本发明专利技术涉及用于将高温保护层粘合在基底上的增粘剂层，其特征在于，其包括由增粘剂材料制成的第一层，该第一层被设置用于施加在该基底上，以及包括布置在第一层上的第二层，该第二层具有引入的稳定氧化物分散体，并被设置用于粘合高温保护层。优选地，作为用于第二层的增粘剂材料，可以使用第一层的相同材料，其中额外地引入0.01至50重量%含量的稳定氧化物分散体。概括而言，本发明专利技术提供改进的增粘剂层，其中第一增粘剂层由第一材料制成，该增粘剂材料特别地通过引入氧化物分散体而强化并改进，并且将该改进的材料作为薄的第二层额外地施加到之前沉积的第一增粘剂层上。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于将高温保护层粘合在基底上的增粘剂层及其制造方法本专利技术涉及用于将高温保护层例如热障层或环境稳定的（热）保护层粘合在基底上的新型增粘剂层及其制造方法。现有技术热障层（热障涂层，TBC）被理解为是指受温度荷载的部件上的保护层，其应降低高温应用时该部件的材料温度。热障层根据需要具有十分之几毫米至几毫米的层厚度。热障层有助于甚至在非常高的温度下保护该部件的材料的强度。因此例如可以在超过1400℃的排气温度下使用涡轮叶片材料，因为该材料的温度由于该热障层可以降至低于1100℃，在该温度下所述材料仍具有足够高的强度。热障层通常是针对达到的极端热气温度的非常有效的保护，其它高温保护层在侵略性环境中，此外还针对氧化、腐蚀或甚至侵蚀保护受温度荷载的部件。此类高温保护层的施加在制造时提出高要求，因为所述涂层经常具有陶瓷构造，其一方面是多孔性的并同时是脆性的。高温保护层在相应部件上的施加经常通过使用所谓的增粘剂层得以改进。由此产生多层体系，其将良好机械性能与化学和热稳定性组合。增粘剂层通常显示出特别的表面结构，其使得实际的功能层（隔热、腐蚀保护、侵蚀保护等）能够出色地粘合到要保护的部件上。因为功能层大多是多孔性的，增粘剂层在高温操作时也面临用于基底（部件）针对侵略性环境的保护功能。通常，在此在界面上形成耐受的保护性氧化物层，例如Al2O3、Cr2O3或SiO2，其经常延缓进一步的氧化进攻并被称为热生长氧化物（TGO）。但是，在达到所谓的临界氧化物层厚度（其通常根据温度变化荷载的临界数形成）后，由于热应力、侵蚀和/或腐蚀经常出现裂缝形成，特别是在增粘剂层的保护性氧化物层和高温保护层之间的界面处或直接上方。除了其它影响外，这因此还经常导致高温保护层的失效。丧失该涂层的效应也被称为散裂（Spallation）。在出现破碎之前，热生长氧化物通常在此达到1至10μm的层厚度，极少情况下也超过该值。就此而言，为了长期确保保护功能，必须在该增粘剂层中存在能够形成氧化物层的足够大的元素储备，这意味着，对于此类增粘剂层而言特别地需要最小层厚度。已知增粘剂层的层厚度通常为50至200μm。在过去，已提出了用于改进热障层的使用寿命的方法。例如由EU和USA的共同HIPERCOAT项目已知用于燃气涡轮发动机的热障层体系，其中在该热障层的材料和增粘剂层的热生长氧化物（TGO）之间额外地使用50μm厚的由钇稳定的氧化锆（YSZ）制成的绝缘层，其可以通过诸如等离子体喷涂和电子束蒸镀（电子束物理气相沉积，EBPVD）之类的方法施加。另一方法设置了使用两层的增粘剂层。Quadakkers等人[1]例如对此提出，在基底上通过高速火焰喷涂（高速火焰熔射，HVOF）制造第一层，并在其上通过常压等离子体喷涂（大气或常压等离子体喷涂，APS）施加由相同材料制成的更薄的第二层（薄涂层（Flashcoat））。上面的薄涂层具有比第一增粘剂层更大的粗糙度并且–相比于第一层而言-导致长为2至3倍的使用寿命。上面与下面的增粘剂层的层厚度的比率在此通常为1:5至1:3。由EP1076727B1也已知两层的增粘剂层，其中将由第一材料制成的最大尺寸为55μm的第一层通过高速火焰喷涂（高速火焰熔射，HVOF）施加在高温合金基底上，并在其上通过常压等离子体喷涂（大气或常压等离子体喷涂，APS）施加由第二材料制成的尺寸为35至110μm的第二层。分别在施加后进行热处理以使所述层致密。第一和第二材料可以包含相同材料，特别是MCrAl或MCrAlY，其中M=铁、镍和/或钴以及它们的混合物。两层的增粘剂层此外还由US8497028B1已知。这包括布置在基底上的第一抗氧化层和布置在其上的第二抗散裂层。该抗氧化层可以具有MCrAlY，例如包含20-24重量%钴、14-18重量%铬、11-13.5重量%铝、0.1-0.4重量%铪、0.4-0.8钇、0.4-0.7重量%硅和余量镍的MCrAlY。抗散裂层特别适合于形成热生长氧化物层并例如具有10-13重量%钴、5.5-7.0重量%铬、3.0-6.0重量%钽、3.0-5.0重量%钨、1.1-1.7重量%钼、9.0-11重量%铝、0.2-0.6重量%铪、0.3-0.7重量%钇、0.1-0.3重量%硅、0.1-0.2重量%锆和余量镍的组成。替代地，该抗散裂层例如还可以具有11-14重量%钴、11-14重量%铬、7.5-9.5重量%铝、0.1-0.5重量%铪、0.2-0.6重量%钇、0.1-0.3重量%硅、0.1–0.2重量%锆和余量镍的组成。同样已讨论了使用包含氧化物弥散强化高温合金（氧化物弥散强化，ODS）的增粘剂层。此类材料例如用于燃气涡轮机的在温度方面受最高荷载的叶片。经常使用的ODS材料特别是镍合金。但是对于特定应用，也使用铁铝合金或贵金属合金作为ODS材料。ODS合金表示通过氧化物颗粒强化且以粉末金属制造的合金，其经常用于提高受高温荷载的部件的抗蠕变性。ODS合金基本上由金属基材，通常由金属高温合金，例如铁铝合金、铁铬合金、铁铬铝合金、镍铬合金或镍-铝酸盐构成。其中以原子细分散形式嵌入高稳定性氧化物，例如氧化钇（Y2O3）或氧化铝（Al2O3）。所述氧化物颗粒在此通常具有5至50nm的尺寸。ODS合金的制造通常通过相应粉末的机械合金化在球磨机中进行。Seiler等人[2]研究了常见热障层体系，其分别包括增粘剂层、作为实际功能层的热障层（TBC）以及在该增粘剂层和功能层之间的热生长氧化物层（TGO）。在此已证明，该涂层体系的使用寿命不仅取决于功能层的烧结性能、热生长氧化物层的生长速率、在界面处的粗糙度和所参与的层的热膨胀系数，而且取决于增粘剂层的蠕变性能。作为结果确定，具有慢蠕变性能（高抗蠕变性）的增粘剂层-如其通过OSD合金所致那样-一方面可缩短使用寿命，但另一方面还可降低热障层内的应力。目的和实现本专利技术的目的是提供用于受温度荷载的部件的成本有利的新型保护层体系，其确保在部件上特别好的粘合以及比迄今已知更长的使用寿命。本专利技术的目的通过具有独立权利要求的特征的用于粘合高温保护层的新型增粘剂层、通过根据第一从属权利要求的高温保护层体系以及通过具有根据其它从属权利要求的特征的制造此类增粘剂层的方法实现。新型增粘剂层、高温保护层体系和制造方法的有利实施方式存在于各自涉及的权利要求中。专利技术主题在本专利技术的范围中发现，可以通过两层的新型增粘剂层克服关于主题用于高温保护层或功能层的增粘剂层的迄今现有技术的缺点。在此的基本思想是，该新型增粘剂层由被设置作为形成氧化物层的储备并布置在基底上的较厚的第一增粘剂层和布置在第一层上并具有与第一层不同组成的有利地较薄的第二增粘剂层形成。已表明，增粘剂层的热生长氧化层（TGO）的品质以及功能层和TGO层之间的界面的性质主要通过该增粘剂层的与该功能层接触的最上层决定。本专利技术从这里开始。本专利技术增粘剂层的被设置用于粘合到基底上的下面第一层具有常见增粘剂材料，例如迄今已知的MCrAlY材料，其具有钴、镍和/或铁作为金属M。用于第一层的合适材料是例如NiCoCrAlY材料，例如Co27Cr9Al0.5Y、Ni30Cr11Al0.5Y、Co32Ni21Cr8Al0.5Y、Ni23Co18Cr12.5Al0.5Y或Ni20C本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.用于将高温保护层粘合在基底上的增粘剂层，其特征在于‑ 由第一增粘剂材料制成的第一层，其被设置用于施加在该基底上，‑ 以及布置在第一层上的第二层，其包含具有额外引入的氧化物分散体的第二增粘剂材料，并被设置用于粘合高温保护层。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.07 DE 102016002630.81.用于将高温保护层粘合在基底上的增粘剂层，其特征在于-由第一增粘剂材料制成的第一层，其被设置用于施加在该基底上，-以及布置在第一层上的第二层，其包含具有额外引入的氧化物分散体的第二增粘剂材料，并被设置用于粘合高温保护层。2.根据权利要求1的增粘剂层，其中第二层具有0.01至50重量%含量，尤其0.1至5重量%含量的氧化物分散体。3.根据权利要求1至2任一项的增粘剂层，其中第一和/或第二增粘剂材料包含MCrAlY，其中M=Co、Ni和/或Fe。4.根据权利要求1至2任一项的增粘剂层，其中第一和/或第二增粘剂材料包含Si或Si合金。5.根据权利要求1至3任一项的增粘剂层，其中第一和第二增粘剂材料是相同的。6.根据权利要求1至5任一项的增粘剂层，其中第二层包含钇-、铝-、锆-、铪-或稀土氧化物分散体。7.根据权利要求1至6任一项的增粘剂层，其中第一层比第二层更厚，特别是第一层是第二层的至少两倍厚。8.根据权利要求1至7任一项的增粘剂层，其总层厚度为50至300μm，优选100至200μm，其中第二层的层厚度为至少50μm。9.高温保护层体系，其包...
【专利技术属性】
技术研发人员：R瓦森，J贝格霍尔茨，DE马克，WJ夸达克斯，
申请(专利权)人：于利奇研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE
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