烧绿石材料和具有这些烧绿石材料的热障涂层制造技术

现有技术中已知烧绿石材料可被用在陶瓷热障涂层中。通过添加镁和／或钛（Ｔｉ）和特别是采用使用这些材料的双层陶瓷层，可以实现散裂特性和热膨胀系数的进一步改进。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】烧绿石材料和具有这些烧绿石材料的热障涂层暴露于高温的金属部件必须加以防热和防腐蚀。对于燃气涡轮部件如燃烧室、涡轮叶片或轮叶来说更是如此。这些部件通常镀有MCrAlY中间层和施加在所述中间层上的陶瓷热障涂层(TBC)。已知可以使用Gd2Zr207或Gd2Hf2CM^为热障涂层。EP0992603A1公开了 (Gd,La,Y)2 (Ti,Zr,Hf)207烧绿石结构。EP 13 21542A1公开了 Gd203与Hf02的氧化物混合物，其中可以用诸如氧化锆、氧化钐、氧化铕、氧化镱或氧化钕之类的氧化物替代二氧化铪或氧化钆。这些现有技术已知的材料还可根据其热膨胀系数和散裂特'性加以进一步改进。因此本专利技术的目标在于解决上述问题。通过权利要求1中给出的烧绿石材料和权利要求17、 19中给出的热障涂层可以解决所述问题。在从属权利要求中列出了本专利技术的进一步有利条件，而且为了实现更多的有利条件所述从属权利要求可以彼此结合。在附图中图l、 2显示了层体系的例子，图3显示了燃气涡轮，图4显示了涡轮叶片或轮叶，图5显示了燃烧室，图6显示了超级合金列表。本专利技术的烧绿石材料包括Gd2.xMgxZr207—a或Gd2-xMgxHf207jGd2-xMgxTi207—a或Gd2—xMgxZr2-yTiy07—a或Gd2-xMgxZr2-yHfy07jGd2-xMgxHf2-yTiy07jGd2-xMgxHf2-y-zZrzTiy07j Gd2Hf2—yTiy07j Gd2Hf2-y-zZryTiz07—a,其中Gd优选地可用Sm替代，特别是全部用Sm替代Sm2_xMgxHf207jSm2—xMgxTi207-^Sni2-xMgxZr2-yTiy07-a或Sm2—xMgxZr2-zHfz07jSm2-xMgxHf2-yTiy07-^Sm2—xMgxHf2f zZrzTiy07jSm2Zr2-yTiy07jSm2恥—yTiy07—a或Sm2Hf2-y-zZrzTiy07—a,其中0<2; 0<y<2; O^a^l; 0<z<2; y + z<2。 镁(Mg)优选地可用钙(Ca)替代。钛(Ti)优选地可用铝(Al)替代。 Gd2Zr2-xTix07和Sm2-xMgxZi207-a不被称作烧绿石材料。 特别地烧绿石材料由以下材料之一构成Gd2-xMgxZl207-a或 Gd2.xMgxHf207—a或 Gd2—xMgxTl207—a或Gd2-xMgxZr2-yTiy07-^Gd2—xMgxZr2.yHfy07-a或 Gd2-xMgxHf2—yTiy07—a或Gd2—xMgxHf2.y.zZrzTiy07.a或Gd2Hf2-yTiy〇7jGd2Hf2_y-zZryTiz07—a,其中Gd优选地可用Sm替代，特别是全部用Sm替代Sm2-xMgxHf207—^Sm2—xMgxTi207—^Sm2-xMgxZr2-yTiy07-^Sm2-xMgxZr2-zHfz07jSm2-xMgxHf2-yTiy07-^Sm2-xMgxHf2-y-zZrzTiy07—a或Sm2Hf2-yTiy07—a或Sm2Zr2-yTiyO7-ii或Sm2Hf2-y-zZrzTiy〇7-a,其中0<乂<2; 0<y<2; O^a^l; 0<z<2; y + z<2。礼(Gd)或钐(Sm)可用钕(Nd)或铕(Eu)、镱(Yb)替代，特别是全部用Nd、 Eu或Yb替代。没有要求保护用于烧绿石材料本身或含Gd和Sm作为主要成分的涂层的组合物。在图l中，显示了包含基底4的部件1、 120、 130(图3， 4)、 155(图5) 。基底4可以为镍基或钴基超级合金。特别是采用镍基超级合金(图6) 。在此基底4上，特别是直接在基底4上，施加有粘结层和/或保护层7，特别是采用MCrAlX层，其形成或具有氧化物层(TGO)。特别是采用了钇(X二Y)。在此中间层7上施加有单层的外陶瓷热障涂层(TBC)10。此热障涂层1 O优选地包含下列材料之一 Gd2-xMgxZr207jGd2-xMgxHf207-^Gd2-xMgxTi207jGd2—xMgxZr2—yTiy07.a或Gd2—xMgxZr2—yHfy07-a或Gd2—xMgxHf2-yTiy07jGd2-xMgxHf2-y.zZrzTiy07—a或Gd2Hf2-yTiy07-4Gd2Hf2—y—zZryTiz07-a,其中Gd可用Sm替代，特别是全部用Sm替代Sm2-xMgxHf207jSm2—xMgxTi207-^Sm2-xMgxZr2-yTiy07—a或Sm2-xMgxZr2-zHfz07-^Sm2-xMgxHf2-yTiy07-^Sm2.xMgxHf2-y-zZrzTiy07-a或 Sm2Hf2-yTiy07-^ Sm2Zr2-yTiy07-a或 Sm2Hf2-y-zZrzTiy〇7-a,其中0<乂<2; 0<y<2; 0<a<l; 0<z<2; y + z<2， 钆(Gd)或钐(Sm)可用钕(Nd)、铕(Eu)或镱(Yb)替代。 也可以是这些材料的混合物。在单层体系中，GcbZr2-xTix07和Sm2-xMgxZr207-a不被称作烧绿石材 特别地，热障涂层10优选地由下列材料之一构成Gd2—xMgxZl207—a或 Gd2-xMgxHf207-^Gd2-xMgxTi20ul Gd2-xMgxZr2_yTiy07—^ Gd2.xMgxZr2—yHfz07.a或Gd2-XMgxHf2-yTly07jGd2.xMgxHf2—y.zZrzTiy07—a或 Gd2Hf2-yTiy07j Gd2Hf2—y-zZryTiz07_a，其中Gd优选地可用Sm替代，特别是全部用Sm替代Sm2—xMgxHf207jSm2-xMgxTi207jSm2-xMgxZr2-yTiy07-^Sm2-xMgxZr2-zHfz07-^Sm2-xMgxHf2-yTiy07—^Sm2-xMgxHf2-y—zZrzTiy07—a或Sm2Hf2-yTiy07-a或Sm2Zr2-yTiyCVa或Sm2Hf2-y-zZrzTiy〇7-a,其中0<乂<2; 0<y<2; 0^a<l ; 0<z<2; y + z<2。 镁(Mg)优选地可用钙(Ca)替代。钛(Ti)优选地可用铝(A1)替代。图2显示了分层的陶瓷阻挡涂层19,特别是包含、尤其是由内陶瓷热障13和外陶瓷热障16构成的两层体系。特别地，所述陶瓷热障涂层16是所述分层体系的最外涂层。所述内陶覺热障涂层13包含以下材料之一 Sm2-xMgxZr207—^Sm2—xMgxHf207—a或Sm2—xMgxTi207-^Sm2-xMgxZr2-yTiy07jSm2—xMgxZr2-zHfz07-^Sm2—xMgxHf2-yTly07-a或Sm2-xMgxHf2—y-zZrzTiy07-a或Srri2Hf2-yTiy07-a或Sm2Zr2—yTiy07—a或Sm2Hf2-y-zZrzTiy07-a ,其中0<乂<2; 0<本文档来自技高网...

【技术保护点】
烧绿石材料，其包括Ｇｄ↓［２－ｘ］Ｍｇ↓［ｘ］Ｚｒ↓［２］Ｏ↓［７－ａ］，其中０＜ｘ＜２和０≤ａ≤１。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】EP 2006-10-2 06020703.21. 烧绿石材料，其包括Gd2-xMgxZr2O7-a，其中0<x<2和0≤a≤1。2. 权利要求l的材料，其中进一步添加了钛(Ti),由此所述烧绿石 材料包括Gd2-xMgxZr2.yTiy07-a,其中0 < y < 2和0 < x < 2和0 S a S 1 。3. 权利要求1或2的材料，其中a^。4. 权利要求2的材料，其中x-O且锆(Zr)被铪(Hf)替代。5. 权利要求1或2的材料，其中锆(Zr)被铪(Hf)部分替代。6. 权利要求l、 4或5的材料，其中锆(Zr)被铪(Hf)全部替代。7. 权利要求l、 4或5的材料，其中锆(Zr)被钛(Ti)部分替代。8. 权利要求l、 4或5的材料，其中锆(Zr)被钛(Ti)全部替代。9. 前面权利要求中 一或多项的材料，其中钆(Gd)被钕(Nd)、铕(Eu) 或镱(Yb)替代。10. 前面权利要求中一或多项的材料，代。11. 前面权利要求中一或多项的材料，代。12. 前面权利要求中一或多项的材料，代。13. 前面权利要求中一或多项的材料，代。14. 前面权利要求中一或多项的材料代。15. 前面权利要求中一或多项的材料代。16. 由根据前面权利要求中任意一项所迷的单种材料构成的材料。17. 热障涂层(10、 19)，其包含前面权利要求1-16中一或多项的材 料，特别是由单种材料构成。18. 权利要求17的热障涂层(10、 19),其由前面权利要求1-16中一 或多项的材料构成，特别是由单种材料构成。19. 热障涂层，其中热障涂层(19)包含两层(13...

【专利技术属性】
技术研发人员：T马洛，M奥克斯纳，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]