[发明专利]用于环境屏障涂层系统的连续纤维加强的网格粘结层

说明书

技术领域

本发明涉及燃气涡轮机叶片，并且更具体地涉及用于燃气涡轮机叶片的抗蠕变涂层系统。

背景技术

燃气涡轮机(也可以被称作燃烧涡轮机)是对气体进行加速从而迫使气体进入燃烧室的内燃机，在燃烧室处，热增加，以增大气体的体积。膨胀气体接着被导向涡轮，以获取由膨胀气体所产生的能量。燃气涡轮机具有多种实际应用，其中包括用作喷气发动机并且用于工业发电系统中。

通常使用旋转叶片来实现燃气涡轮机内对气体的加速和引导。典型地通过迫使膨胀气体从燃烧室通向燃气涡轮机叶片来实现对能量的获取，燃气涡轮机叶片在通过涡轮机叶片离开燃气涡轮机的膨胀气体的力的作用下旋转。由于离开气体的高温，燃气涡轮机叶片必须构建成耐受极限操作条件。在许多系统中，采用复杂的涡轮机叶片冷却系统。尽管燃气涡轮机叶片通常由金属构建，但是更多的先进的材料现在用于这种叶片，例如陶瓷和陶瓷基复合材料。当使用这种先进的材料或仅使用金属构建燃气涡轮机叶片时，可以施布涂层，以向叶片提供增加的保护以及提高的耐热性。

发明内容

本发明公开一种燃气涡轮机叶片，该燃气涡轮机叶片具有表面和施布至该表面的粘结层。多孔基体可以施布至粘结层并且一个或多个保护层可以施布至粘结层，使得多孔基体嵌入在粘结层与保护层之间，以防止和缓解蠕变。

本发明公开一种用于缓解和防止蠕变的方法。可以将粘结层施布至燃气涡轮机叶片的表面，并且可以将多孔基体施布至粘结层。可以将一个或多个保护层施布至粘结层，使得多孔基体嵌入在粘结层与保护层之间。

当结合附图阅读时，可更好的理解以上的概述以及以下的详细描述。为了对所要求保护的主题进行说明的目的，示出了附图示例，附图示例示出了各个实施例；然而，本发明并不限于所公开的特定的系统和方法。

附图说明

当参照附图阅读以下的详细描述时，本主题的这些和其它的特征、方面以及优点将变得更好理解，在附图中：

图1是施布至叶片表面的涂层的非限制性示例。

图2是施布至叶片表面的涂层以及可能引起的蠕变的另一个非限制性示例。

图3是可以施布至或者嵌入在燃气涡轮机叶片上的粘结层中的纤维网格的非限制性示例。

图4是可以施布至或者嵌入在燃气涡轮机叶片上的粘结层中的纤维网格的另一个非限制性示例。

图5是施布至叶片使得抗蠕变性提高的纤维网格的非限制性示例。

图6是施布至叶片使得抗蠕变性提高的纤维网格的另一个非限制性示例。

图7是可以施布至或者嵌入在燃气涡轮机叶片上的粘结层中的纤维网格的非限制性示例。

图8是可以施布至或者嵌入在燃气涡轮机叶片上的粘结层中的纤维网格以及所施布的环境屏障涂层(environmental barrier coating，EBC)层的另一个非限制性示例。

图9是可以施布至或者嵌入在燃气涡轮机叶片上的粘结层中的纤维网格的非限制性示例。

图10是可以施布至或者嵌入在燃气涡轮机叶片上的粘结层中的纤维网格以及所施布的EBC层的另一个非限制性示例。

具体实施方式

在一个实施例中，环境屏障涂层(EBC)可以施布至由陶瓷基复合材料(CMC)构建的燃气涡轮机叶片。EBC可以有助于保护叶片不受其周围物体(例如热气体、水蒸气和氧)的影响，所述周围物体可能在燃气涡轮机进行操作的同时与叶片接触。EBC可以是硅基的，并且可以施布为若干层的各种材料。在本发明的实施例中，每一层中的材料可以是任何材料，并且可以使用任何装置或方法施布这种材料，其中包括大气等离子喷涂(APS)、化学气相沉积(CVD)、等离子加强CVD(PECVD)、浸渍涂层、和电泳沉积(EPD)。

图1示出了可以施布至CMC叶片的示例涂层。叶片110可以涂覆有粘结层120，粘结层120可以用作粘结层并且有助于将EBC层粘结至叶片110。在一个实施例中，粘结层120可以是硅粘结层。EBC层140可以施布在粘结层120上。额外的EBC层150、160、和170可以进一步施布在EBC层140上。可以使用任何装置和方法将任何数量的EBC层施布至叶片110以及本说明书中所公开的任何其它叶片或表面，并且任何材料都可以用于本说明书中所公开的任何叶片、粘结层、和EBC层，其中包括粘结层120、EBC层140、150、160、和170并且用于叶片110。所有的这种实施例都被认为属于本发明的范围内。