【技术实现步骤摘要】
本文描述的主题涉及氧化钇稳定的氧化锆，包括氧化钇稳定的氧化锆浆料，及其施加方法，例如用于燃气涡轮发动机的涂层。
技术介绍
1、通常，燃气涡轮发动机经受极端操作条件，例如高温、高压和/或高转速，从而产生了恶劣的部件环境。特别地，由于这些运行条件，发动机桨叶(blade)会承受高应力、高离心载荷和振动，这可能会导致附近部件(例如护罩组件)的损坏，从而增加桨叶和护罩组件之间的间隙并降低燃气涡轮发动机的效率。
2、可以使用多种因素的组合来防止此种低效率。例如，涂层可施加于在高温下操作或暴露于高温的制品。当前的涂层通常包括在热气路径部件之间使用粘合涂层以帮助涂层粘附到部件上。另一种防止涂层缺陷的方法是对发动机进行定期维护。然而，燃气涡轮发动机的日常维护可包括洗涤涂层材料并将其重新施加到部件上。此类操作可通过拆卸发动机来进行，导致发动机停机，从而导致长时间的服务中断。
3、因此，本领域需要一种低维护、更持久的涂层以延长发动机部件(尤其是燃气涡轮发动机的发动机护罩部件)的寿命。
技术实现思路
1、现在将详细参考本专利技术的实施方式，附图中显示了实施方式的一个以上实施例。每个实施例均通过解释本专利技术的方式提供，而不旨在是限制性的。对于本领域技术人员显而易见的是，在不脱离本专利技术的范围的情况下，可以对本专利技术进行各种修改和变型。例如，作为一个实施方式的一部分显示或描述的特征可以与另一个实施方式一起使用以产生又一个实施方式。因此，本专利技术旨在涵盖落入所附权利要求及其等同
2、本文使用的词“示例性”指“用作示例、实例或说明”。本文描述为“示例性”的任何实施方式不一定被解释为优选于或优于其他实施方式。此外，除非另有具体说明，否则本文描述的所有实施方式都应被视为示例性的。
3、如本文所用，术语“第一”、“第二”和“第三”可互换使用以将一个部件与另一个部件区分开来并且不旨在表示各个部件的位置或重要性。
4、如本文所用，术语“涂层”指以连续或不连续的方式布置在下层表面的至少一部分上的材料。此外，术语“涂层”并不一定意味着布置材料的厚度均匀，并且布置材料可以具有均匀或可变的厚度。术语“涂层”可指单层涂层材料或可指多层涂层材料。涂层材料在多个层中可以相同或不同。此外，术语“涂层系统”可以指以连续或不连续的方式布置在下层表面的至少一部分上的系统或材料组。如本文所用，术语“可磨损涂层”可指可被磨损的材料。换言之，如果一个部件涂有可磨损涂层并在运动中与研磨性更高的材料摩擦，则前者会磨损，而后者则不会磨损或几乎没有磨损。
5、在本专利技术中，当一个层被描述为另一层或基底“上”或“之上”时，除非有相反的明确说明，应当理解，这些层可以彼此直接接触或者在这些层之间具有另一层或另一特征。因此，这些术语只是简单地描述了层之间的相对位置，并不一定意味着“在顶部”，因为上面或下面的相对位置取决于设备相对于观察者的方向。
6、本专利技术中使用化学元素的常用化学缩写来讨论化学元素，例如元素周期表中的常见缩写。例如，氢由其常用化学缩写h表示、氦由其常用化学缩写he表示等。
7、在此处以及整个说明书和权利要求中，可以对范围限定进行组合和互换，此类范围被识别且包括其中所含的所有子范围，除非上下文或语言另有说明。例如，本文公开的所有范围均包括端点，并且端点可彼此独立组合。
8、本专利技术总体上涉及氧化钇稳定的氧化锆浆料、使用此种浆料在部件上形成涂层的方法、以及由氧化钇稳定的氧化锆浆料形成的所得涂层部件。例如，涂层部件可包括由氧化钇稳定的氧化锆浆料制成的可磨损涂层，特别适合用在涡轮机械(例如燃气涡轮发动机)的部件上。通常，氧化钇稳定的氧化锆浆料具有多个颗粒，所述多个颗粒具有粗颗粒、中颗粒和细颗粒的不同粒径的多峰分布。在某些实施方式中，不同粒径的多峰分布还包括2至4的粗粒径/中粒径比率和5至10的中粒径/细粒径比率。氧化钇稳定的氧化锆浆料还包含粘合剂和载体流体。
9、多峰分布可以包括粗颗粒、中颗粒和细颗粒，其中，粗颗粒、中颗粒和细颗粒各自独立地包含氧化钇稳定的氧化锆(ysz)成分，其化学式为(zro2)(1-x)(y2o3)x，式中x大于0且小于1。然而，ysz在沉积后通常几乎没有固有强度和粘合性，特别在相对低的温度下。不希望受任何特定理论的束缚，据信粗颗粒最终形成互连的微晶(例如其平均晶粒尺寸为大于10μm至20μm)网络，中颗粒和细颗粒填充相邻微晶之间的间隙空间，同时在涂层中留下一些孔隙以获得柔度。此外，据信细颗粒有助于将粗颗粒和中颗粒烧结在一起以增加涂层的强度并增加与基底的粘合强度。
10、粘合剂材料(例如硅系粘合剂)也可以包含在浆料中。例如，硅系粘合剂可包括基本上不含碳的无机硅基粘合剂(例如二氧化硅、硅酮、聚硅氧烷等，或它们的混合物)。在沉积过程中和沉积之后，硅系粘合剂有助于将粗颗粒、中等颗粒和细颗粒粘附在一起并将其粘附到表面。然后，在固化时，硅系粘合剂分解为二氧化硅以进一步将粗颗粒、中粒和细颗粒粘合和烧结在一起并将其粘合和烧结到表面。此种无机硅系粘合剂可以减少在后续处理步骤中可能出现的复杂情况，否则将需要除去碳材料。然而，在备选实施方式中，硅系粘合剂可以是含碳的有机硅系粘合剂(例如聚二甲基硅氧烷)。当包含有机硅系粘合剂时，可以从涂层中烧尽任何碳材料以从所得涂层中除去碳材料。
11、如上所述，该浆料和方法特别适用于形成或修复用在涡轮机械的部件上的涂层。术语“涡轮机”或“涡轮机械”指一种机器，其包括一个以上压缩机、发热部(例如燃烧部)和一个以上涡轮，它们一起产生扭矩输出。术语“燃气涡轮发动机”指具有涡轮机械作为其全部或部分动力源的发动机。示例性的燃气涡轮发动机包括涡轮风扇发动机、涡轮螺旋桨发动机、涡轮喷气发动机、涡轮轴发动机等，以及这些发动机中的一个以上的混合电能版本。
12、现在参考附图，图1为示例性高旁通比涡轮风扇型发动机10的截面示意图，本文称为“涡轮风扇10”，其可结合本专利技术的各种实施方式。如图1所示，涡轮风扇10具有纵向或轴向中心线轴线12，该中心线轴线12延伸穿过涡轮风扇10以作参考。通常，涡轮风扇10可包括设置在风扇部16下游的核心涡轮或燃气涡轮发动机14。
13、燃气涡轮发动机14通常可包括基本为管状的外壳18，其限定环形入口20。管状外壳18可由多个壳体形成。管状外壳18以串联流动关系包围：压缩机部，其具有增压或低压(lp)压缩机22、高压(hp)压缩机24；燃烧部26；涡轮部，其包括高压(hp)涡轮28、低压(lp)涡轮30；以及喷射排气喷嘴部32。高压(hp)轴或hp线轴34将hp涡轮28驱动连接至hp压缩机24。低压(lp)轴或lp线轴36将lp涡轮30驱动连接至lp压缩机22。(lp)线轴36也可以连接到风扇线轴38或风扇部16的轴。在特定实施方式中，(lp)线轴36可以直接连接到风扇线轴38，例如在直接驱动配置中。在替代配置中，(lp)线轴36可以经由减速装置37(例如间接驱动本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种涂层部件，所述涂层部件包括：
2.根据权利要求1所述的涂层部件，其中，所述多个第三细微晶还包含烧结剂。
3.根据权利要求1所述的涂层部件，其中，所述部件的表面包含金属，所述涂层直接在表面上或在表面上的粘合涂层上。
4.根据权利要求1所述的涂层部件，其中，所述涂层还包含二氧化硅。
5.根据权利要求1所述的涂层部件，其中，所述涂层的孔隙率为10体积％至80体积％。
6.根据权利要求1所述的涂层部件，其中，所述涂层从最靠近所述部件的表面的内表面延伸至与内表面相对的外表面；所述涂层中具有细微晶的梯度，使得所述细微晶在所述内表面处的浓度高于在所述外表面处的浓度。
7.根据权利要求1所述的涂层部件，其中，所述涂层从最靠近所述部件的表面的内表面延伸至与内表面相对的外表面；所述涂层中具有孔隙率的梯度，使得所述涂层在所述外表面处的孔隙率高于在所述内表面处的孔隙率。
8.根据权利要求1所述的涂层部件，其中，所述多个第一粗颗粒包含第一氧化钇稳定的氧化锆(YSZ)成分，所述第一YSZ成分的化学式为(ZrO2)(1
9.一种使用氧化钇稳定的氧化锆浆料涂覆部件的表面的方法，所述方法包括：
10.一种氧化钇稳定的氧化锆浆料，其包含：
...【技术特征摘要】
1.一种涂层部件，所述涂层部件包括：
2.根据权利要求1所述的涂层部件，其中，所述多个第三细微晶还包含烧结剂。
3.根据权利要求1所述的涂层部件，其中，所述部件的表面包含金属，所述涂层直接在表面上或在表面上的粘合涂层上。
4.根据权利要求1所述的涂层部件，其中，所述涂层还包含二氧化硅。
5.根据权利要求1所述的涂层部件，其中，所述涂层的孔隙率为10体积％至80体积％。
6.根据权利要求1所述的涂层部件，其中，所述涂层从最靠近所述部件的表面的内表面延伸至与内表面相对的外表面；所述涂层中具有细微晶的梯度，使得所述细微晶在所述内表...
【专利技术属性】
技术研发人员：A·萨哈，B·P·贝威莱，N·N·萨拉瓦特，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：
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