[发明专利]具有粘结涂层屏障的热障系统

说明书

本发明提供一种设置在基底表面上的涂层系统。所述涂层系统包括所述基底的所述表面上的粘结涂层、所述粘结涂层上的防护涂层、所述防护涂层上的热障涂层以及设置在所述热障涂层的至少一些孔洞内的防护剂。所述防护涂层由陶瓷材料构成，并且所述热障涂层限定多个细长的表面连接孔洞。本发明还大体上提供了用于形成所述涂层系统的方法。

技术领域

本发明主要涉及采用热防护涂层的制品。更确切地说，本发明涉及采用对由于与粉尘材料的高温相互作用引起的退化有抗力的涂层的制品。

背景技术

热障涂层通常用于在高温下操作或者暴露于高温中的制品中。例如，航空涡轮机和陆用涡轮机可包括由热障涂层保护的一个或多个部件。在常规操作条件下，带涂层的部件可能易于遭受各种类型的损伤，包括来自环境污染物的腐蚀、氧化和侵蚀。

对于涡轮机部件，特别关注的环境污染物成分是含有钙、镁、铝、硅，以及它们的混合物的成分；并且例如，燃气涡轮发动机所吸入的灰尘、灰分和粉尘通常由该等化合物构成。这些氧化物通常相结合以形成由混合钙-镁-钕-硅-氧化系统(Ca-Mg-Al-Si-O)构成的污染物成分，在下文中称为“CMAS”。在涡轮机高温操作下，这些环境污染物可能附着到热障涂层表面，并且因此可能损坏所述热障涂层。例如，CMAS可能在涡轮机操作温度下形成液体或熔化的成分。熔化的CMAS成分可能溶解所述热障涂层，或者可能通过渗入涂层中的孔隙、沟槽、裂缝或其他空穴填充其多孔结构。冷却之后，所渗入的CMAS成分将凝固并且减小涂层的应变容限，因而产生并且传播可能导致涂层材料脱层或剥落的裂缝。这可能进一步导致为所述零件或部件的下层金属基底提供的热保护部分或完全失效。此外，热障涂层的剥落可能导致金属基底中产生热点，导致部件过早故障。部件过早故障可能引起计划外的维护以及零件更换，进而导致性能降低并且操作和检修成本增加。

因此，需要提供防止在高温下操作或者暴露于高温中的热障涂层遭受来自环境污染物的不良影响的改进的涂层系统。具体来说，需要提供防止该等涂层遭受沉积CMAS的不良影响的改进的涂层系统，以及制造所述涂层的方法。

发明内容

本发明的方面和优点将部分地在以下说明中阐明，或从说明书中可显而易见，或可以通过实践本发明了解。

本发明大体上提供涂层系统，所述涂层系统设置在基底表面上。在一个实施例中，涂层系统包括所述基底的表面上的粘结涂层、所述粘结涂层上的防护涂层、所述防护涂层上的热障涂层以及设置在所述热障涂层的至少一些孔洞内的防护剂。通常，所述防护涂层由陶瓷材料构成，并且热障涂层限定多个细长的表面连接孔洞。本发明还大体上提供了用于形成所述涂层系统的方法。

参考以下说明和随附的权利要求书可以更好地理解本发明的这些和其他特征、方面和优点。附图并入本说明书中并构成本说明书的一部分，其中示出了本发明的各个实施例，并与本说明书一起解释本发明的原理。

附图说明

本说明书参考附图，针对所属领域的普通技术人员，完整且可实现地公开了本发明，包括其最佳模式，在附图中：

图1是示出本发明一个实施例的截面示意图；以及

图2是示出本发明另一个实施例的截面示意图。

本说明书和附图中重复使用的参考符号意指本发明的相同或类似的特征或元件。

具体实施方式

现在将详细参考本发明的各项实施例，附图中图示了本发明实施例的一个或多个实例。此处将以解释本发明而非限定本发明的方式提供各个实例。事实上，所属领域的一般技术人员能够显而易见地认识到，可在不脱离本发明的范围或精神的情况下，对本发明做各种修改和更改。例如，作为一个实施例的一部分进行图示或说明的特点可用于另一个实施例中，得到再一个实施例。因此，如果该等修改和更改在所附权利要求书及其等效物的范围内，那么本发明也应涵盖此类修改和变化。