涂布方法和涂布组件技术

公开了涂布方法和涂布组件103。涂布方法包括涂敷悬浮液至操作使用的表面，悬浮液具有一种或多种溶剂、纳米材料、增塑剂、粘合剂和使纳米材料悬浮在悬浮液内的分散剂，施加热量至该悬浮液，从而从该悬浮液去除液体，其中在施加热量之后固体保持在表面上，和烧结在表面上的所述固体以产生涂层101。涂布组件103包括基材和在基材上通过固体烧结形成的涂层101，通过悬浮液的涂敷和加热将固体安置在操作使用的表面，悬浮液具有一种或多种溶剂、纳米材料、增塑剂、粘合剂和使纳米材料悬浮在所述悬浮液内的分散剂。

【技术实现步骤摘要】
专利
本专利技术涉及涂层。更特别地，本专利技术涉及涂布方法和涂布组件。专利技术背景油墨和浆料长期用于生产厚涂层以形成防护层。这样的涂层可为致密的或具有孔隙率。厚度、密度和/或孔隙率可产生对于具体的预定应用不期望的性质。例如，这样的技术先前未提供足够低的粗糙度，导致变化的横截面厚度，未提供对于工业重型机械来说足够坚固的涂层，未能用作工业燃气轮机中热燃气路径组件的热障涂层材料，在关于粘度方面的灵活性受限，和/或不足以抵抗膨胀和收缩(弹性或塑性变形)。专利技术简述在一个实施方案中，涂布方法包括涂敷悬浮液至操作使用的表面，悬浮液具有一种或多种溶剂、纳米材料、增塑剂、粘合剂和使纳米材料悬浮在悬浮液内的分散剂，施加热量至悬浮液，由此从悬浮液去除液体，其中在施加热量之后固体保持在表面上，和烧结表面上的固体以产生涂层。在另一个实施方案中，涂布方法包括涂敷悬浮液至表面，悬浮液具有一种或多种溶剂、纳米材料、增塑剂、粘合剂和使纳米材料悬浮在悬浮液内的分散剂，施加热量至悬浮液，由此从悬浮液去除液体，热量至少为120℉，其中在施加热量之后固体保持在表面上，和烧结表面上的固体以产生涂层。在另一个实施方案中，涂布组件包括基材和在基材上通过固体烧结形成的涂层，固体通过悬浮液的涂敷和加热设置于操作使用的表面，悬浮液具有一种或多种溶剂、纳米材料、增塑剂、粘合剂和使纳米材料悬浮在悬浮液内的分散剂。本专利技术的其它特征和优点由以下更详细的描述，结合附图显而易见，附图示例说明本专利技术的原理。附图简述图1-2为根据本公开具有NiCoCrAlY合金基材的涂布组件的实施方案的显微图。图3-5为根据本公开具有凝胶铝化物基材的涂布组件的实施方案的显微图。图6显示根据本公开的垂直开裂的涂层的实施方案。只要可能，遍及附图使用的相同的附图标记表示相同的部件。专利技术详述提供涂布方法和涂布组件。本公开的实施方案，例如，与不包括一个或多个本文公开的特征的构思相比，提供足够低的粗糙度，提供更均匀的横截面厚度，提供足够坚固的涂层用于工业重型机械，能用作工业燃气轮机中热燃气路径组件的热障涂层材料，具有关于粘度方面的灵活性，和/或足以抵抗膨胀和收缩(弹性或塑性变形)。根据一个实施方案，涂布方法包括涂敷悬浮液至操作使用的表面以在涂布组件103上产生涂层101(见图1-5)。所述方法更具体地包括施加热量至悬浮液，由此从悬浮液去除液体。在施加热量之后固体保持在操作使用的表面上，在操作使用的表面上烧结固体以产生涂层101。操作使用的表面是能通过所述涂布方法涂布的任何适合的材料。适合的材料包括但不限于陶瓷、镍、铝基材料、镍基超合金、NiCoCrAlY合金(见图1-2)，和凝胶铝化物(见图3-5)。如本文所用，术语“操作使用的”是指先前暴露于使用条件，例如用于特定目的的温度与压力。例如，在一个实施方案中，操作使用的表面已经暴露于燃气涡轮机的热燃气路径（或在涡轮机械内）的压力和温度。涂敷在操作使用的表面上的悬浮液具有一种或多种溶剂、纳米材料(例如，粉末、球体、纤维和/或棒)、增塑剂、粘合剂和使纳米材料悬浮在悬浮液内的分散剂。在一个实施方案中，悬浮液具有以下组成：按重量计，小于1%的分散剂，小于1%的粘合剂和小于1%的增塑剂。在一个实施方案中，悬浮液是或包括生坯陶瓷，例如，其逐行涂敷于基材，并具有涂层厚度变化或较弱点，所述较弱点最终在溶剂的至少一部分闪燃时至少部分地缓和。在一个实施方案中，在悬浮液内的溶剂包括较高闪点的溶剂和较低闪点的溶剂，其浓度为小于10%的较高闪点的溶剂和大于25%的较低闪点的溶剂，按全部悬浮液的重量计。其它适合的浓度为25%-55%的较低闪点的溶剂，25%-35%的较低闪点的溶剂，或任何适合的组合、子组合、范围或其中的子范围。悬浮液通过任何适合的技术涂敷。适合的技术包括但不限于，喷涂、抹涂、刷涂、增材过程和/或除了高速氧燃料喷涂或等离子体喷涂的任何技术。在涂敷期间或之后，加热悬浮液，由此从悬浮液去除液体，加热处在大于较高闪点溶剂的闪点的温度(例如，至少120℉和/或至少150℉)。加热之后，固体保持在操作使用的表面上。固体的尺寸、结构、性质和/或组成适用于预期的应用。在一个实施方案中，固体具有小于100纳米的最大尺寸。在另一个实施方案中，固体具有小于800纳米的最大尺寸。在一个实施方案中，固体包括氧化钇稳定的氧化锆和/或镍基超合金。固体的烧结是与固体的熔化温度相关的和/或基于可测量温度的适合温度。例如，在一个实施方案中，温度为固体的熔化温度的至少80%。此外或备选，在另一个实施方案中，温度为至少2,000℉或至少2,400℉。涂层101通过涂布方法制备。在一个实施方案中，如图6所示，涂层101垂直开裂和通过具有裂缝601耐应变，所述裂缝601允许膨胀和收缩而没有分层。如本文所用，术语“垂直开裂”是指具有间断的破裂，使材料与表面甚至在相对大的变形存在下保持结合，其中贯穿材料厚度的剪应力比材料与基材的结合强度低得多。例如，垂直开裂允许从纳米尺度颗粒之间的连接处散发，由此不完全地使表面暴露于环境。在一个实施方案中，裂缝501通过例如使用快速红外技术和/或炉循环等技术诱发。涂层101的适合厚度包括但不限于小于100微米，小于200微米，小于15微米，或任何适合的组合、子组合、范围或其中的子范围。在一个实施方案中，涂层101为设置在涡轮机械组件上的热障涂层。虽然已参照一个或多个实施方案描述了本专利技术，但本领域技术人员应理解在未偏离本专利技术范围的情况下可作出不同变化和可用等价物代替它们的要素。另外，可作出许多改变以使特定情况或材料适应本专利技术的教导，而不偏离它们的实质范围。因此，期望本专利技术不限于作为预期用于实施本专利技术的最佳方式公开的特定实施方案，而是本专利技术包括落在所附权利要求范围内的全部实施方案。此外，在详述中指定的全部数值应解释为明确指定精确值和近似值两者。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种涂布方法，其包含：涂敷悬浮液至操作使用的表面，所述悬浮液具有一种或多种溶剂、纳米材料、增塑剂、粘合剂和使纳米材料在所述悬浮液内悬浮的分散剂；施加热量至所述悬浮液，由此从所述悬浮液去除液体，其中在施加热量之后固体保持在所述操作使用的表面；和烧结在所述操作使用的表面上的所述固体以产生涂层101。

【技术特征摘要】
2015.07.10 US 14/7964981.一种涂布方法，其包含：涂敷悬浮液至操作使用的表面，所述悬浮液具有一种或多种溶剂、纳米材料、增塑剂、粘合剂和使纳米材料在所述悬浮液内悬浮的分散剂；施加热量至所述悬浮液，由此从所述悬浮液去除液体，其中在施加热量之后固体保持在所述操作使用的表面；和烧结在所述操作使用的表面上的所述固体以产生涂层101。2.权利要求1的涂布方法，其进一步包含使所述涂层101垂直开裂。3.权利要求1的涂布方法，其中所述悬浮液具有以下组成：按重量计，小于1%的所述分散剂，小于1%的所述粘合剂，和小于1%的所述增塑剂。4.权利要求1的涂布方法，其中所述溶剂包括较高闪点的溶剂和较低闪点的溶剂，其浓度为：小于10%的较高闪点溶剂和大于25%的较低闪点溶剂，按全部悬浮液的重量计。5.权利要求1的涂布方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：BJ杰曼，PS迪马斯乔，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US