[发明专利]含两个烧绿石相的层体系

说明书

本发明涉及一种如权利要求1所述的含有烧绿石的层体系。

这种层体系具有含有基于镍或钴的金属合金的基材。这类产品尤其 用作燃气涡轮的零件，特别是用作燃气涡轮的叶片或耐热护壳。这些零 件暴露于腐蚀性燃气的热气流中。因此，它们必须能够承受很高的热应 力。另外，这些零件还必须能够耐氧化和耐腐蚀。此外，尤其是对于运 动零件，例如燃气涡轮叶片，以及对静止零件还有机械要求。对于其中 利用了可暴露于热气体的零件的燃气涡轮，其功率和效率会随着工作温 度的升高而增大。因此人们为通过改善涂层体系实现更高的燃气涡轮效 率进行了不断尝试。

为实现高效率和大功率，人们在特别是暴露于高温的燃气涡轮零件 上涂覆了陶瓷材料。其能充当所述热气流与所述金属基材之间的热障 层。

涂层能保护所述金属基体不受所述腐蚀性热气流的腐蚀。现代的零 件通常都具有多个涂层，其各自执行特定的任务。因此，采用了一种多 层体层。

EP0944746B1公开了使用烧绿石作为热障层。

但是，对于用作热障层的材料来说，其不仅需要具有良好的隔热性 能，还需要对基材具有很好的粘合力。

EP0992603A1公开了由氧化钆和氧化锆制成的热障层体系，其应该 不具有烧绿石结构。

因此，本发明的目的在于提供一种层体系，其具有良好的隔热性能 和对基材的良好粘合力以及由此整个层体系的长使用寿命。

所述目的是通过如权利要求1所述的层体系实现的。

从属权利要求列出了进一步的有利措施，它们可以有利的方式彼此 任意结合。

本发明基于以下发现，即为实现长使用寿命整个体系必须视为整 体，而不可视为独立的层或彼此分离的独立层并进行优化。

本发明的层体系具有外陶瓷层，其包括两个烧绿石相的混合物，该 混合物具有极好的热性能(与构件的基材相适配的膨胀系数，低导热系数) 且能与中间层和构件的基材很好地协调。可以通过这两个烧绿石相的混 合比来使所述陶器层的性能适应所述基材和中间层。

下面参照附图详细说明了本发明的实施例。

其中：

图1显示了一种根据本发明的层体系，

图2显示了一系列超级合金，

图3显示了一个燃气涡轮，

图4显示了涡轮叶片的透视图，

图5显示了燃烧室的透视图。

图1显示了一种根据本发明的层体系。

该层体系1由金属基材4构成，该基材特别是对于在高温下使用的构 件来说由镍基或钴基超级合金(图2)构成。优选地直接在所述基材4上有 金属粘结层7MCrAlX，优选为NiCoCrAlX型，其优选地含：

(11-13)wt％钴，特别是12％Co

(20-22)wt％铬，特别是21％Cr

(10.5-11.5)wt％铝，特别是11％Al

(0.3-0.5)wt％钇，特别是0.4％Y

(1.5-2.5)wt％铼，特别是2.0％Re

余量镍，

或优选地含：

(24-26)wt％钴，特别是25％Co

(16-18)wt％铬，特别是17％Cr

(9-11)wt％铝，特别是10％Al

(0.3-0.5)wt％钇，特别是0.4％Y

(1-2)wt％铼，特别是1.5％Re

余量镍，

或优选地含：

29％-31％镍，特别是30％镍

27％-29％铬，特别是28％铬

7％-9％铝，特别是8％铝

0.5％-0.7％钇，特别是0.6％钇

0.6％-0.8％硅，特别是0.7％硅

和余量钴，

或优选地含：

27％-29％镍，特别是28％镍

23％-25％铬，特别是24％铬

9％-11％铝，特别是10％铝

0.5％-0.7％钇，特别是0.6％钇，和

余量钴。

优选地，所述保护层7由这些合金之一构成。

在此金属粘结层7上，在涂覆进一步的陶瓷层之前就已形成了氧化 铝层，或者在操作中形成这样一个氧化铝层(TGO)。