涂层检查方法技术

本发明专利技术提供允许有效检查、维护和修补陶瓷涂层的方法和组合物。

【技术实现步骤摘要】
涂层检查方法专利技术背景本公开总体上涉及保护陶瓷涂层和维护及检查此类涂层的方法。陶瓷涂层，例如隔热涂层(TBC)，一般用于在高温工作或暴露于高温的组件。例如，航空涡轮机和陆上涡轮机可包括由陶瓷涂层(例如，隔热涂层)保护的一个或多个组件。在正常工作条件下，经涂覆组件可能易受各种类型损伤，包括腐蚀、氧化和来自环境污染物的侵蚀。在工业上向较高工作温度提高效率的当前趋势推动组件材料扩展它们在更侵蚀性环境中工作的能力。在涡轮机应用中施用的常规涂层系统一般包括在镍基超合金基材组件(经常具有内部冷却通路)上布置的陶瓷涂层(例如，隔热涂层(TBC))，经常包括在基材和陶瓷涂层之间插入的铂-镍-铝化物或MCrAlY(其中M包括Ni、Co、Fe或混合组合)的金属结合涂层。用氧化钇稳定化的氧化锆，在本领域称为氧化钇稳定化氧化锆或YSZ，是用于陶瓷涂层最常用的材料。关注通过YSZ的微结构和/或组成变化研发新隔热涂层系统，以延长涡轮机组件寿命。对于涡轮机组件，特别引人关注的环境污染物组合物是包含钙、镁、铝、硅及其混合物的氧化物的那些组合物。例如，由燃气涡轮机吸入的泥、灰和尘通常由此类化合物组成。这些氧化物通常组合成污染物组合物，包括混合的钙-镁-铝-硅-氧化物系统(Ca-Mg-Al-Si-O)，以后称为“CMAS”。在高温涡轮机工作温度，这些环境污染物可附着到热隔热涂层表面，因此，导致损伤隔热涂层。例如，CMAS可形成在涡轮机工作温度为液体或熔融的组合物。熔融CMAS组合物可溶解隔热涂层，或者可通过渗入涂层中的空隙、裂纹、通道、柱体、孔或空腔填充其多孔结构。在冷却时，渗入的CMAS组合物固化，并减小涂层耐应变性，从而引发和传导裂纹，这可导致涂层材料脱层和剥落。这可进一步导致提供到部件或组件下面金属基材的热保护部分或完全损失。另外，隔热涂层剥落可在金属基材中产生热点，导致过早组件失效。过早组件失效可导致计划外维护和部件更换，从而降低性能，并增加操作和检修成本。因此，在本领域需要防止和/或减小损伤隔热涂层和允许容易维护隔热涂层的方法和材料。专利技术简述美国专利申请14/568,203描述用保护剂减小和/或减轻隔热涂层中CMAS损伤，此公开通过引用结合到本文中。本公开涉及保护/维护/检查/修补包含隔热涂层的陶瓷涂层的方法改进。本专利技术提供确定陶瓷涂层中材料沉积均匀性的方法，所述方法包括：(a)在陶瓷涂层的多个表面连通开口内布置一个或多个量的材料，其中所述材料包含：i.一种或多种磷光体；和ii.一种或多种保护剂；(b)照射其中布置材料的区域；并且(c)评估来自所述区域的光的发射强度。本专利技术也提供渗入陶瓷涂层(例如，隔热涂层)并允许保护不受CMAS侵害也允许视觉检查保护性组合物渗入均匀性的组合物。本文所述方法允许快速容易地有效检查陶瓷涂覆组件。本专利技术包括以下方面：方面1.一种方法，所述方法包括：在陶瓷涂层的多个表面连通开口中布置材料，所述材料包含i.一种或多种磷光体；和ii.一种或多种保护剂。方面2.一种确定陶瓷涂层中材料沉积均匀性的方法，所述方法包括：(a)用激励辐射照射陶瓷涂层表面，其中陶瓷涂层包含多个表面连通开口和在至少一些开口中布置的材料，所述材料包含：i.一种或多种磷光体；和ii.一种或多种保护剂；(b)检测来自材料的响应激励辐射的发射辐射；并且(c)作为表面上位置的函数基于检测的发射辐射强度记录陶瓷涂层内材料的分布。方面3.方面2的方法，其中所述陶瓷涂层为隔热涂层。方面4.方面2的方法，其中，在用激励辐射照射其中布置材料的区域后，从一种或多种布置磷光体发射的光的波长不同于在相同照射下原有陶瓷涂层发射的光的任何波长。方面5.方面2的方法，所述方法进一步包括基于材料的记录分布确定材料不足浓度的区域，并在材料不足浓度的区域布置额外量的材料。方面6.方面2的方法，其中所述激励辐射为紫外(UV)光。方面7.方面2的方法，其中所述磷光体以材料重量约0.1%重量至约5%重量的量存在于材料中。方面8.方面2的方法，其中所述磷光体以材料重量约0.1%重量至约2.5%重量的量存在于材料中。方面9.方面2的方法，其中所述磷光体包含基质和活化剂。方面10.方面2的方法，其中所述磷光体包含以下一个或多个：铕、钨、钼、铅、硼、钛、锰、铀、铬、铽、镝、钇、铈、钆、镧、磷、氧、镥或氮。方面11.方面10的方法，其中所述磷光体包含铕。方面12.方面11的方法，其中铕以材料重量约0.1%重量至约5%重量的量存在于材料中。方面13.方面11的方法，其中铕以材料重量约0.1%重量至约2.5%重量的量存在于材料中。方面14.方面2的方法，其中所述保护剂为隔离剂、抗钙-镁-铝-硅-氧化物(CMAS)剂或其组合。方面15.方面2的方法，其中所述材料包含隔离剂和磷光体。方面16.方面2的方法，其中所述材料包含抗CMAS剂和磷光体。方面17.方面14的方法，其中在第一量中，布置的材料包含一种或多种隔离剂，且在第二量中，布置的材料包含一种或多种抗CMAS剂。方面18.方面17的方法，其中在第一量中，布置的材料包含一种或多种隔离剂和第一磷光体，且在第二量中，布置的材料包含一种或多种抗CMAS剂和第二磷光体，其中在用激励辐射照射其中布置一个或多个量的材料的区域后，从第一磷光体发射的光的波长不同于由第二磷光体发射的光的波长。方面19.方面14的方法，其中所述抗CMAS剂包含一种或多种稀土元素或碱土元素或其组合。方面20.方面19的方法，其中所述一种或多种稀土元素选自镧、钕、铒、铈和钆。方面21.方面19的方法，其中所述一种或多种碱土元素选自铍、镁、钙、锶、钡和镭。方面22.方面19的方法，其中所述抗CMAS剂包括氮化物、氧化物或其组合。方面23.方面19的方法，其中所述抗CMAS剂还包含锆、铪、钛、钽或铌。方面24.方面14的方法，其中所述隔离剂包括氧化铝、氧化铪或氧化铈或其组合。方面25.方面14的方法，其中所述隔离剂包括Al2O3、HfO2、Ce2O3或其组合。方面26.方面2的方法，其中所述保护剂选自GdAlO3、Gd3NbO7和GdTa3O9。方面27.方面2的方法，其中所述材料包含以材料总重量计1.5%重量Eu2O3。方面28.方面2的方法，其中所述材料包含Gd0.98Eu0.02AlO3。方面29.方面2的方法，其中在陶瓷涂层内布置材料包括用液体渗透陶瓷涂层的表面连通开口。方面30.方面29的方法，其中所述液体包含载液和在载液内悬浮的多个颗粒。方面31.方面29的方法，其中所述液体包含溶剂和溶于溶剂的溶质。方面32.方面29的方法，所述方法进一步包括使液体挥发，以形成在陶瓷涂层的表面连通开口中布置的残余物。方面33.一种陶瓷涂层，所述陶瓷涂层包含布置于其表面连通开口的保护剂和磷光体。方面34.方面33的方法，其中所述陶瓷涂层为隔热涂层。方面35.方面33的陶瓷涂层，其中所述保护剂为隔离剂、抗钙-镁-铝-硅-氧化物(CMAS)剂或其组合。附图简述通过阅读以下详述并参考附图，本专利技术的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解，其中在全部附图中相似的标记代表相似的部件，其中：图1A显示在钮扣上具有多个涂层的试验。随着铝酸钆涂层中掺杂2%Eu的涂层数增加，Eu3+发射变得更本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，所述方法包括：在陶瓷涂层的多个表面连通开口中布置材料，所述材料包含i. 一种或多种磷光体；和ii. 一种或多种保护剂。

【技术特征摘要】
2015.12.09 US 14/9632561.一种方法，所述方法包括：在陶瓷涂层的多个表面连通开口中布置材料，所述材料包含i.一种或多种磷光体；和ii.一种或多种保护剂。2.一种确定陶瓷涂层中材料沉积均匀性的方法，所述方法包括：(a)用激励辐射照射陶瓷涂层表面，其中陶瓷涂层包含多个表面连通开口和在至少一些开口中布置的材料，所述材料包含：i.一种或多种磷光体；和ii.一种或多种保护剂；(b)检测来自材料的响应激励辐射的发射辐射；并且(c)作为表面上位置的函数基于检测的发射辐射强度记录陶瓷涂层内材料的分布。3.权利要求2的方法，其中所述陶瓷涂层为隔热涂层。4.权利要求2的方法，其中，在用激励辐射照射其...

【专利技术属性】
技术研发人员：S西瓦拉马克里什南，WC哈什，KH布罗斯南，JE墨菲，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US