[发明专利]隔热涂层形成方法、隔热涂层以及高温构件

说明书

隔热涂层具备形成在耐热合金基材上且包含陶瓷的陶瓷层(120)。陶瓷层(120)具有：第一致密层(121)；中间气孔层(122)，其层叠在第一致密层(121)上，密度比第一致密层(121)大，且形成有多个气孔；以及第二致密层(123)，其层叠在中间气孔层(122)上，密度比中间气孔层(122)小。

技术领域

本发明涉及隔热涂层形成方法、隔热涂层以及高温构件。

本申请基于2017年4月26日向日本申请的日本特愿2017-087472号以及日本特愿2017-087471号而主张优先权，并将其内容援引于此。

背景技术

在燃气轮机中，为了提高其效率而将使用的气体的温度设定得较高。对于暴露于这种高温的气体中的动叶、静叶这样的涡轮构件，在其表面上实施有隔热涂层(ThermalBarrier Coating：TBC)。隔热涂层是指，在作为被喷镀物的涡轮构件的表面上通过喷镀而覆盖有热传导率较小的喷镀材料(例如，热传导率较小的陶瓷系材料)。通过在表面形成有隔热涂层，暴露于高温以及高压的环境下的高温构件的温度降低且耐久性提高。

在专利文献1中，作为在燃气轮机发动机的金属部件形成隔热涂层的方法而记载了一种使用悬浮液等离子喷镀(Suspension Plasma Spray)的方法。悬浮液等离子喷镀使用在水或醇系的载体中分散有微粒子的悬浮液进行等离子喷镀。悬浮液等离子喷镀使通过等离子射流而被蒸发或燃烧从而被熔融的微粒子堆积在接触面。其结果是，由熔融的微粒子在基材表面形成均质的陶瓷层。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015-166479号公报

发明内容

发明所要解决的课题

然而，作为隔热涂层中的致密的陶瓷层，有时会形成具有纵向裂纹的DVC(DenseVerticaly Crack)涂层。DVC涂层通过成为具有纵向裂纹结构的致密的组织而提高耐侵蚀性。然而，已知由于DVC涂层的组织致密，因此气孔率会变小，隔热性有可能会降低。即，在隔热涂层中，在为了提高耐侵蚀性而使气孔率降低时，热传导率上升而隔热性能降低。

本发明的目的在于，提供能够在抑制耐侵蚀性的降低的同时提高隔热效果的隔热涂层形成方法、隔热涂层以及高温构件。

用于解决课题的方案

本发明的第一方案的隔热涂层具备形成在耐热合金基材上且包含陶瓷的陶瓷层，所述陶瓷层具有：第一致密层；中间气孔层，其层叠在所述第一致密层上，密度比所述第一致密层大，且形成有多个气孔；以及第二致密层，其层叠在所述中间气孔层上，密度比所述中间气孔层小。

根据这样的结构，在第一致密层与第二致密层之间形成有中间气孔层，从而通过中间气孔层来阻碍沿厚度方向向陶瓷层的热量输入。其结果是，能够降低作为陶瓷层的热传导率。并且，在陶瓷层中，在耐热合金基材侧形成有第一致密层，从而能够确保相对于耐热合金基材的密接性。并且，在陶瓷层中，在表面侧形成有第二致密层，从而能够确保耐侵蚀性。

另外，在本发明的第二方案的隔热涂层中，在第一方案的基础上，可以为，在第一边界部以及第二边界部处，气孔率连续地变化，所述第一边界部是所述中间气孔层与所述第一致密层的边界部，所述第二边界部是所述中间气孔层与所述第二致密层的边界部。

另外，在本发明的第三方案的隔热涂层中，在第一方案或第二方案的基础上，可以为，所述中间气孔层的气孔率为10％以上且20％以下。

通过采用这样的结构，在面方向上的宽广的区域内阻碍沿厚度方向向陶瓷层的热量输入的效果增大。其结果是，能够以不会大幅度降低中间气孔层中的耐侵蚀性的方式，大幅度降低外涂层中的热传导率。