[发明专利]含有烧绿石相和氧化物的陶瓷粉末,陶瓷层和层体系

说明书

技术领域

本发明涉及具有绿烧石相和氧化物的陶瓷粉末、陶瓷层和层体系。 

背景技术

这种层体系含有具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，特别是用作燃气轮机的浆叶或耐热护壳。这些零件会遭受到腐蚀性燃气的热气流腐蚀。因此，它们必须能够保持较高的耐热标准。另外，也需要使这些零件耐氧化和耐腐蚀。尤其对运动的零件，例如燃气涡轮浆叶，以及对静止零件提出进一步的机械要求。在其中使用到可耐受热气的零件的燃气涡轮机中，其效率和功率都会随着工作温度升高而增加。为了获得较高的功率和较高的效率，就要在特别是遭受到高温的燃气涡轮机的元件上涂覆一层陶瓷材料。其能起到作为热气流和金属基材之间的绝热层的作用。 

涂层防护金属基体不受腐蚀性热气流的腐蚀。并且，现今的零件多数都具有多个分别满足特殊要求的涂层。因此其也就属于一种多层体系。 

因为燃气涡轮机的效率和功率随着工作温度增加而增加，因此人们也就总是试图通过改善涂层体系而获得更高的燃气涡轮机效率。 

EP0944746B1公开了烧绿石用作绝热层。但是，对于将材料用作绝热层来说，并不只是要求要有良好的绝热性能，而且还要求良好的机械性能以及能良好地结合于基材上。 

EP0992603A1中公开了由氧化钆和氧化锆制成的绝热层体系，其不具有烧绿石结构。 

发明内容

因此，本发明的任务在于提供一种陶瓷粉末、陶瓷层和层体系，其具有良好的绝热性以及良好的基材粘结性并因此而使整个层体系具有较长的使用寿命。 

本发明所基于的认识是，必须要将整个体系视作整体并且不允许相 互隔离地来看待和优化各个层，从而获得较长的使用寿命。 

该任务可通过本发明所述的陶瓷粉末、陶瓷层和陶瓷体系来解决。 

本发明还描述了另外一些有益的措施，它们可以以有益的方式任意组合。 

附图说明

图1本发明的层体系， 

图2超合金列表， 

图3涡轮机叶片的透视图， 

图4燃烧室的透视图， 

图5燃气涡轮机。 

具体实施方式

通式为A₂B₂O₇的本发明的陶瓷烧绿石粉末含有金属氧化物C_rO_s(O＝氧；B＝Hf，Zr，Ti，Sn；A＝Gd，Sm，Nd，La，Y)作为另一成分。二次氧化物( -Oxid)的金属成分在此标记为C。 

也可例如根据陶瓷层13(图1)的组成来举例阐述陶瓷粉末的组成。 

通常，总是可以出现与烧绿石结构通式A₂B₂O₇的化学计量偏差。 

优选使用其中A＝钆的烧绿石结构，因为如此可以实现好至非常好的绝热性能。根据使用场合采用铪酸盐或锆酸盐，从而使得B为铪或锆。 

也即优选采用铪酸钆或锆酸钆。 

铪酸钆作为粉末含有43wt％至50wt％、优选44.7wt％至47.7wt％的氧化钆和余量的氧化铪和任选地含二次氧化物，优选仅为氧化锆，和烧结助剂。 

锆酸钆作为粉末含有56wt％至63wt％、优选58wt％至61wt％的氧化钆和余量的氧化锆以及任选地含二二次氧化物，优选只有氧化铪，和烧结助剂。 

陶瓷层13(图1)或陶瓷粉末具有总通式为A_xB_yC_z(其中x，y≈2，z≈7)的烧绿石相和二次氧化物C_rO_s(其中r，s＞0)。 

有意识地将二次氧化物C_rO_s补加到粉末中，也即使其量明显超过二次氧化物的测量技术的可检验极限值，也即是二次氧化物检验极限值的至少两倍值。 

二次氧化物特别具有0.5wt％至10wt％、更特别是1wt％至10wt％的含量。 

二次氧化物的最大含量优选为8wt％，特别是最大为6wt％，更特别是在5wt％至7wt％之间。 

二次氧化物的最大量同样也优选为3wt％，特别是最大2wt％，更特别是在1.5wt％至2.5wt％之间。 

特别优选陶瓷粉末由至少一种烧绿石相和至少一种二次氧化物构成。