專利名稱：用于陶瓷渦輪葉片的抗蠕變覆層的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及燃?xì)鉁u輪葉片，并且特別地，涉及用于燃?xì)鉁u輪葉片的抗蠕變覆層。
背景技術(shù)：
燃?xì)鉁u輪，也可稱為燃燒式渦輪，是內(nèi)燃機(jī)，其使氣體加速，從而迫使氣體進(jìn)入燃燒室，在該燃燒室中，添加熱以增大氣體的體積。接著，膨脹氣體引導(dǎo)向渦輪以提取由膨脹氣體所生成的能量。燃?xì)鉁u輪具有許多實際應(yīng)用，其包括用作噴氣發(fā)動機(jī)和在工業(yè)功率生成系統(tǒng)中使用。在燃?xì)鉁u輪內(nèi)的氣體的加速和引導(dǎo)經(jīng)常利用旋轉(zhuǎn)葉片來實現(xiàn)。能量的提取典型地通過迫使來自燃燒室的膨脹氣體朝向渦輪葉片而實現(xiàn)，該渦輪葉片通過經(jīng)由渦輪葉片離開燃?xì)鉁u輪的膨脹氣體的力而回旋。由于離開氣體的高溫，渦輪葉片必須構(gòu)造以承受極端操作條件。在許多系統(tǒng)中，采用復(fù)雜渦輪葉片冷卻系統(tǒng)。雖然渦輪葉片通常由金屬構(gòu)造，但是諸如陶瓷和陶瓷基體復(fù)合材料的更先進(jìn)材料現(xiàn)在用于這種葉片。當(dāng)使用這種先進(jìn)材料時，可施加覆層以為葉片提供附加保護(hù)和增大的熱阻。

發(fā)明內(nèi)容
公開了一種燃?xì)鉁u輪葉片，其可包括表面和第一結(jié)合層，該第一結(jié)合層施加于表面的第一區(qū)段并且不施加于表面的第二區(qū)段?？墒┘右粋€或多個保護(hù)層，使得保護(hù)層覆蓋第一結(jié)合層并且與該第一結(jié)合層重疊，從而與在表面的第一區(qū)段緊鄰?fù)獠刻幍谋砻娴膮^(qū)域直接接觸，并且形成在第一結(jié)合層的邊緣周圍的機(jī)械約束幾何形狀。公開了一種方法，其用于將第一結(jié)合層施加于燃?xì)鉁u輪葉片的表面的第一區(qū)段，從而使表面的第二區(qū)段暴露?？墒┘右粋€或多個保護(hù)層，使得保護(hù)層覆蓋第一結(jié)合層并且與該第一結(jié)合層重疊，從而與在表面的第一區(qū)段緊鄰?fù)獠刻幍谋砻娴膮^(qū)域直接接觸，并且形成在第一結(jié)合層的邊緣周圍的機(jī)械約束幾何形狀。以上概述以及下列詳細(xì)描述在結(jié)合附圖閱讀時被更好地理解。為了說明要求保護(hù)的主題，在附圖中示出了說明不同實施例的示例；然而，本發(fā)明不受限于公開的特定系統(tǒng)和方法。


當(dāng)參照附圖閱讀下列詳細(xì)描述時，本主題的這些和其他特征、方面和優(yōu)點將變得更好理解，其中:
圖1是施加于葉片表面的覆層的非限制性示例。
圖2是施加于葉片表面的覆層和可產(chǎn)生的蠕變的另一非限制性示例。圖3是覆層的非限制性示例，該覆層施加于葉片表面，使得形成傾斜(slanted)邊緣。圖4是覆層的另一非限制性示例，其示出了可在某些條件下形成的粘性流體層，該覆層施加于葉片表面，使得形成傾斜邊緣。圖5是覆層的非限制性示例，該覆層施加于葉片表面，使得形成直邊緣。圖6是覆層的另一個非限制性示例，其示出了可在某些條件下形成的粘性流體層，該覆層施加于葉片表面，使得形成直邊緣。圖7是覆層 的非限制性示例，該覆層施加于葉片表面，使得形成臺階形邊緣。圖8是覆層的另一個非限制性示例，其示出了可在某些條件下形成的粘性流體層，該覆層施加于葉片表面，使得形成臺階形邊緣。圖9是不具有施加的覆層的葉片表面的非限制性示例。圖10是具有施加的結(jié)合層的葉片表面的非限制性示例。圖11是具有施加的結(jié)合層和施加的環(huán)境阻隔涂覆(EBC)層的葉片表面的非限制性示例。圖12是具有施加的兩個結(jié)合層和施加的EBC層的葉片表面的非限制性示例。圖13是具有施加的兩個結(jié)合層和施加的兩個EBC層的葉片表面的非限制性示例。圖14是具有施加的兩個結(jié)合層、施加的兩個EBC層和施加的頂層的葉片表面的非限制性示例。
權(quán)利要求
1.一種燃?xì)鉁u輪葉片，包括: 表面； 第一結(jié)合層，其施加于所述表面的第一區(qū)段并且不施加于所述表面的第二區(qū)段；和第一保護(hù)層，其被施加使得所述第一保護(hù)層覆蓋所述第一結(jié)合層并且與所述第一結(jié)合層重疊，從而與在所述表面的第一區(qū)段緊鄰?fù)獠刻幍谋砻娴膮^(qū)域直接接觸，并且形成在所述第一結(jié)合層的邊緣周圍的機(jī)械約束幾何形狀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃?xì)鉁u輪葉片，其特征在于，還包括至少一個附加保護(hù)層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃?xì)鉁u輪葉片，其特征在于，所述機(jī)械約束幾何形狀是傾斜幾何形狀、直幾何形狀和臺階形幾何形狀中的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃?xì)鉁u輪葉片，其特征在于，還包括施加于所述表面的第二區(qū)段的第二結(jié)合層。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的燃?xì)鉁u輪葉片，其特征在于，在施加所述所述第一保護(hù)層之后，施加所述第二結(jié)合層。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的燃?xì)鉁u輪葉片，其特征在于，所述第二結(jié)合層與所述第一保護(hù)層重疊。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的燃?xì)鉁u輪葉片，其特征在于，還包括頂層，其施加于所述表面的第一區(qū)段和第二區(qū)段。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃?xì)鉁u輪葉片，其特征在于，由所述第一保護(hù)層形成的機(jī)械約束幾何形狀通過從所述第一保護(hù)層移除材料而形成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃?xì)鉁u輪葉片，其特征在于，當(dāng)所述第一保護(hù)層施加于所述表面時，形成由所述第一保護(hù)層形成的機(jī)械約束幾何形狀。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃?xì)鉁u輪葉片，其特征在于，所述燃?xì)鉁u輪葉片由陶瓷基體復(fù)合材料構(gòu)造。
11.一種方法，包括: 將第一結(jié)合層施加于燃?xì)鉁u輪葉片的表面的第一區(qū)段，而使所述表面的第二區(qū)段暴露；和 施加第一保護(hù)層，使得所述第一保護(hù)層覆蓋所述第一結(jié)合層并且與所述第一結(jié)合層重疊，從而與在所述表面的第一區(qū)段緊鄰?fù)獠刻幍谋砻娴膮^(qū)域直接接觸，并且形成在所述第一結(jié)合層的邊緣周圍的機(jī)械約束幾何形狀。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，還包括施加至少一個附加保護(hù)層，其中，所述至少一個附加保護(hù)層直接施加于在由所述第一保護(hù)層覆蓋的表面的區(qū)域的緊鄰?fù)獠刻幍谋砻娴牡诙^(qū)域，并且其中，所述至少一個附加保護(hù)層形成在所述第一保護(hù)層的邊緣周圍的第二機(jī)械約束幾何形狀。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述機(jī)械約束幾何形狀是傾斜幾何形狀、直幾何形狀和臺階形幾何形狀中的一種。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，還包括將第二結(jié)合層施加于所述表面的第二區(qū)段。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，在施加所述第一保護(hù)層之后，施加所述第二結(jié)合層。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述第二結(jié)合層與所述第一保護(hù)層重疊。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，還包括將頂層施加于所述表面的第一區(qū)段和第二區(qū)段。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，還包括從所述第一保護(hù)層移除材料以形成所述機(jī)械約束幾何形狀。
19.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，當(dāng)所述第一保護(hù)層施加于所述表面時，形成由所述第一保護(hù)層形成的機(jī)械約束幾何形狀。
20.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述燃?xì)鉁u輪葉片由陶瓷基體復(fù)合材料 構(gòu)造。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于陶瓷渦輪葉片的抗蠕變覆層。具有表面的燃?xì)鉁u輪葉片可具有施加于表面的第一區(qū)段的結(jié)合層，其中，結(jié)合層不施加于表面的第二區(qū)段?？墒┘右粋€或多個保護(hù)層，使得保護(hù)層覆蓋結(jié)合層并且與該結(jié)合層重疊，從而與在表面的第一區(qū)段緊鄰?fù)獠刻幍谋砻娴膮^(qū)域進(jìn)行直接接觸，并且形成在結(jié)合層的邊緣周圍的機(jī)械約束幾何形狀。
文檔編號F01D5/28GK103206263SQ20121044583
公開日2013年7月17日 申請日期2012年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月11日
發(fā)明者J.張, R.達(dá)斯, J.M.德爾沃瓦 申請人:通用電氣公司