности максимум 2 мас.% и, в частности, 1,5-2,5 мас.%.
В частности, керамический порошок состоит, по меньшей мере, из одной пирохлорной фазы и, по меньшей мере, одного вторичного оксида.
Для вторичного оксида может применяться оксид В (С = В) или может не применяться (С В).
Если С = В, то обеспечивается высокая фазовая стабильность пирохлорной фазы.
Если же С В, то достигается повышение механической прочности.
Преимущественно применяется поэтому оксид гафния или циркония, поскольку они особенно высокотемпературостойкие и не возникает диффузий и тем самым фазового изменения пирохлорной структуры.
Преимущественно керамический слой 13 или керамический порошок имеет только одну пирохлорную фазу, так что при применении с сильно меняющимися температурами не возникает термических напряжений между разными фазами.
Точно так же может применяться смесь только из двух пирохлорных фаз, т.е., например, порошковая смесь из Gd2Zr2O7 Gd2Hf2O7, чтобы лучшие теплоизолирующие свойства одной пирохлорной фазы объединить с лучшими коэффициентами теплового расширения другой пирохлорной фазы. Это, в частности, случай с цирконатом и гафнатом гадолиния.
Точно так же пирохлорная фаза может присутствовать в виде смешанного кристалла, так что здесь уже произошло хорошее перемешивание или возникла фазовая стабильность. Это, в частности, случай для Gd2(HfxZry)O7 и х + y 2.
Преимущественно керамический слой 13 или керамический порошок содержит только один вторичный оксид.
Вторичным оксидом может быть оксид гафния или циркония.
Преимущественно применяется оксид циркония, если в качестве пирохлорной фазы применяется гафнат.
Преимущественно применяется оксид циркония, если для пирохлорной фазы применяется гафнат.
Чтобы улучшить механические свойства, могут применяться два вторичных оксида, в частности оксид гафния и оксид циркония.
При этом вторичные оксиды могут присутствовать преимущественно только в виде оксида, так что здесь возникает вторичная фаза, приводящая к механическому усилению, или они присутствуют в виде смешанного кристалла между собой или с пирохлорной фазой, так что теплопроводность дополнительно уменьшается за счет возникших напряжений в решетке.
Чтобы использовать преимущества обоих видов вторичных оксидов, вторичный оксид или вторичные оксиды могут присутствовать в пирохлорной фазе как в виде оксида, так и в виде смешанного кристалла.
Преимущественно В С.
Так, пирохлорный порошок из цирконата гадолиния, в частности Gd2Zr2O7, содержит 1,5-2,5 мас.%, в частности 2 мас.%, оксида гафния.
Преимущественно гафнат гадолиния, в частности Gd2Hf2O7, содержит 5-7 мас.%, в частности до 6 мас.%, оксида циркония.
Преимущественно пирохлор содержит или пирохлоры содержат следующие опциональные компоненты в качестве способствующих спеканию добавок:
до 0,05 мас.% оксида кремния;
до 0,1 мас.% оксида кальция;
до 0,1 мас.% оксида магния;
до 0,1 мас.% оксида железа;
до 0,1 мас.% оксида алюминия;
до 0,08 мас.% оксида титана.
При нанесении покрытия или при последующем применении в повышенных температурах эти способствующие спеканию добавки приводят к плотным и стабильным слоям.
Преимущественно не применяются никакие другие способствующие спеканию добавки.
На фиг. 1 изображена предложенная в изобретении многослойная система 1.
Система 1 содержит металлическую основу 4, которая, в частности для подвергающихся воздействию высоких температур деталей, состоит из жаропрочного сплава на основе никеля или кобальта (фиг. 2).
Преимущественно непосредственно на основе 4 находится преимущественно металлический адгезионный слой 7, в частности типа NiCoCrAlX, содержащий преимущественно 11-13 мас.% кобальта, 20-22 мас.% хрома, 10,5-11,5 мас.% алюминия, 0,3-0,5 мас.% иттрия, 1,5-2,5 мас.% рения, остальное никель или преимущественно 24-26 мас.% кобальта, 16-18 мас.% хрома, 9,5-11 мас.% алюминия, 0,3-0,5 мас.% иттрия, 1-1,8 мас.% рения, остальное никель, в частности состоящий из них.
На этом металлическом адгезионном слое 7 преимущественно еще перед нанесением других керамических слоев возник слой оксида алюминия, или во время работы возникает такой слой оксида алюминия (TGO).
На металлическом адгезионном слое 7, или на слое оксида алюминия (не показан), или на основе 4 имеется преимущественно внутренний керамический слой 10, преимущественно полностью или частично стабилизированный слой оксида циркония. Преимущественно применяется стабилизированный иттрием оксид циркония, причем применяется преимущественно 6-8 мас.% иттрия. Точно так же для стабилизации оксида циркония может применяться оксид кальция, оксид церия и/или оксид гафния.
Оксид циркония наносится преимущественно в виде плазменно-напыленного слоя и может быть нанесен преимущественно также в виде столбчатой структуры посредством электронно-лучевого испарения (EB-PVD).
На стабилизированный слой 10 оксида циркония, или на металлический адгезионный слой 7, или на основу нанесен внешний керамический слой 13 из керамического порошка.
Преимущественно слой 13 представляет собой внешний слой, непосредственно подвергаемый воздействию горячих газов.
Слой 13 состоит большей частью из пирохлорной фазы, т.е. содержит, по меньшей мере, 90 мас.% пирохлорной фазы, которая преимущественно состоит либо из Gd2Hf2O7, либо из Gd2Zr2O7.
Вторичные оксиды распределены в слое 13, преимущественно однородно.
Толщина внутреннего слоя 10 составляет преимущественно 10-50%, в частности 10-40%, общей толщины внутреннего 10 и внешнего 13 слоев.
Внутренний керамический слой 10 имеет преимущественно толщину 10 м-20 1 ±10%.
Общая толщина внутреннего 10 и внешнего 13 слоев составляет преимущественно 300 мкм или преимущественно 450 мкм. Максимальная общая толщина составляет предпочтительно 600, в частности максимум 800 мкм.
Преимущественно толщина внутреннего слоя 10 составляет 10-40% или 10-30% общей толщины слоев.
Точно так же предпочтительно, если толщина внутреннего слоя 10 составляет 10-20% общей толщины слоев.
Точно так же предпочтительно, если толщина внутреннего слоя 10 составляет 20-50% или 20-40% общей толщины слоев.
Если доля внутреннего слоя 10 в общей толщине слоев составляет 20-30%, то также достигаются предпочтительные результаты.
Преимущественно толщина внутреннего слоя 10 составляет 30-50% общей толщины слоев.
Точно так же предпочтительно, если толщина внутреннего слоя 10 составляет 30-40% общей толщины слоев.
Точно так же предпочтительно, если толщина внутреннего слоя 10 составляет 40-50% общей толщины слоев.
Для кратковременного применения многослойной системы при высоких температурах внешний слой 13 может быть выполнен преимущественно тоньше внутреннего слоя 10, т.е. толщина внешнего слоя 13 составляет максимум 40% общей толщины внутреннего 10 и внешнего 13 слоев.
Преимущественно многослойная система состоит из основы 4, металлического слоя 7, внутреннего керамического слоя 10 и внешнего керамического слоя 13, а также опционально из TGO.
На фиг. 3 в перспективном виде показана направляющая лопатка 120, 130 лопаточной машины, проходящая вдоль продольной оси 121.
Лопаточной машиной может быть газовая турбина самолета или электростанции для производства электроэнергии, паровая турбина или компрессор.
Лопатка 120, 130 имеет вдоль последовательно продольной оси 121 крепежный участок 400, примыкающую к нему платформу 403 и перо 406.
В качестве направляющей лопатки 130 лопатка 130 может иметь на своей вершине 415 дополнительную платформу (не показана).
На крепежном участке 400 образован хвостовик 183, служащий для закрепления направляющей лопатки 120, 130 на валу или диске (не показан).
Хвостовик 183 выполнен, например, в форме молотковой головки. Возможны другие выполнения в форме елки или ласточкина хвоста.
Лопатка 120, 130 имеет переднюю 409 и заднюю 412 кромки для среды, протекающей мимо пера 406.
В традиционных лопатках 120, 130 на всех ее участках 400, 403, 406 применяются, например, массивные металлические материалы, в частности жаропрочные сплавы.
Такие жаропрочные сплавы известны, например, из ЕР 1204776 В1, ЕР 1306454, ЕР 1319729 А1, WO 99/67435 или WO 00/44949.
При этом лопатка 120, 130 может быть изготовлена литьем, также посредством направленного затвердевания, ковкой, фрезерованием или их комбинациями.
Заготовки монокристаллической структуры используются в качестве деталей для машин, подверженных при работе высоким механическим, термическим и/или химическим нагрузкам.
Изготовление таких монокристаллических заготовок осуществляется, например, посредством направленного затвердевания из расплава. Речь при этом идет о способах литья, в которых жидкий металлический сплав затвердевает в монокристаллическую структуру, т.е. в монокристаллическую заготовку, или направленно.
При этом дендритные кристаллы ориентируются вдоль теплового потока и образуют либо столбчато-кристаллическую зернистую структуру, т.е. зерна, которые проходят по всей длине заготовки и здесь, выражаясь общими словами, называются направленно-затвердевшими, либо монокристаллическую структуру, т.е. вся заготовка состоит из единственного кристалла. В этих способах следует избегать перехода к глобулярному (поликристаллическому) затвердеванию, поскольку в результате ненаправленного роста образуются поперечные и продольные границы зерен, которые не позволяют проявиться хорошим свойствам направленно-затвердевшей или монокристаллической детали.
Если речь идет в целом о направленно-затвердевших структурах, то под этим подразумеваются как монокристаллы, которые не имеют границ зерен или имеют самое большее малоугловые границы зерен, так и столбчато-кристаллические структуры, которые имеют проходящие в продольном направлении границы зерен, однако не имеют поперечных границ зерен. В случае этих вторых кристаллических структур речь идет также о направленно-затвердевших структурах (directionally solidified structures).
Такие способы известны из US-PS 6024792 и ЕР 0892090 А1.
Точно так же лопатки 120, 130 могут иметь покрытия против коррозии или окисления, например MCrAlX, где М - по меньшей мере, один элемент группы железа (Fe), кобальта (Со), никеля (Ni), Х - активный элемент иттрий (Y), и/или кремний, и/или, по меньшей мере, один редкоземельный элемент, или гафний (Hf). Такие сплавы известны из ЕР 0486489 В1, ЕР 0786017 В1, ЕР 0412397 В1 или ЕР 1306454 А1.
На MCrAlX может быть еще керамический теплоизолирующий слой 13.
За счет подходящих способов нанесения покрытий, например электронно-лучевого испарения (EB-PVD), в теплоизолирующем слое образуются столбчатые зерна.
Восстановление (refurbishment) означает, что детали 120, 130 после их использования требуется, при необходимости, освободить от защитных слоев (например, посредством пескоструения). Затем осуществляется удаление коррозионного и/или окисленного слоя или продуктов коррозии и/или окисления. При необходимости, в детали 120, 130 ремонтируются также трещины. После этого на деталь 120, 130 повторно наносится покрытие, и она снова используется.
Лопатка 120, 130 может быть выполнена полой или сплошной. Если лопатка 120, 130 должна охлаждаться, то она выполняется полой и имеет, при необходимости, еще пленочные охлаждающие отверстия 418, обозначенные штриховыми линиями.
На фиг. 4 изображена камера сгорания 110 газовой турбины 100 (фиг. 5). Камера сгорания 110 выполнена, например, в виде так называемой кольцевой камеры сгорания, в общий объем которой направлено большое число расположенных в направлении периферии вокруг оси 102 вращения горелок 107, создающих пламя 156. Для этого камера сгорания 110 выполнена в своей совокупности в виде кольцеобразной структуры, расположенной вокруг оси 102 вращения.
Для достижения сравнительно высокого КПД камера сгорания 110 рассчитана на сравнительно высокую температуру рабочей среды М 1000-1600°С. Чтобы даже при таких неблагоприятных для материалов рабочих параметрах обеспечить сравнительно длительный срок службы, стенка 153 камеры сгорания на своей обращенной к рабочей среде М стороне снабжена образованной теплозащитными элементами 155 внутренней облицовкой.
Каждый теплозащитный элемент 155 из сплава покрыт с обращенной к рабочей среде стороны особенно жаростойким защитным слоем (MCrAlX и/или керамическое покрытие) или изготовлен из высокотемпературостойкого материала (массивные керамические камни).
Эти защитные слои могут быть аналогичны лопаткам турбины, т.е., например, MCrAlX означает: М - по меньшей мере, один элемент группы железа (Fe), кобальта (Со), никеля (Ni), Х - активный элемент иттрий (Y), и/или кремний, и/или, по меньшей мере, один редкоземельный элемент, или гафний (Hf). Такие сплавы известны из ЕР 0486489 В1, ЕР 0786017 В1, ЕР 0412397 В1 или ЕР 1306454 А1.
Восстановление (refurbishment) означает, что теплозащитные элементы 155 после их использования требуется, при необходимости, освободить от защитных слоев (например, посредством пескоструения). Затем осуществляется удаление коррозионного и/или окисленного слоя или продуктов коррозии и/или окисления. При необходимости, в теплозащитном элементе 155 ремонтируются также трещины. После этого на теплозащитный элемент 155 повторно наносится покрытие, и он снова используется.
Из-за высоких температур внутри камеры сгорания 110 могут быть предусмотрены также теплозащитные элементы 155 или для их держателей система охлаждения. Тогда теплозащитные элементы 155, например, полые и имеют, при необходимости, еще направленные в объем 154 камеры сгорания пленочные охлаждающие отверстия (не показаны).
На фиг. 5 в продольном частичном разрезе изображен пример газовой турбины 100. Внутри нее с возможностью вращения вокруг оси 102 установлен ротор 103 с валом 101, называемый также диском турбины.
Вдоль ротора 103 последовательно расположены всасывающий корпус 104, компрессор 105, тороидальная камера сгорания 110, в частности кольцевая, с несколькими коаксиальными горелками 107, турбина 108 и выхлопной корпус 109.
Кольцевая камера сгорания 110 сообщена, например, с кольцеобразным каналом 111 для горячих газов. Там образованы, например, четыре последовательно включенные ступени 112 турбины 108.
Каждая ступень 112 образована, например, двумя лопаточными кольцами. В направлении течения рабочей среды 113 в канале 111 за рядом 115 направляющих лопаток следует образованный направляющими лопатками 120 ряд 125.
При этом направляющие лопатки 130 закреплены на внутреннем корпусе 138 статора 143, а направляющие лопатки 120 ряда 125 размещены на роторе 103, например, посредством диска 133 турбины.
К ротору 103 присоединен также генератор или рабочая машина (не показана).
Во время работы газовой турбины 100 компрессор 105 всасывает через всасывающий корпус 104 воздух 135 и сжимает его. Сжатый воздух на конце компрессора 105 со стороны турбины подается к горелкам 107 и смешивается в них с топливом. Смесь сжигается затем в камере сгорания 110 с образованием рабочей среды 113. Оттуда она течет по каналу 111 мимо направляющих лопаток 130 и 120. На направляющих лопатках 120 рабочая среда 113 расширяется, передавая импульсы, так что они приводят во вращение ротор 103, а тот - присоединенную к нему рабочую машину.
Подверженные воздействию горячей рабочей среды 113 детали подвергаются во время работы газовой турбины 100 термическим нагрузкам. Направляющие лопатки 130, 120 первой в направлении течения рабочей среды 113 ступени 112 турбины помимо облицовывающих кольцевую камеру сгорания 110 теплозащитных элементов термически нагружены больше всего. Чтобы выдерживать царящие там температуры, они могут охлаждаться охлаждающей средой.
Точно так же основы деталей могут иметь направленную структуру, т.е. они монокристаллические (SX-структура) или содержат только продольно направленные зерна (DS-структура).
В качестве материала деталей, в частности лопатки 120, 130 турбины, и деталей камеры сгорания 110 применяются жаропрочные сплавы, например, на основе железа, никеля или кобальта.
Такие жаропрочные сплавы известны, например, из ЕР 1204776 В1, ЕР 1306454, ЕР 1319729 А1, WO 99/67435 или WO 00/44949.
Направляющая лопатка 130 имеет обращенный к внутреннему корпусу 138 турбины 108 хвостовик (не показан) и противоположную ему головку. Головка лопатки обращена к ротору 103 и закреплена на крепежном кольце 140 статора 143.

Claims (37)

1. Керамический порошок, содержащий пирохлорную фазу общей формулы AxByOz, где x, y≈2, z≈7,
А - Gd, или Sm, или Nd, или La, или Y,
В - Hf, или Zr, или Ti, или Sn,
и вторичный оксид CrOs с r, s>0 с содержанием 0,5-10 мас.%, в частности, состоящий по меньшей мере из одной пирохлорной фазы и по меньшей мере одного вторичного оксида, где С - Hf, или Zr, или Ti, или Sn.
2. Порошок по п.1, в котором С≠В.
3. Порошок по п.1, в котором С=В.
4. Порошок по п.1, содержащий максимум 3 мас.%, в частности максимум 2 мас.%, особенно в частности 1,5-2,5 мас.% вторичного оксида.
5. Порошок по п.1, содержащий максимум 8 мас.%, в частности максимум 6 мас.%, особенно в частности 5-7 мас.% вторичного оксида.
6. Порошок по п.1, в котором вторичный оксид представляет собой оксид гафния (HfO2).
7. Порошок по п.1, в котором вторичный оксид представляет собой оксид циркония (ZrO2).
8. Порошок по п.1 или 2, содержащий в качестве дополнительных способствующих спеканию добавок:
до 0,05 мас.% оксида кремния;
до 0,1 мас.% оксида кальция;
до 0,1 мас.% оксида магния;
до 0,1 мас.% оксида железа;
до 0,1 мас.% оксида алюминия;
до 0,08 мас.% оксида титана.
9. Порошок по п.1 или 2, содержащий по меньшей мере 92 мас.%, в частности по меньшей мере 94 мас.% пирохлорной фазы.
10. Порошок по п.1 или 2, содержащий только одну пирохлорную фазу.
11. Порошок по п.1 или 2, содержащий только две пирохлорные фазы.
12. Порошок по п.1 или 2, содержащий смешанный кристалл в качестве пирохлорной фазы.
13. Порошок по п.1 или 2, содержащий только один вторичный оксид CrOs.
14. Порошок по п.1 или 2, содержащий только два вторичных оксида CrOs и
Figure 00000001
.
15. Порошок по п.1 или 2, в котором вторичный оксид или вторичные оксиды присутствуют только в виде оксида.
16. Порошок по п.1 или 2, в котором вторичный оксид или вторичные оксиды присутствуют полностью в виде смешанного кристалла.
17. Порошок по п.1 или 2, в котором вторичный оксид или вторичные оксиды присутствуют как в виде оксида, так и в виде смешанного кристалла.
18. Порошок по п.1 или 2, состоящий из пирохлорных фаз A2B2O7, оксидов, в частности вторичных оксидов CrOs, и способствующих спеканию добавок.
19. Керамический слой (13), полученный из керамического порошка по любому из пп.1-18, в частности полученный исключительно из керамического порошка по любому из пп.1-18.
20. Многослойный материал, содержащий основу (4) и керамический слой (13) по п.19, представляющий собой, в частности, внешний слой (13).
21. Материал по п.20, содержащий металлический адгезионный слой (7), содержащий, в частности, сплав NiCoCrAlX, где Х - иттрий или рений, в частности, состоящий из него.
22. Материал по п.20 или 21, содержащий внутренний керамический слой (10), в частности, на металлическом адгезионном слое (7), в частности слой стабилизированного оксида циркония, в частности слой стабилизированного иттрием оксида циркония, причем на внутреннем керамическом слое (10) расположен внешний керамический слой (13).
23. Материал по п.22, в котором внутренний слой (10) имеет толщину 10-50%, в частности 10-40%, общей толщины внутреннего слоя (10) и внешнего слоя (13).
24. Материал по п.22, в котором внутренний слой (10) имеет толщину 10-30% общей толщины внутреннего слоя (10) и внешнего слоя (13).
25. Материал по п.22, в котором внутренний слой (10) имеет толщину 20-40% общей толщины внутреннего слоя (10) и внешнего слоя (13).
26. Материал по п.22, в котором внутренний слой (10) имеет толщину 50-90%, в частности 60-90%, общей толщины внутреннего слоя (10) и внешнего слоя (13).
27. Материал по п.22, в котором внутренний слой (10) имеет толщину 70-90% общей толщины внутреннего слоя (10) и внешнего слоя (13).
28. Материал по п.22, в котором внутренний слой (10) имеет толщину 60-80% общей толщины внутреннего слоя (10) и внешнего слоя (13).
29. Материал по любому из пп.23-28, в котором внутренний слой (10) имеет толщину 100-200 мкм, в частности 150 мкм±10%.
30. Материал по п.21, в котором металлический адгезионный слой (7) имеет следующий состав, мас.%:
11-13 кобальта,
20-22 хрома,
10,5-11,5 алюминия,
0,3-0,5 иттрия,
1,5-2,5 рения,
остальное никель, в частности, состоит из них.
31. Материал по п.21, в котором металлический адгезионный слой (7) имеет следующий состав, мас.%:
24-26 кобальта,
16-18 хрома,
9,5-11 алюминия,
0,3-0,5 иттрия,
1-1,8 рения,
остальное никель, в частности, состоит из них.
32. Материал по п.22, в котором слой стабилизированного иттрием оксида циркония содержит 6-8 мас.% иттрия.
33. Материал по любому из пп.23-28, в котором общая толщина внутреннего слоя (10) и внешнего слоя (13) составляет по меньшей мере 300 мкм, в частности 300 мкм.
34. Материал по любому из пп.23-28, в котором общая толщина внутреннего слоя (10) и внешнего слоя (13) составляет по меньшей мере 450 мкм, в частности 450 мкм.
35. Материал по любому из пп.23-28, в котором общая толщина слоев составляет максимум 800 мкм, в частности максимум 600 мкм.
36. Материал по любому из пп.23-28, состоящий из основы (4), металлического адгезионного слоя (7), внутреннего керамического слоя (10) и внешнего керамического слоя (13).
37. Материал по любому из пп.23-28, состоящий из основы (4), металлического адгезионного слоя (7), оксидного слоя на металлическом адгезионном слое (7), внутреннего керамического слоя (10) и внешнего керамического слоя (13).
RU2008118082/02A 2007-05-07 2008-05-06 Керамический порошок, керамический слой и многослойная система с пирохлорной фазой и оксидами RU2464175C2 (ru)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US92808607P 2007-05-07 2007-05-07
EPEP07009129 2007-05-07
EP07009129A EP1990330B1 (de) 2007-05-07 2007-05-07 Keramisches Pulver, keramische Schicht und Schichtsystem mit Pyrochlorphase und Oxiden
US60/928,086 2007-05-07

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008118082A RU2008118082A (ru) 2009-11-20
RU2464175C2 true RU2464175C2 (ru) 2012-10-20

Family

ID=38666819

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008118082/02A RU2464175C2 (ru) 2007-05-07 2008-05-06 Керамический порошок, керамический слой и многослойная система с пирохлорной фазой и оксидами

Country Status (8)

Country Link
US (2) US8084382B2 (ru)
EP (1) EP1990330B1 (ru)
JP (1) JP5294689B2 (ru)
CN (1) CN101302104B (ru)
AT (1) ATE514663T1 (ru)
DK (1) DK1990330T3 (ru)
ES (1) ES2368005T3 (ru)
RU (1) RU2464175C2 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2634864C1 (ru) * 2016-07-18 2017-11-07 Общество С Ограниченной Ответственностью "Технологические Системы Защитных Покрытий" (Ооо "Тсзп") Порошковый материал для газотермического напыления покрытий

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ATE530505T1 (de) * 2007-05-07 2011-11-15 Siemens Ag Keramisches pulver, keramische schicht sowie schichtsystem aus zwei pyrochlorphasen und oxiden
EP2194163A1 (de) * 2008-12-02 2010-06-09 Siemens Aktiengesellschaft Keramische Wärmedämmschichten mit Aluminiumoxidteilchen und Verfahren zur Charakterisierung einer solchen Wärmedämmschicht
US9511572B2 (en) 2011-05-25 2016-12-06 Southwest Research Institute Nanocrystalline interlayer coating for increasing service life of thermal barrier coating on high temperature components
US20140166257A1 (en) * 2012-12-19 2014-06-19 Diode-On Optoelectronics Limited Heat dissipation composite
EP2865781A1 (de) * 2013-10-22 2015-04-29 Siemens Aktiengesellschaft Zweilagige keramische Schicht mit unterschiedlichen Mikrostrukturen
DE102014222686A1 (de) * 2014-11-06 2016-05-12 Siemens Aktiengesellschaft Doppellagige Wärmedämmschicht durch unterschiedliche Beschichtungsverfahren
CN104744081B (zh) * 2015-03-20 2016-10-05 中国人民解放军国防科学技术大学 一种抗高温湿氧腐蚀涂层及其制备方法
DE102015223576A1 (de) * 2015-11-27 2017-06-01 Siemens Aktiengesellschaft Lokale zweilagige Wärmedämmschicht
US11739410B2 (en) * 2016-06-15 2023-08-29 The Penn State Research Foundation Thermal barrier coatings
CN109844149A (zh) * 2016-09-12 2019-06-04 西门子股份公司 NiCoCrAlY合金、粉末和层体系
CN115261764B (zh) * 2022-08-24 2023-08-25 昆山西诺巴精密模具有限公司 一种航空发动机机匣涂层及其制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2228389C2 (ru) * 1998-10-01 2004-05-10 Юнайтед Текнолоджиз Корпорейшн Способ обеспечения тепловой защиты и металлическое изделие с керамическим покрытием (варианты)
US20040106015A1 (en) * 2002-11-22 2004-06-03 Sulzer Markets And Technology Ag Spray powder for the manufacture of a thermally insulating layer which remains resistant at high temperatures
RU2266352C2 (ru) * 2002-08-21 2005-12-20 Юнайтид Текнолоджиз Копэрейшн Теплозащитное покрытие (варианты) и содержащее его изделие
US20060177676A1 (en) * 2003-08-13 2006-08-10 Ulrich Bast Heat-insulation material and arrangement of a heat-insulation layer containing said heat-insulation material

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0486489B1 (de) 1989-08-10 1994-11-02 Siemens Aktiengesellschaft Hochtemperaturfeste korrosionsschutzbeschichtung, insbesondere für gasturbinenbauteile
DE3926479A1 (de) 1989-08-10 1991-02-14 Siemens Ag Rheniumhaltige schutzbeschichtung, mit grosser korrosions- und/oder oxidationsbestaendigkeit
WO1996012049A1 (de) 1994-10-14 1996-04-25 Siemens Aktiengesellschaft Schutzschicht zum schutz eines bauteils gegen korrosion, oxidation und thermische überbeanspruchung sowie verfahren zu ihrer herstellung
JP3943139B2 (ja) 1996-12-10 2007-07-11 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト 高温ガスに曝される製品ならびにその製造方法
US6924040B2 (en) * 1996-12-12 2005-08-02 United Technologies Corporation Thermal barrier coating systems and materials
US6117560A (en) * 1996-12-12 2000-09-12 United Technologies Corporation Thermal barrier coating systems and materials
EP0861927A1 (de) 1997-02-24 1998-09-02 Sulzer Innotec Ag Verfahren zum Herstellen von einkristallinen Strukturen
EP0892090B1 (de) 1997-02-24 2008-04-23 Sulzer Innotec Ag Verfahren zum Herstellen von einkristallinen Strukturen
WO1999067435A1 (en) 1998-06-23 1999-12-29 Siemens Aktiengesellschaft Directionally solidified casting with improved transverse stress rupture strength
US6231692B1 (en) 1999-01-28 2001-05-15 Howmet Research Corporation Nickel base superalloy with improved machinability and method of making thereof
JP2003529677A (ja) 1999-07-29 2003-10-07 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト 耐熱性の構造部材及びその製造方法
DE50104022D1 (de) 2001-10-24 2004-11-11 Siemens Ag Rhenium enthaltende Schutzschicht zum Schutz eines Bauteils gegen Korrosion und Oxidation bei hohen Temperaturen
DE50112339D1 (de) 2001-12-13 2007-05-24 Siemens Ag Hochtemperaturbeständiges Bauteil aus einkristalliner oder polykristalliner Nickel-Basis-Superlegierung
JP2003342751A (ja) * 2002-05-23 2003-12-03 Japan Fine Ceramics Center 耐熱構造部材およびその製造方法
SE0202429D0 (sv) * 2002-08-14 2002-08-14 Astrazeneca Ab Novel Compounds
JP4969094B2 (ja) * 2004-12-14 2012-07-04 三菱重工業株式会社 遮熱コーティング部材及びその製造並びにガスタービン
EP1707653B1 (de) * 2005-04-01 2010-06-16 Siemens Aktiengesellschaft Schichtsystem
DE202005020695U1 (de) 2005-04-01 2006-06-14 Siemens Ag Schichtsystem
EP1783248A1 (de) * 2005-11-04 2007-05-09 Siemens Aktiengesellschaft Zweilagiges thermisches Schutzschichtsystem mit Pyrochlor-Phase
US20070160859A1 (en) * 2006-01-06 2007-07-12 General Electric Company Layered thermal barrier coatings containing lanthanide series oxides for improved resistance to CMAS degradation
EP1806432A1 (de) * 2006-01-09 2007-07-11 Siemens Aktiengesellschaft Schichtsystem mit zwei Pyrochlorphasen
JP4959213B2 (ja) * 2006-03-31 2012-06-20 三菱重工業株式会社 遮熱コーティング部材及びその製造方法ならびに遮熱コート材料、ガスタービン及び焼結体
DE202006009526U1 (de) 2006-06-16 2006-08-17 Siemens Ag Schichtsystem mit Gadolinium-Mischkristall-Pyrochlorphase
DE202006009527U1 (de) 2006-06-16 2006-08-17 Siemens Ag Schichtsystem mit zwei Pyrochlorphasen
DE202006009603U1 (de) 2006-06-20 2006-11-02 Siemens Ag Zweilagiges Schichtsystem mit Pyrochlor-Phase
KR100798478B1 (ko) * 2006-08-31 2008-01-28 한양대학교 산학협력단 열차폐 코팅용 소결체, 이의 제조방법 및 이를 이용한열차폐 코팅층의 제조방법
ATE530505T1 (de) * 2007-05-07 2011-11-15 Siemens Ag Keramisches pulver, keramische schicht sowie schichtsystem aus zwei pyrochlorphasen und oxiden

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2228389C2 (ru) * 1998-10-01 2004-05-10 Юнайтед Текнолоджиз Корпорейшн Способ обеспечения тепловой защиты и металлическое изделие с керамическим покрытием (варианты)
RU2266352C2 (ru) * 2002-08-21 2005-12-20 Юнайтид Текнолоджиз Копэрейшн Теплозащитное покрытие (варианты) и содержащее его изделие
US20040106015A1 (en) * 2002-11-22 2004-06-03 Sulzer Markets And Technology Ag Spray powder for the manufacture of a thermally insulating layer which remains resistant at high temperatures
US20060177676A1 (en) * 2003-08-13 2006-08-10 Ulrich Bast Heat-insulation material and arrangement of a heat-insulation layer containing said heat-insulation material

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2634864C1 (ru) * 2016-07-18 2017-11-07 Общество С Ограниченной Ответственностью "Технологические Системы Защитных Покрытий" (Ооо "Тсзп") Порошковый материал для газотермического напыления покрытий

Also Published As

Publication number Publication date
EP1990330A1 (de) 2008-11-12
RU2008118082A (ru) 2009-11-20
JP5294689B2 (ja) 2013-09-18
JP2010241611A (ja) 2010-10-28
CN101302104A (zh) 2008-11-12
CN101302104B (zh) 2013-09-18
US8163396B2 (en) 2012-04-24
US20110256365A1 (en) 2011-10-20
EP1990330B1 (de) 2011-06-29
ES2368005T3 (es) 2011-11-11
ATE514663T1 (de) 2011-07-15
DK1990330T3 (da) 2011-09-26
US8084382B2 (en) 2011-12-27
US20100297409A1 (en) 2010-11-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2464175C2 (ru) Керамический порошок, керамический слой и многослойная система с пирохлорной фазой и оксидами
RU2388845C2 (ru) Многослойная система тепловой защиты с фазой пирохлора
US8057924B2 (en) Layer system comprising two pyrochlore phases
JP5553486B2 (ja) ガドリニウム混晶パイロクロア相と酸化物とを有するセラミック粉末、セラミック層及び層組織
US9567664B2 (en) Ceramic thermal barrier coating system with two ceramic layers
RU2392349C2 (ru) Покрытие для детали из жаропрочного сплава на основе железа, или никеля, или кобальта
US8420238B2 (en) Use of a tungsten bronze structured material and turbine component with a thermal barrier coating
US7968485B2 (en) Ceramic powder, ceramic layer and layer system of two pyrochlore phases and oxides
JP2006281783A (ja) 層組織
KR101540500B1 (ko) 파이로클로르 상을 갖는 2층의 다공성 층 시스템
JP2010241610A6 (ja) ガドリニウム混晶パイロクロア相と酸化物とを有するセラミック粉末、セラミック層及び層組織
JP2010241611A6 (ja) パイロクロア相と酸化物とを有するセラミック粉末、セラミック層及び層組織
JP2010241609A6 (ja) ２つのパイロクロア相と酸化物とを有するセラミック粉末、セラミック層及び層組織
US20090123722A1 (en) Coating system
JP5647762B2 (ja) パイロクロア相と二次酸化物とを有する外側セラミック層を含有してなる層組織
JP2010242109A6 (ja) パイロクロア相と酸化物とを有する２層層組織
GB2439312A (en) Protective coating for turbine components

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190507