專利名稱：渦輪機(jī)噴嘴翼面和熱燃?xì)饴窂讲考砻嫱繉酉到y(tǒng)及其方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及暴露于高溫的部件、諸如燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的不利的熱環(huán)境中的部件的涂層。更詳細(xì)地說(shuō)，本發(fā)明針對(duì)一種涂敷在安置于燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的熱燃?xì)饴窂街械牟考系臒嵴贤繉?TBC)上的表面保護(hù)涂層。
燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)部件如靜止葉片或噴嘴、轉(zhuǎn)動(dòng)葉片和燃燒硬件在操作期間由于表面腐蝕和弄臟之類原因而遭遇性能變壞。除了其它原因外，這些部件的壽命還由于其暴露遇到的極高溫度而受到?jīng)_擊。
燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒硬件和其它熱燃?xì)饴窂讲考Ｊ艿揭环N熱屏蔽涂層或TBC的保護(hù)，后者降低了下面部件襯底的溫度并因此延長(zhǎng)了部件的使用壽命。陶瓷材料特別是氧化釔穩(wěn)定的氧化鋯(YSZ)由于其高溫性能、低的熱導(dǎo)率與相對(duì)易于用等離子體濺射、火焰濺射和物理氣相沉積(PVD)技術(shù)來(lái)沉積而被廣泛用作TBC材料?？諝獾入x子體濺射(APS)由于其相對(duì)低的設(shè)備費(fèi)用與易于涂敷和掩蔽而經(jīng)常優(yōu)先于其它沉積工藝。
不幸的是，TBC表面拋光極為粗糙且易于腐蝕。事實(shí)上，TBC表面粗糙度大于母金屬的表面拋光，從而增大了外部熱傳導(dǎo)和總的噴嘴熱負(fù)荷并負(fù)面地沖擊航空動(dòng)力學(xué)性能。TBC表面性能變壞經(jīng)常是由于在燃燒過(guò)程中燃燒含有與硫化合的堿金屬的燃料并在部件表面上沉積低熔點(diǎn)鹽類而弄臟的結(jié)果。污染物也可能來(lái)自因控制NOx或功率增大而吸入的空氣或注入的水。進(jìn)一步的性能變壞由于TBC材料本身的腐蝕而產(chǎn)生。
更明確地說(shuō)，可以認(rèn)為，TBC系統(tǒng)的使用壽命通常受到因熱疲勞而造成的剝落事件的限制。除了陶瓷TBC和金屬襯底之間的CTE配合不當(dāng)外，由于TBC在燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)操作期間受到發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)存在的化合物的污染，也可能促進(jìn)了剝落。
在飛機(jī)燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)部件內(nèi)，在TBC上已外加擴(kuò)散反射屏蔽涂層，在該反射屏蔽涂層上外加一個(gè)外低發(fā)射率頂部涂層。該附加的頂部涂層設(shè)計(jì)成減小進(jìn)入部件的熱量。參見美國(guó)專利No.6,210,791。
也已經(jīng)知道在TBC上涂敷加一個(gè)保護(hù)涂層來(lái)保護(hù)TBC，其中該保護(hù)涂層包含一種基質(zhì)材料中的氧化鋁微粒，利用一種合適的載體液體如甲醇、乙醇等。該保護(hù)涂層設(shè)計(jì)成即使不能防止也能減小CMAS向下面的TBC中的滲入。參見美國(guó)專利No.6,465,090。
發(fā)明概述本發(fā)明通過(guò)進(jìn)一步確定作為TBC使用溫度的函數(shù)的No.6,465,090專利中描述的保護(hù)涂層的厚度而一步達(dá)到先有技術(shù)說(shuō)明的內(nèi)容。其最終結(jié)果是在常規(guī)的TBC上外加一個(gè)光滑的保護(hù)屏蔽涂層，該涂層保護(hù)TBC免受腐蝕，提供一個(gè)其上不能附著污染物的光滑表面，減小熱傳導(dǎo)，降低對(duì)表面弄臟的敏感性，并改進(jìn)空氣動(dòng)力學(xué)性能。
在示范的實(shí)施例中，該表面保護(hù)涂層包括處在含二氧化硅的基質(zhì)中的氧化鋁微粒。該涂層可以是基本上均質(zhì)的，或者由多個(gè)成分不同的層形成。
本發(fā)明中特別重要的是對(duì)TBC識(shí)別或確定一個(gè)即使不能消除該表面保護(hù)涂層剝落的可能性也能將其盡可能減小的最小有效厚度。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，對(duì)于由TBC保護(hù)的燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)部件，TBC的使用溫度決定使該表面保護(hù)涂層能夠提供一種顯著延長(zhǎng)的壽命的TBC的這種可以接受的最小厚度。
因此，在一個(gè)方面，本發(fā)明涉及一種適用于燃?xì)廨啓C(jī)的熱燃?xì)饴窂降臏u輪機(jī)部件，該部件在其至少一個(gè)表面部分上有一預(yù)定厚度的熱屏蔽涂層，該渦輪機(jī)部件還包括一個(gè)敷涂在該熱屏蔽涂層上的表面保護(hù)涂層，該預(yù)定厚度被確定為該熱屏蔽涂層的使用溫度的函數(shù)。
在另一方面，本發(fā)明涉及一種在其表面上有一熱屏蔽涂層的部件，該部件包括一個(gè)在該熱屏蔽涂層上的外表面保護(hù)涂層，該外表面保護(hù)涂層包含處在一種含二氧化硅基質(zhì)中的氧化鋁微粒，該氧化鋁微粒構(gòu)成該外表面保護(hù)涂層的約5％～約85％的重量百分比，而該含二氧化硅的基質(zhì)主要由二氧化硅、硅酸鹽和莫來(lái)石中的至少一種組成，并構(gòu)成該外表面保護(hù)涂層的約1％～約45％的重量百分比；其中該熱屏蔽涂層有一個(gè)作為該熱屏蔽涂層的使用溫度的函數(shù)而確定的厚度。
在又一方面，本發(fā)明涉及一種在其表面上有一個(gè)部分穩(wěn)定的二氧化鋯的熱屏蔽涂層的燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)部件，該部件包括一個(gè)在該熱屏蔽涂層上的外表面保護(hù)涂層，該外表面保護(hù)涂層包含處在一種結(jié)合劑基質(zhì)中的氧化鋁微粒，該結(jié)合劑基質(zhì)基本上由二氧化硅、硅酸鹽和莫來(lái)石中的至少一種組成，該氧化鋁微粒構(gòu)成該外表面保護(hù)涂層的約5％～約85％的重量百分比，而該結(jié)合劑基質(zhì)構(gòu)成該外表面保護(hù)涂層的約1％～約45％的重量百分比，該外表面保護(hù)涂層有一個(gè)不大于3.8微米R(shí)a的表面粗糙度，其中該熱屏蔽涂層有一個(gè)作為該熱屏蔽涂層的使用溫度的函數(shù)而確定的厚度。
在再一方面，本發(fā)明涉及一種防止在一個(gè)燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)部件上的熱屏蔽除層上外加的表面保護(hù)涂層剝落的方法，包括確定當(dāng)表面保護(hù)涂層發(fā)生剝落時(shí)作為熱屏蔽涂層的使用溫度的函數(shù)的最小有效厚度，以及為熱屏蔽涂層選擇一個(gè)至少等于所述最小有效厚度的厚度。
現(xiàn)在聯(lián)系下述詳圖詳細(xì)描述本發(fā)明。
附圖簡(jiǎn)述

圖1是一種已知燃?xì)廨啓C(jī)的表示典型的燃燒器部件的一個(gè)區(qū)段的部分截面圖；圖2是該燃?xì)廨啓C(jī)的表示在圖1中所示的燃燒器部件下游的渦輪機(jī)級(jí)的另一區(qū)段的截面圖；圖3是通過(guò)按照本發(fā)明的一個(gè)燃?xì)廨啓C(jī)噴嘴的部分截面圖；以及圖4是表示表面保護(hù)涂層的厚度相對(duì)于TBC使用溫度的圖線。
發(fā)明詳述一個(gè)典型的燃?xì)廨啓C(jī)2包括一個(gè)多級(jí)壓縮機(jī)、多個(gè)(如六個(gè)、十個(gè)、十四個(gè)等)燃燒器(沿圍繞轉(zhuǎn)子的圓形陣列取向)，帶三個(gè)或四個(gè)渦輪機(jī)級(jí)。如圖1中所示，渦輪機(jī)2的每個(gè)燃燒器10包括一個(gè)被一槽冷襯里組件16圍繞的燃燒室14，組件16又部分地包圍在氣流套管18內(nèi)。襯里組件16和氣流套管18包圍在圓筒形燃燒室外殼20內(nèi)。燃料噴嘴組件22安裝在外殼20的后部，并向燃燒室供給燃料。壓縮器排放空氣向燃燒器供給，用于倒轉(zhuǎn)氣流套管和襯里之間的氣流并進(jìn)入燃燒區(qū)或燃燒室。燃?xì)馔ㄟ^(guò)連接在每個(gè)燃燒器上的過(guò)渡部件向渦輪機(jī)級(jí)供給。一個(gè)此種過(guò)渡部件示于24。
現(xiàn)在參照?qǐng)D2，總的標(biāo)號(hào)為26的渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子包括疊置部件如轉(zhuǎn)子輪28、30、32、34，后者形成一個(gè)示范的四級(jí)渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子的一部分，在轉(zhuǎn)子輪之間有交錯(cuò)的隔板36、38、40。如圖所示，轉(zhuǎn)子輪28、30、32、34每個(gè)在42、44、46、48處安裝多個(gè)沿周邊間隔設(shè)置的渦輪葉片。靜止的噴嘴50、52、54、56與鄰近的葉片排一起組合成四個(gè)渦輪機(jī)級(jí)。
圖1和2這樣例示渦輪機(jī)2的熱燃?xì)饴窂街械母鞣N部件，如此處所述，這些部件是TBC和頂部涂層的備選物。
為簡(jiǎn)單起見，本發(fā)明將參照一個(gè)高壓噴嘴部件(如噴嘴50，如圖2中所示)，但可以理解，本發(fā)明大體上可以應(yīng)用于在該渦輪機(jī)的熱燃?xì)饴窂絽^(qū)段中操作的任何部件。此種部件包括轉(zhuǎn)動(dòng)葉片，燃燒硬件包括襯里、過(guò)渡部件、燃燒室帽、防濺擋板等。
噴嘴50一般包括一個(gè)翼面部分，在燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)操作期間，熱燃?xì)獾闹赶驅(qū)χ撘砻娌糠帧Ｒ虼艘砻娌糠值谋砻媸艿窖趸?、熱腐蝕和燒蝕的嚴(yán)重侵害。
圖3中表示一種該技術(shù)中已知類型的熱屏蔽涂層(TBC)系統(tǒng)48。如圖所示，該涂層系統(tǒng)包括一個(gè)在襯底56上的結(jié)合涂層60。噴嘴50用的合適材料包括定向凝固的等軸單晶的鎳鐵鈷基超強(qiáng)合金以及非金屬結(jié)構(gòu)材料包括陶瓷基復(fù)合(CMC)材料。結(jié)合涂層60可以是一種覆蓋涂層如MCrAlX(其中M為鐵、鈷和/或鎳，而X為釔或其它稀土元素)或一種擴(kuò)散的鋁化物如鋁化鉑。圖示結(jié)合涂層60將一種熱屏蔽涂層(TBC)62附著在襯底56上。TBC62的一種優(yōu)選材料是氧化釔穩(wěn)定的二氧化鋯(YSZ)，一種優(yōu)選的成分是約8％重量百分比的氧化釔，雖然也可采用其它陶瓷材料如氧化鋁、不穩(wěn)定二氧化鋯或由氧化鎂、二氧化鈰、氧化鈧或其它氧化物部分或完全穩(wěn)定的二氧化鋯。
TBC62是用空氣等離子體濺射法(APS)沉積的，利用該法在結(jié)合涂層60上沉積熔融材料的“肋板”。如所指出的，TBC62有由于等離子體濺射而產(chǎn)生的涂層中通常出現(xiàn)的一定程度的不均質(zhì)性和多孔性。此外，TBC62的表面相當(dāng)粗糙，對(duì)于用APS(APSTBC)沉積的YSZ通常的表面粗糙度為200～500微英寸Ra(約5～13微米R(shí)a)。雖然用APS沉積TBC特別合適，但也可采用其它等離子體濺射技術(shù)如低壓等離子體濺射(LPPS，也稱為真空等離子體濺射(VPS))。TBC62沉積到為下面的襯底56及其翼面部分提供所需的熱保護(hù)的厚度，為約75～約500微米的量級(jí)。
雖然許多TBC系統(tǒng)采用以APS沉積的YSZ為最外層，但其缺點(diǎn)包括TBC表面的粗糙度、抗腐蝕性能和透射紅外(IR)輻射。在燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的操作環(huán)境內(nèi)，表面粗糙度增大了從熱燃?xì)獾讲考乃亓鱾鬟f，并降低了空氣動(dòng)力學(xué)性能。雖然表面粗糙度可通過(guò)拋光如磨光或手工拋光來(lái)降低，但最終的表面光潔度和TBC的厚度不能精確控制而附加的處理費(fèi)用是不希望的。雖然晶體YSZ非?？垢g，但YSZ APSTBC的抗腐蝕性能由于其多孔性和“微裂紋”結(jié)構(gòu)而顯著降低，其結(jié)果是微細(xì)粒子的轟擊撞出TBC的小片。至于IR透射性，分析表明，當(dāng)用APS沉積至約250～500微米厚度時(shí)，YSZ對(duì)熱輻射(波長(zhǎng)為約780nm至約1mm)的透明度為約20％～40％。結(jié)果由YSZ APSTBC提供的熱保護(hù)在具有高的熱輻射負(fù)荷如在燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的環(huán)境中得到兼顧。
為了處理上述關(guān)系，圖3中的TBC62用保護(hù)的頂部涂層64覆蓋。作為噴嘴44的最外層，保護(hù)涂層64決定噴嘴的表面粗糙度。本發(fā)明的表面保護(hù)涂層64也用作對(duì)熱輻射和腐蝕的屏蔽層。表面保護(hù)涂層64由于其厚度、成分和沉積方法而獲得本發(fā)明的這些特點(diǎn)。
表面保護(hù)涂層64通常是一種氧化鋁基二氧化硅結(jié)合的陶瓷材料。更確切地說(shuō)，表面保護(hù)涂層64包含分散在由二氧化硅(SiO2)、硅酸鹽和/或英來(lái)石(3Al2O32SiO2)組成的結(jié)合劑基質(zhì)中的氧化鋁(Al2O3)微粒，其相對(duì)量將隨通過(guò)涂層64看到的點(diǎn)火溫度和后續(xù)的使用溫度而變化，溫度較高時(shí)英米石的量較大。氧化鋁微粒構(gòu)成外表面保護(hù)涂層64的至少5％～約85％重量百分比，而含二氧化硅的結(jié)合劑基質(zhì)構(gòu)成表面保護(hù)涂層64的約1％～約45％重量百分比。表面保護(hù)涂層64中氧化鋁和二氧化硅基基質(zhì)材料的相對(duì)量可隨所要性能而定。較高的二氧化硅含量抑制涂層64的CTE而促進(jìn)玻璃質(zhì)生成，而較高的氧化鋁含量具有大體上偏重的相反效果，因?yàn)檩^高的CTE降低表面保護(hù)涂層64與金屬襯底58的CTE誤匹配。保護(hù)涂層64的添加陶瓷成分包括二氧化鋯(特別是YSZ)、鈦酸鋅和玻璃材料，如果以合適的限制量存在的話。例如，添加二氧化鋯有利于增大涂層64的CTE，而添加鈦酸鋅促進(jìn)涂層64對(duì)熱輻射的反射性能。
氧化鋁微粒可以以兩種分立的微粒直徑范圍存在于表面保護(hù)涂層64中。如果采用這樣一種雙模式直徑分布，較粗成分的合適的微粒直徑范圍為直徑約3.0～約6.0微米，該類微粒構(gòu)成該保護(hù)涂層的約15％～55％重量百分比。一種較粗成分的優(yōu)選氧化鋁粉的微粒直徑范圍為直徑約3.0～約5.5微米。一種雙模式粉末的較細(xì)氧化鋁微粒的合適的微粒直徑范圍為直徑約0.05～約0.8微米，該類微粒構(gòu)成涂層64的約8％～約45％重量百分比。一種較細(xì)成分的優(yōu)選氧化鋁粉的微粒直徑范圍為直徑約0.10～約0.6微米。在該優(yōu)選的直徑范圍內(nèi)，較細(xì)的微粒能夠填充保護(hù)涂層64表面上的較大微粒之間的空間，從而獲得不大于約2.5微米R(shí)a而通常在約1.5～2.5微米R(shí)a(約50～400/500Ra)的表面粗糙度，這比當(dāng)用APS沉積對(duì)TBC62可能的(通常約10～15微米R(shí)a(約500～600微英寸Ra))要顯著地更光滑。氧化鋁微粒的雙模式直徑分布的另一優(yōu)點(diǎn)是，在非常高的溫度下，表面保護(hù)涂層64的基質(zhì)內(nèi)的二氧化硅優(yōu)先地與較細(xì)的氧化鋁微粒反應(yīng)而形成莫來(lái)石相。
較粗的和較細(xì)的兩種成分的氧化鋁粉可以買到。例如，一種合適的較粗成分的氧化鋁粉可購(gòu)買ALCOA公司的Al4牌號(hào)，該粉具有很低的蘇打含量(NaO2＜0.10％)和約0.5m2/g的表面積。一種合適的較細(xì)成分的氧人鋁粉可購(gòu)買Baikowski國(guó)際公司的Baikolox SM8牌號(hào)，該粉具有約10m2/g的表面積，其團(tuán)塊直徑分布(在累積的重量基礎(chǔ)上)為65％小于0.3微米，78％小于0.4微米，95％小于0.6微米，100％小于1.0微米。
為了獲得不大于2.5微米R(shí)a的所要表面粗糙度，必須能夠以這樣的方式沉積表面保護(hù)涂層64，也即具有比下面的TBC62更光滑的表面光潔度。在一個(gè)實(shí)施例中，表面保護(hù)涂層64是通過(guò)濺射一種包含氧化鋁微粒、一含二氧化硅的基質(zhì)的母體和一載體液體或溶劑的稀漿而沉積的。一種稀漿用的合適母體是硅酮如聚甲基硅氧烷，其一個(gè)特定例子是由GE硅酮公司以SR 350牌號(hào)生產(chǎn)并分類為聚硅氧烷族的甲基倍半硅氧烷混合物的樹脂。一種合適的載體液體是無(wú)水醇如甲醇或乙醇，雖然也可使用丙酮、異丙醇或三氯乙烯。一種合適的稀漿包含約40％～約65％重量的氧化鋁粉(最好具有上述兩個(gè)微粒直徑范圍)、約1％～約45％重量百分比的二氧化硅母體和約5％～約90％重量百分比的載體液體。一種補(bǔ)充的和任選的成分是鈦酸鋅，其量小于稀漿的約50％重量，以促進(jìn)涂層64對(duì)熱輻射的反射性。在用該技術(shù)中已知的任何合適的濺射器濺射在TBC62上之后，該成分可以在室溫干燥，而后燒制而產(chǎn)生一個(gè)基本上均質(zhì)的保護(hù)涂層64，具有約40～150微英寸Ra(約1～3.8微米R(shí)a)的表面粗糙度。濺射的保護(hù)涂層64的成分最好是約30％～約55％重量百分比的較粗氧化鋁、約20％～約40％重量百分比的較細(xì)氧化鋁、小于約30％重量的鈦酸鋅(如果存在的話)和約25％～約45％重量百分比的含二氧化硅的基質(zhì)。
表面保護(hù)涂層64的外層涂了鋁粉和二氧化硅母體外還可包含一種玻璃燒結(jié)構(gòu)材料和鈦酸鋅(Zn2TiO4)，后者促進(jìn)涂層的反射性。
保護(hù)涂層64的厚度、結(jié)構(gòu)和性能可以根據(jù)所用燒制的溫度和持續(xù)時(shí)間而定。表面保護(hù)涂層的合適厚度可以為約25～約150微米的范圍。根據(jù)本發(fā)明，TBC62的厚度最好作為如下所述的操作溫度或使用溫度的函數(shù)而確定。現(xiàn)在參照?qǐng)D4，該圖以圖線形式例示設(shè)計(jì)而在約1750°F～2200°F的溫度范圍內(nèi)使用操作的TBC62的厚度和TBC操作溫度之間的關(guān)系。例如，如果TBC62的操作溫度為2000°F，那么TBC62的可以接受的最小厚度為約5.5密耳。厚度小于該可以接受的水平即在曲線下方，將導(dǎo)致表面保護(hù)涂層64剝落，甚至可能使部件失效。為了防止表面保護(hù)涂層64剝落，TBC62的厚度應(yīng)當(dāng)至少和最好大于由該曲線代表的最小有效厚度?？梢岳斫猓鶕?jù)所期望的TBC溫度，可以對(duì)各種渦輪機(jī)部件研究制作合適的圖線。
雖然已聯(lián)系目前認(rèn)為是最實(shí)用和最優(yōu)選的實(shí)施例來(lái)描述了本發(fā)明，但可以理解，本發(fā)明不限于已公開的實(shí)施例，相反，本發(fā)明預(yù)期覆蓋在附屬的權(quán)利要求書的范圍和精神中所包含的各種修改和等效配置。
標(biāo)號(hào)清單燃?xì)廨啓C(jī)2燃燒器10燃燒室14燃燒襯里組件16氣流套管18燃燒器外殼20燃料噴嘴組件22
過(guò)渡部件24渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子26轉(zhuǎn)子輪28，30，32，34隔板36，38，40渦輪葉片42，44，46，48靜止噴嘴50，52，54，56熱屏蔽涂層(TBC)系統(tǒng)58結(jié)合涂層60熱屏蔽涂層(TBC)62表面保護(hù)涂層6權(quán)利要求
1.一種在其表面上具有熱屏蔽涂層(62)的部件(50)，該部件包括一個(gè)覆蓋在該熱屏蔽涂層上的外表面保護(hù)涂層(64)，該外表面保護(hù)涂層包括在一含二氧化硅的基質(zhì)中的氧化鋁微粒，該氧化鋁微粒組成該外表面保護(hù)涂層的約5％～85％重量百分比，而該含二氧化硅的基質(zhì)基本上由二氧化硅、硅酸鹽和莫來(lái)石中的至少一種組成，并構(gòu)成該外表面保護(hù)涂層的約1％～約45％重量百分比；而且其中，該熱屏蔽涂層的厚度該熱屏蔽涂層的使用溫度的函數(shù)而確定。
2.一種按照權(quán)利要求1所述的部件，其特征在于，外表面保護(hù)涂層(64)還包括玻璃材料、二氧化鋯基材料和鈦酸鋅中的至少一種。
3.一種按照權(quán)利要求1所述的部件，其特征在于，該外表面保護(hù)涂層(64)包括兩種微粒直徑范圍的氧化鋁微粒，其中第一種微粒直徑范圍為約3.0～約6.0微米，而第二種微粒直徑范圍為約0.05～約0.8微米。
4.一種按照權(quán)利要求1所述的部件，其特征在于，在該第一種微粒直徑范圍內(nèi)的氧化鋁微粒構(gòu)成該外表面保護(hù)涂層的約15％～約55％的重量百分比，而在該第二種微粒直徑范圍內(nèi)的氧化鋁微粒構(gòu)成該外表面保護(hù)涂層的約8％～約45％的重量百分比。
5.一種按照權(quán)利要求1所述的部件，其特征在于，外表面保護(hù)涂層(64)的厚度為約25～約150微米。
6.一種按照權(quán)利要求1所述的部件，其特征在于包括一個(gè)靜止的渦輪機(jī)噴嘴(50)。
7.一種在其表面上具有部分穩(wěn)定二氧化鋯的熱屏蔽涂層(62)的燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)部件(50)，該部件包括一個(gè)覆蓋在該熱屏蔽涂層上的外表面保護(hù)涂層(64)，該外表面保護(hù)涂層包含處在一種結(jié)合劑基質(zhì)中的氧化鋁微粒，該結(jié)合劑基質(zhì)基本上由二氧化硅、硅酸鹽和英來(lái)石中的至少一種組成，該氧化鋁微粒構(gòu)成該外表面保護(hù)涂層的約5％～85％的重量百分比，該結(jié)合劑基質(zhì)構(gòu)成該外表面保護(hù)涂層的約1％～約45％的重量百分比，該外表面保護(hù)涂層具有不大于3.8微米R(shí)a的表面粗糙度，而且其中，該熱屏蔽涂層的厚度作為該熱屏蔽涂層的使用溫度的函數(shù)而確定。
8.按照權(quán)利要求7所述的渦輪機(jī)部件，其特征在于，包括一個(gè)在所述部件和所述熱屏蔽涂層之間的結(jié)合涂層(60)。
9.一種防止在一個(gè)燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)部件(50)上的熱屏蔽涂層(62)上外加的表面保護(hù)涂層(64)剝落的方法，包括a.確定當(dāng)表面保護(hù)涂層(64)發(fā)生剝落時(shí)作為熱屏蔽涂層(62)的使用溫度的函數(shù)的最小有效厚度；以及b.為熱屏蔽涂層(62)選擇一個(gè)至少等于所述最小有效厚度的厚度。
全文摘要
一種適用于燃?xì)廨啓C(jī)的熱燃?xì)饴窂街械臏u輪機(jī)部件(50)，在其至少一個(gè)表面部分上有一熱屏蔽涂層(62)，該渦輪機(jī)部件還包括一個(gè)預(yù)定厚度的表面保護(hù)涂層(64)，該厚度作為該熱屏蔽涂層的使用溫度的函數(shù)而確定。
文檔編號(hào)C09D1/00GK1584297SQ20041004526
公開日2005年2月23日 申請(qǐng)日期2004年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月6日
發(fā)明者P·T·馬克斯, W·R·斯托維爾, A·J·斯科格, J·A·默菲, J·H·克萊爾, R·G·羅維, K·L·布魯斯, T·E·麥克戈文, R·C·邁爾, L·德貝利斯, B·P·阿內(nèi)斯, M·D·西爾, M·C·羅林 申請(qǐng)人:通用電氣公司