用于燃?xì)鉁u輪機(jī)部件的涂布系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種用于施用燃?xì)鉁u輪機(jī)部件的保護(hù)性環(huán)境涂層的系統(tǒng)或方法。所述涂層包括施用至包括陶瓷基體復(fù)合材料的基材的粘合層和環(huán)境阻擋涂布層。第一環(huán)境阻擋涂布層通過所述粘合層粘結(jié)至所述基材。所述粘合層包括硅和由鑭或鈰的粒子組成的粒子。
【專利說明】用于燃?xì)鉁u輪機(jī)部件的涂布系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本申請(qǐng)大體涉及一種用于保護(hù)在陶瓷基體組合物基材上的環(huán)境阻擋涂層（EBC) 的組合物。本申請(qǐng)更具體地涉及一種用于保護(hù)在由陶瓷基體復(fù)合材料（CMC)形成的基材上 的EBC的組合性涂層。

【背景技術(shù)】
[0002] 發(fā)電系統(tǒng)（如燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)、蒸汽渦輪機(jī)和其他渦輪機(jī)組件）包括用于供給壓 縮燃燒空氣流的壓縮機(jī)部分、用于燃燒所述壓縮燃燒空氣中的燃料的燃燒器部分、以及用 于從燃燒空氣提取熱能并將所述能量轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)軸形式的機(jī)械能的渦輪機(jī)部分。
[0003] 現(xiàn)代高效燃燒渦輪機(jī)具有超過約1，000°C的點(diǎn)火溫度，隨著對(duì)更有效的發(fā)動(dòng)機(jī)的 需求持續(xù)，預(yù)期甚至更高的點(diǎn)火溫度。形成"熱氣通道"燃燒器和渦輪機(jī)部分的許多部件直 接暴露于侵蝕性的熱燃燒氣體，例如燃燒器內(nèi)襯、在燃燒部分和渦輪機(jī)部分之間的過渡管 道、和渦輪機(jī)固定輪葉和旋轉(zhuǎn)槳葉和周圍的環(huán)形段。除了熱應(yīng)力之外，這些和其他部件也暴 露于進(jìn)一步在部件上磨損的機(jī)械應(yīng)力、載荷和來自熱氣體中的粒子的腐蝕。
[0004] 許多鈷基和鎳基高溫合金材料通常用于制造在燃燒渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的熱氣通道部分 中使用的大部分燃燒渦輪機(jī)部件，其通過用熱阻擋涂層（TBC)涂布部件而與熱氣流隔絕， 以在所述侵蝕性高溫燃燒環(huán)境中經(jīng)受長(zhǎng)期操作。
[0005]TBC系統(tǒng)通常由四層組成：金屬基材、金屬粘結(jié)層、熱生長(zhǎng)氧化物和陶瓷頂涂層。 陶瓷頂涂層通常包括氧化釔穩(wěn)定的氧化鋯（YSZ)，所述氧化釔穩(wěn)定的氧化鋯由于具有極低 的熱導(dǎo)率并同時(shí)在通常在應(yīng)用中可見的正常操作溫度下保持穩(wěn)定而是合意的。TBC通過多 種劣化模式而經(jīng)歷劣化，所述多種劣化模式包括在熱循環(huán)暴露過程中粘結(jié)層的機(jī)械起皺、 加速氧化、熱腐蝕和熔融沉積劣化。即使是開發(fā)用于熱阻擋應(yīng)用的更新的陶瓷（如氧化釓 穩(wěn)定的氧化鋯、氧化釹穩(wěn)定的氧化鋯、氧化鏑穩(wěn)定的氧化鋯）也經(jīng)歷類似的劣化模式，包括 在熱循環(huán)暴露過程中粘結(jié)層的機(jī)械起皺、加速氧化、熱腐蝕和熔融沉積劣化。隨著TBC的損 失，部件經(jīng)受高得多的溫度，部件壽命顯著降低。
[0006] 許多陶瓷基體復(fù)合材料（CMC)(如含硅（SiC)或氮化硅（Si3N4)基材材料）制造用 作燃燒渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的熱氣通道部分中的燃燒渦輪機(jī)部件，其通過用環(huán)境阻擋涂層（EBC)涂 布部件而保護(hù)免于對(duì)熱氣流中的化學(xué)環(huán)境的有害暴露，以在所述侵蝕性高溫燃燒環(huán)境中經(jīng) 受長(zhǎng)期操作。
[0007]EBC系統(tǒng)可由稀土（RE)二硅酸鹽或稀土單硅酸鹽組成，其中RE=La、Ce、Pr、NcU Sm、Eu、GcUTh、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和Lu,并包括稀土類似元素Y和Sc。RE二硅酸鹽具有 RE2Si2O7的一般組成，RE單硅酸鹽具有RE2SiO5的一般組成。稀土二硅酸鹽EBC的缺點(diǎn)在于 它們易受SiO2的浸出（SiO2的浸出在EBC中產(chǎn)生微孔微結(jié)構(gòu)），最初致密的EBC在小于所 需設(shè)計(jì)壽命內(nèi)轉(zhuǎn)化為多孔層。因此，這種二硅酸鹽可能不具有應(yīng)用所需的耐久性。稀土單 硅酸鹽通常具有不與CMC基材材料的CTE良好匹配的CTE。作為結(jié)果，單硅酸鹽頂涂層往往 在施用、熱處理和/或服務(wù)暴露過程中裂化，從而使水蒸氣滲透頂涂層，并引起表面下化學(xué) 反應(yīng)和/或過早EBC散裂。
[0008] 用于保護(hù)EBC的現(xiàn)有解決方法提出在渦輪機(jī)的熱氣通道的入口中泵送硅（Si)金 屬，以在EBC系統(tǒng)上沉積二氧化硅（SiO2)薄膜。之前的解決方法未能考慮Si的定向沉積 以獲得改進(jìn)的粘附和更大的氧化保護(hù)。在陶瓷基體組合物基材上的Si的策略性沉積需要 更少的硅來產(chǎn)生比現(xiàn)有技術(shù)所存在的更好的粘附和保護(hù)結(jié)果。
[0009] 所公開的系統(tǒng)和/或方法的預(yù)期優(yōu)點(diǎn)滿足這些需要中的一個(gè)或多個(gè)，或者提供其 他有利特征。根據(jù)本說明書，其他特征和優(yōu)點(diǎn)將顯而易見。所公開的教導(dǎo)擴(kuò)展至落入權(quán)利 要求書的范圍內(nèi)的那些實(shí)施例，無論它們是否實(shí)現(xiàn)前述需要中的一個(gè)或多個(gè)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 范圍與原始要求保護(hù)的本發(fā)明相同的某些實(shí)施例總結(jié)如下。這些實(shí)施例不旨在限 制所要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍，相反，這些實(shí)施例僅旨在提供本發(fā)明的可能形式的簡(jiǎn)要總 結(jié)。實(shí)際上，本發(fā)明可涵蓋可與如下所述的實(shí)施例類似或不同的多種形式。
[0011] 本發(fā)明基于一種組合物，其在重復(fù)熱循環(huán)過程中提供用于施用至陶瓷基體復(fù)合材 料（CMC)基材（例如燃?xì)鉁u輪機(jī)槳葉）的環(huán)境阻擋涂層（EBC)的內(nèi)在保護(hù)。EBC涂層本身 為多層結(jié)構(gòu)，保護(hù)（防止）下方的CMC免于來自環(huán)境客體（如熱氣、F0D/D0D、水蒸氣和干燥 /濕潤(rùn)的氧氣）的攻擊。在常規(guī)EBC系統(tǒng)中，由于熱生長(zhǎng)氧化物（TGO)層的生長(zhǎng)，從而導(dǎo)致 基材與保護(hù)層之間的Si基粘結(jié)層在高溫下的操作過程中蠕變。本發(fā)明公開了一種組合物， 其構(gòu)造用于在熱循環(huán)過程中使玻璃相穩(wěn)定，并抵抗玻璃的去玻璃化。為了沉積新的組成性 結(jié)構(gòu)，通過各種方法共沉積硅金屬（Si)和某些化合物的納米涂層，所述各種方法包括定向 外延、大氣等離子體噴涂（APS)、化學(xué)氣相沉積（CVD)、電子束物理氣相沉積（EBPVD)或漿料 方法。
[0012] 一個(gè)實(shí)施例涉及一種用于燃?xì)鉁u輪機(jī)部件的涂布系統(tǒng)。所述涂布系統(tǒng)包括施用至 包括陶瓷基體復(fù)合材料的基材的粘合層，和至少一個(gè)環(huán)境阻擋涂布層，其中所述至少一種 環(huán)境阻擋涂布層通過所述粘合層粘結(jié)至所述基材，其中所述粘合層包含硅和由鑭或鈰的粒 子組成的粒子。
[0013] 另一實(shí)施例涉及一種用于保護(hù)施用至渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)部件的陶瓷基體復(fù)合材料（CMC) 基材的環(huán)境阻擋涂層（EBC)的方法。所述方法包括提供至少一個(gè)EBC層、CMC基材和Si基 粘結(jié)層；經(jīng)由所述粘結(jié)層將所述至少一個(gè)EBC層粘結(jié)至CMC基材；使部件暴露于高溫；當(dāng)部 件暴露于高溫時(shí)氧化所述Si基粘結(jié)層，并熔化所述Si基粘結(jié)層；形成熱生長(zhǎng)氧化物（TGO) 作為在由施加至部件的離心載荷引起的剪切應(yīng)力下移動(dòng)的粘性流體層；防止水蒸氣和氧物 質(zhì)（oxygenspecies)在最外裂化EBC層內(nèi)侵蝕；以及延長(zhǎng)水蒸氣和氧物質(zhì)至所述至少一個(gè) EBC層中和朝向CMC基材的滲透。
[0014] 所公開的涂布系統(tǒng)通過增加CMC槳葉的使用壽命而提供對(duì)EBC系統(tǒng)的保護(hù)。
[0015] 另一優(yōu)點(diǎn)在于通過防止干燥/濕潤(rùn)氧氣和水蒸氣滲透至EBC層內(nèi)而增加CMC渦輪 機(jī)槳葉的壽命。
[0016] 又一優(yōu)點(diǎn)在于能夠延長(zhǎng)CMC槳葉的使用壽命而不改變化學(xué)或材料組成。
[0017] 再一優(yōu)點(diǎn)包括由于使用更便宜的材料而產(chǎn)生的成本節(jié)約、更容易地使用目前的涂 布技術(shù)實(shí)施、CMC動(dòng)葉（bucket)和相關(guān)的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的更大的可靠性和更長(zhǎng)的使用壽 命。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018] 圖1顯示了一個(gè)示例性的發(fā)電系統(tǒng)。
[0019] 圖2顯示了施用至CMC基材的一個(gè)示例性涂布系統(tǒng)。
[0020] 圖3為示出了熱生長(zhǎng)氧化物層的蠕變速率的圖。
[0021] 圖4顯示了具有圖2所示的組成性粘結(jié)層的一個(gè)示例性發(fā)電系統(tǒng)部件。
[0022] 圖5顯示了經(jīng)由Si基粘結(jié)層粘結(jié)至CMC基材的EBC層。

【具體實(shí)施方式】
[0023] 本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)特定實(shí)施例將如下描述。為了提供這些實(shí)施例的簡(jiǎn)明描述， 實(shí)際實(shí)施的所有特征可能不在說明書中描述。應(yīng)了解在任何這種實(shí)際實(shí)施的開發(fā)中，如同 在任何工程或設(shè)計(jì)項(xiàng)目中一樣，必須進(jìn)行許多實(shí)施相關(guān)的決定以實(shí)現(xiàn)開發(fā)者的特定目標(biāo)， 如符合系統(tǒng)相關(guān)和商業(yè)相關(guān)的限制，一個(gè)實(shí)施與另一個(gè)實(shí)施的特定目標(biāo)可能不同。此外，應(yīng) 了解這種開發(fā)能力可能是復(fù)雜且耗時(shí)的，但對(duì)于具有本公開的益處的本領(lǐng)域技術(shù)人員而言 仍然是設(shè)計(jì)、裝配和制造的常規(guī)任務(wù)。
[0024] 當(dāng)介紹本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例的要素時(shí)，冠詞"一"、"所述"旨在意指存在一個(gè)或多 個(gè)要素。術(shù)語(yǔ)"包含"、"包括"和"具有"旨在為包括的，并意指可能存在除了所列要素之外 的另外的要素。
[0025] 發(fā)電系統(tǒng)包括但不限于燃?xì)鉁u輪機(jī)、蒸汽渦輪機(jī)和其他渦輪機(jī)組件。在某些應(yīng)用 中，其中包括渦輪機(jī)械（例如渦輪機(jī)、壓縮機(jī)和泵）和其他機(jī)械裝置的發(fā)電系統(tǒng)可包括暴露 于嚴(yán)重磨損條件的部件。例如，某些發(fā)電系統(tǒng)部件（如槳葉、外殼、轉(zhuǎn)子葉輪、軸、噴嘴等） 可能在高熱和高旋轉(zhuǎn)環(huán)境中操作。由于極端環(huán)境操作條件，因此需要熱阻擋涂層和環(huán)境阻 擋涂層。
[0026] 圖1顯示了發(fā)電系統(tǒng)10的一個(gè)例子，一個(gè)燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其具有壓縮機(jī)部分12、 燃燒器部分14和渦輪機(jī)部分16。在渦輪機(jī)部分16中，存在固定翼型或輪葉18和旋轉(zhuǎn)翼型 或槳葉20的交替的行。槳葉20的每一行由附接至提供于轉(zhuǎn)子24上的葉輪22的多個(gè)翼型 20形成。槳葉20可從葉輪22向外徑向延伸，并在稱為葉尖26的區(qū)域中終止。輪葉18的 每一行通過將多個(gè)輪葉18附接至輪葉載體而形成。輪葉18可從輪葉載體28的內(nèi)周表面 徑向向內(nèi)延伸。輪葉載體28附接至外殼32,所述外殼32包圍發(fā)動(dòng)機(jī)10的渦輪機(jī)部分16。 在發(fā)電系統(tǒng)10的操作過程中，高溫和高速度氣體流動(dòng)通過渦輪機(jī)部分16中的輪葉18和槳 葉20的行。
[0027] 公開了一種組成性涂布系統(tǒng)，其提供了對(duì)施用至基材（例如由陶瓷基體復(fù)合材料 (CMC)制得的燃?xì)鉁u輪機(jī)槳葉20)的環(huán)境阻擋涂層（EBC)的保護(hù)。EBC涂層包括多層結(jié)構(gòu)， 從而通過防止環(huán)境客體（如熱氣體、外物損傷（FOD)、內(nèi)物損傷（DOD)、水蒸氣和干燥或濕潤(rùn) 的氧氣）的攻擊而保護(hù)下方的CMC。在常規(guī)EBC系統(tǒng)中，由于熱生長(zhǎng)氧化物（TGO)層的生 長(zhǎng)，從而導(dǎo)致基材與保護(hù)層之間的Si基粘結(jié)層在高溫下的操作過程中蠕變。公開了在裂化 的EBC的頂層上的策略性位置處的計(jì)算薄膜沉積。在新型結(jié)構(gòu)化涂布系統(tǒng)中，硅金屬（Si) 的納米涂層可在策略性位置（例如在由于熱失配而形成的裂紋處的頂層上）處通過如下方 式沉積：定向外延、先進(jìn)等離子體源（APS)沉積、化學(xué)氣相沉積（CVD)、電子束物理氣相沉積 (EBPVD)或漿料方法。薄膜隨著時(shí)間經(jīng)過而氧化為二氧化硅或硅石，由此通過防止?jié)駳夂蜐?潤(rùn)氧氣的侵蝕而保護(hù)頂層。
[0028] 接著參照?qǐng)D2,顯示了在CMC基材20 (例如燃?xì)鉁u輪機(jī)動(dòng)葉或槳葉）上EBC40的 蠕變機(jī)制。圖2示出了可施用至CMC基材20的一個(gè)示例性涂層?；?0可由粘合層120 涂布，所述粘合層120可用作粘結(jié)層，并協(xié)助將EBC層粘結(jié)至基材20。在一個(gè)實(shí)施例中，粘 合層120可為硅粘結(jié)層。EBC層140可施用于粘合層120上。另外的EBC層150、160和 170可進(jìn)一步施用于EBC層140上。可使用任意手段和方法將任意數(shù)量的EBC層施用至基 材20和本文公開的任意其他基材或表面，任意材料可用于本文公開的任意槳葉、粘合層和 EBC層，包括粘合層120、EBC層140、150、160和170和槳葉110。所有這種實(shí)施例意圖在本 公開的范圍內(nèi)。
[0029] 在一個(gè)示例性實(shí)施例中，EBC層170可含有例如Y2SiO5,EBC層160可含有例如 Y2Si2O7或Yb2Si2O7,EBC層150可包含例如硅鋁酸鋇鍶（BSAS)，EBC層140可含有例如Y2Si2O7 或Yb2Si207。箭頭180、182表示作用于TGO層190 (例如SiO2)上的剪切力，其促進(jìn)蠕變。 在一個(gè)示例性實(shí)施例中，在渦輪機(jī)操作過程中的剪切力可為〇. 25兆帕（MPa)。
[0030] 圖3提供了示出了作為TGO層190的以MPa計(jì)的粘度η相對(duì)于以。Γ1計(jì)的溫 度倒數(shù)標(biāo)度（1/溫度）函數(shù)的蠕變速率Y的圖。取樣點(diǎn)60在1Ε+02至1Ε+16帕斯卡-秒 (Pa-s)粘度和0. 0002Γ1至0. 0010Γ1的溫度范圍內(nèi)。在對(duì)應(yīng)于約0. 0006Γ1和約1Ε+10的 交點(diǎn)62處，γ大約等于約每小時(shí)0.1，如以下等式1所計(jì)算：
[0031] 圖4顯示了具有圖2所示的組合性粘結(jié)層（如部分72所表示）的一個(gè)示例性渦 輪機(jī)動(dòng)葉70。渦輪機(jī)動(dòng)葉72可暴露于1500°F至2100°F的操作溫度，和至多15000重 力（g's)的離心旋轉(zhuǎn)力。
[0032] 接著參照?qǐng)D5，EBC層可經(jīng)由Si基粘結(jié)層42粘結(jié)至CMC基材20。在例如燃?xì)鉁u輪 發(fā)動(dòng)機(jī)的熱氣環(huán)境中，Si粘結(jié)層42由于高溫而氧化和熔化，從而形成熱生長(zhǎng)氧化物（TGO) (未顯示）。TGO為粘性流體層，所述粘性流體層在源于離心載荷的剪切應(yīng)力下，由于與外部 EBC層44、46、48、50的熱膨脹系數(shù)（〇^)的失配而移動(dòng)。在示例性實(shí)施例中，存在四個(gè)外 部EBC層44、46、48、50，盡管在其他實(shí)施例中可使用不超過兩個(gè)EBC層。EBC層40的蠕變 可限制CMC渦輪機(jī)動(dòng)葉20的壽命，特別是當(dāng)發(fā)生外部保護(hù)層的裂化時(shí)。硅粘結(jié)層42的施 用防止了水蒸氣和氧物質(zhì)在外部裂化EBC層內(nèi)侵蝕，由此延長(zhǎng)了此處詳述的物質(zhì)至EBC基 體中和隨后朝向CMB槳葉20的滲透。相比于常規(guī)（110)沉積膜，外延硅薄膜（100)更難以 氧化。薄膜隨時(shí)間經(jīng)過而氧化，從而通過在EBC層與CMC基材20之間形成保護(hù)性氧化物層 40而防止槳葉的進(jìn)一步氧化。
[0033] 在一個(gè)實(shí)施例中，第一EBC層44可含有例如Y2SiO5，第二EBC層46可含有例如 Y2Si2O7或Yb2Si2O7，第三EBC層48可包含例如硅鋁酸鋇鍶（BSAS)組成，第四EBC層50可含 有例如Y2Si2O7 或Yb2Si2O715
[0034] 除了Weinburg和Hruby參數(shù)Kw和Kh之外，可使用優(yōu)選低的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg和 優(yōu)選高的玻璃熔化溫度Tm來評(píng)價(jià)抵抗結(jié)晶的玻璃穩(wěn)定性。當(dāng)SiO2為主要的玻璃形成劑時(shí)， 玻璃穩(wěn)定性略微增加。當(dāng)BaO含量為三元體系中的最強(qiáng)玻璃改性劑時(shí)，玻璃穩(wěn)定性強(qiáng)烈降 低。堿土金屬（Ba2+Xa2+)由Sr2部分取代（其特征在于場(chǎng)強(qiáng)z/a2 = 0. 30)會(huì)略微降低玻璃 穩(wěn)定性。相比之下，在娃層中La5+(z/a2 = 0. 51)和Ce4+(z/a2 = . 078)的取代會(huì)增加Hmb歹 參數(shù)Kh。不受限于理論，如由：ΗηΛγ參數(shù)顯示的增加的場(chǎng)強(qiáng)降低了熱循環(huán)過程中的去玻璃 化。
[0035]應(yīng)了解本申請(qǐng)不限于如下描述中所述或附圖中所示的細(xì)節(jié)或方法學(xué)。也應(yīng)了解， 本文所用的措辭和術(shù)語(yǔ)僅為了描述的目的，不應(yīng)被認(rèn)為是限制性的。
[0036]盡管目前優(yōu)選附圖中所示和本文描述的示例性實(shí)施例，但應(yīng)了解這些實(shí)施例僅以 舉例的方式提供。因此，本申請(qǐng)不限于特定的實(shí)施例，而是擴(kuò)展至落入所附權(quán)利要求書的范 圍內(nèi)的各種修改。任一過程或方法步驟的順序或次序可根據(jù)可選擇的實(shí)施例而變化或重排 序。
[0037]應(yīng)注意，盡管本文的附圖可顯示方法步驟的具體順序，但應(yīng)了解這些步驟的順序 可與所顯示不同。而且，兩個(gè)或更多個(gè)步驟可同時(shí)進(jìn)行或部分同時(shí)進(jìn)行。這種變化取決于所 選的軟件和硬件系統(tǒng)以及設(shè)計(jì)者選擇。應(yīng)了解，所有這種變化在本申請(qǐng)的范圍內(nèi)。同樣地， 軟件實(shí)施可使用標(biāo)準(zhǔn)編程技術(shù)完成，所述標(biāo)準(zhǔn)編程技術(shù)使用基于規(guī)則的邏輯和其他邏輯來 完成各種連接步驟、加工步驟、比較步驟和決策步驟。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于燃?xì)鉂?rùn)輪機(jī)部件的涂布系統(tǒng)，所述涂布系統(tǒng)包括： 粘合層，所述粘合層施用至包括陶瓷基體復(fù)合材料的基材；和 至少一個(gè)環(huán)境阻擋涂布巧BC)層； 其中所述至少一個(gè)邸C層通過所述粘合層粘結(jié)至所述基材； 其中所述粘合層包括娃和由銅或鋪的粒子組成的粒子。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的涂布系統(tǒng)，其特征在于，所述至少一個(gè)邸C涂布層包括多個(gè) EBC涂布層。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的涂布系統(tǒng)，其特征在于，所述至少一個(gè)邸C層包括多個(gè)邸C 層，所述多個(gè)邸C層包括含有Y2Si2〇7的第一 EBC層。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的涂布系統(tǒng)，其特征在于，所述至少一個(gè)邸C層包括多個(gè)邸C 層，所述多個(gè)邸C層包括含有孔2Si2〇7的第一 EBC層。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的涂布系統(tǒng)，其還包括包含娃鉛酸頓餓的第二邸C層。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的涂布系統(tǒng)，其還包括包含娃鉛酸頓餓的第二邸C層。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的涂布系統(tǒng)，其還包括含有YsSisO,的第H EBC層。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的涂布系統(tǒng)，其還包括含有孔2Si2〇7的第H EBC層。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的涂布系統(tǒng)，其還包括含有YsSiOg的第四邸C層。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的涂布系統(tǒng)，其還包括含有YsSiOg的第四邸C層。
11. 一種用于保護(hù)施用至潤(rùn)輪發(fā)動(dòng)機(jī)部件的陶瓷基體復(fù)合材料（CMC)基材的環(huán)境阻擋 涂層巧BC)的方法，所述方法包括： 提供至少一個(gè)邸C層、CMC基材和Si基粘結(jié)層； 經(jīng)由所述粘結(jié)層將所述至少一個(gè)邸C層粘結(jié)至所述CMC基材； 使所述部件暴露于高溫； 當(dāng)所述部件暴露于所述高溫時(shí)，氧化所述Si基粘結(jié)層并烙化所述Si基粘結(jié)層； 形成熱生長(zhǎng)氧化物（TG0)作為在由施加至所述部件的離也載荷引起的剪切應(yīng)力下移 動(dòng)的粘性流體層； 防止水蒸氣和氧物質(zhì)在最外裂化邸C層內(nèi)侵蝕；和 延長(zhǎng)所述水蒸氣和氧物質(zhì)至所述至少一個(gè)邸C層中和朝向CMC基材的滲透。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其還包括用La5+部分取代堿±金屬組分，W增加所 述粘結(jié)層中的Hmb^參數(shù)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，場(chǎng)強(qiáng)的特征在于（z/a2 = 0. 51)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其還包括用Ce4+部分取代堿±金屬組分，W增加所 述粘結(jié)層中的參數(shù)。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，場(chǎng)強(qiáng)的特征在于（z/a2 = . 078)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其還包括用La5+和Ce4+部分取代堿±金屬組分，W 增加所述粘結(jié)層中的HrubS^參數(shù)。
17. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其還包括在熱循環(huán)過程中使玻璃相穩(wěn)定。
18. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其還包括通過選自由下述組成的組中的方法共沉積 所述至少一個(gè)邸C層：定向外延、大氣等離子體噴涂（APS)、化學(xué)氣相沉積（CVD)、電子束物 理氣相沉積巧BPVD)或漿料方法。
19. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其還包括其中所述粘結(jié)層包括定向娃薄膜，所述定 向娃薄膜相對(duì)于非定向沉積膜具有增加的抗氧化性，其中所述粘結(jié)涂層隨時(shí)間氧化，并通 過在所述至少一個(gè)邸C層與所述CMC基材之間形成保護(hù)性氧化物層而防止所述CMC基材的 進(jìn)一步氧化。
20. -種用于燃?xì)鉂?rùn)輪機(jī)部件的涂層，所述涂層包括： 基材，所述基材包括陶瓷基體復(fù)合材料； 粘合層，所述粘合層施用至所述基材，和 至少一個(gè)環(huán)境阻擋涂布層； 其中所述至少一個(gè)環(huán)境阻擋涂布層通過所述粘合層粘結(jié)至所述基材； 其中所述粘合層包括娃和由銅或鋪的粒子組成的粒子； 其中所述至少一個(gè)邸C涂布層包括多個(gè)邸C涂布層，其中： 所述至少一個(gè)邸C層包括多個(gè)邸C層，所述多個(gè)邸C層包括含有Y2Si2〇7或孔2Si2〇7的 第一 EBC層、包含娃鉛酸頓餓的第二邸C層、含有Y2Si2〇7或孔2Si2〇7的第H EBC層、和含有 YsSiOs的第四EBC層。
【文檔編號(hào)】C23C28/04GK104428448SQ201380035926
【公開日】2015年3月18日 申請(qǐng)日期:2013年6月20日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月5日
【發(fā)明者】R.達(dá)斯, J.C.謝菲爾, J.張 申請(qǐng)人:通用電氣公司