经涂覆的涡轮机部件和相关生产方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110741137A(43)申请公布日2020.01.31(21)申请号201880039272.9(74)专利代理机构上海专利商标事务所有限公司31(22)申请日2018.06.12100代理人蔡文清江磊(30)优先权数据17552102017.06.12FR(51)Int.Cl.F01D5/28(2006.01)(85)PCT国际申请进入国家阶段日C23C4/04(2006.01)2019.12.12(86)PCT国际申请的申请数据PCT/FR2018/0513592018.06.12(87)PCT国际申请的公布数据WO2018/229409FR2018.12.20(71)申请人赛峰集团地址法国巴黎(72)发明人L·比安齐A·尤利亚B·D·R·J·伯纳德权利要求书2页说明书7页附图5页(54)发明名称经涂覆的涡轮机部件和相关生产方法(57)摘要经涂覆的涡轮机部件包括：基材(21)和存在于基材(21)上的钙镁铝硅酸盐CMAS保护层(24)。层(24)包括钙镁铝硅酸盐CMAS保护材料的第一相(240)，以及包含分散在所述第一相中的非润湿材料颗粒的第二相(241)。CN110741137ACN110741137A权利要求书1/2页1.经涂覆的燃气涡轮发动机部件，其包括：基材(21)和存在于上所述基材上的至少一层钙镁铝硅酸盐(CMAS)保护层(24)，所述保护层(24)包含钙镁铝硅酸盐(CMAS)保护材料的第一相(240)和含有分散在第一相中的抗润湿材料颗粒的第二相(241)，抗润湿材料对应于选自以下材料中的一种材料或材料混合物：–CaF2，–LnPO4，其中Ln＝La(镧)、Gd(钆)、Sm(钐)、Nd(钕)，–MAX相Mn+1AXn，并且n＝1,2,3，其中M＝Sc(钪)、Y(钇)、La(镧)、Mn(锰)、Re(铼)、W(钨)、Hf(铪)、Zr(锆)、Ti(钛)，A＝IIIA族、IVA族、VA族、VIA族，并且X＝C、N，–AlN，和–BN。2.如权利要求1所述的部件，其中，分散在第一相(240)中的抗润湿材料颗粒的平均尺寸为10nm至10μm。3.如权利要求1或2所述的部件，其中，分散在第一相(240)中的抗润湿材料颗粒的体积百分比为1％至80％。4.如权利要求3所述的部件，其中，分散在第一相材料(240)中的抗润湿材料颗粒的体积百分比沿保护层(24)厚度方向变化，在与基材(21)相邻的所述层的第一区域与远离第一区域的所述层的第二区域之间，抗润湿材料颗粒的体积百分比逐步增加。5.如权利要求1至4中任一项所述的部件，其中，钙镁铝硅酸盐(CMAS)保护层(24)的厚度为1μm至1000μm。6.如权利要求1至5中任一项所述的部件，其中，第一相(240)的钙镁铝硅酸盐(CMAS)保护材料能够形成磷灰石型相，并且对应于以下材料中的一种或以下材料的混合物：–稀土锆酸盐RE2Zr2O7，其中，RE＝Y(钇)、La(镧)、Ce(铈)、Pr(镨)、Nd(钕)、Pm(钷)、Sm(钐)、Eu(铕)、Gd(钆)、Tb(铽)、Dy(镝)、Ho(钬)、Er(铒)、Tm(铥)、Yb(镱)、Lu(镥)，–部分或完全稳定的氧化锆，–δ相A′4B3O12，其中A″＝Y→Lu，并且B＝Zr、Hf；–含有Y2O3与ZrO2、Al2O3或TiO2的复合材料；–六铝酸盐；–尖晶石；–稀土RE单硅酸盐和二硅酸盐，其中RE＝Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu。7.如权利要求1至6中任一项所述的部件，其中，所述部件还包含插入基材(21)和钙镁铝硅酸盐(CMAS)保护层(24)之间的热屏障涂层(23)。8.如权利要求1至7中任一项所述的部件，其中，基材(21)是镍基或钴基超合金，并且在其表面上具有铝形成结合涂层(22)或陶瓷基质复合材料(CMC)层，或者涂覆有铝形成结合涂层的陶瓷基质复合材料(CMC)层。9.一种制造如权利要求1至8中任一项所述的部件的方法，所述方法包括直接在基材(21)或存在于基材上的热屏障层(23)上形成钙镁铝硅酸盐(CMAS)保护层(24)的至少一个步骤，通过以下过程之一来实施该形成步骤：-至少一种悬浮液的悬浮液等离子体喷涂，该悬浮液包含钙镁铝硅酸盐(CMAS)保护材2CN110741137A权利要求书2/2页料的粉末或前体以及抗润湿材料的粉末或前体，-至少一种悬浮液的悬浮液高速火焰喷涂，该悬浮液包含钙镁铝硅酸盐(CMAS)保护材料的粉末或前体以及抗润湿材料的粉末或前体，-钙镁铝硅酸盐(CMAS)保护材料粉末的大气压等离子体喷涂与溶液的高速火焰喷涂或悬浮液等离子体喷涂结合，所述溶液含有抗润湿陶瓷材料前体或悬浮的抗润湿陶