[发明专利]用于涡轮叶片的、具有带间隔开的柱体的柱状结构的热障

说明书

技术领域

本发明的领域是涡轮机的领域，并且更特别是用于这些经受高温的涡轮机的组件的领域。

背景技术

如在航空领域中用于推进的涡轮机包括大气进气口，其与一个或多个压缩器连通，其通常包括绕着同一个轴旋转的风扇。在被压缩之前此空气的主气流供应在此轴周围环状定位的燃烧腔，并且与燃料混合以便提供下游的至一个或多个涡轮的热气体，通过这一个或多个涡轮这些热气体膨胀，涡轮转子驱动压缩器的转子。引擎在涡轮入口处的引擎气体的温度下运行，寻求它尽可能地高，这是因为此温度调节涡轮机的性能。为了此目的，把热部分的材料选择为经受住这些操作状况，并且为诸如涡轮喷嘴或旋转涡轮叶片之类的受热气体掠扫的组件的壁提供冷却装置。此外，由于由基于镍或基于钴的超合金制成的这些叶片的金属结构的原因，还有必要保护它们以防止由引擎气体的成分在这些温度下发生的侵蚀和腐蚀。

使得这些部件能够承受住这些极端状况而设计的保护措施之中，是在它们的外面上沉积称为热障的涂层。热障通常包括白微米左右的陶瓷层，其沉积在金属层的表面处。放置在陶瓷和金属基底之间的几十微米的铝子层通过在这两个组件之间提供连接完成了热障，并且还保护下面的金属免于氧化。通过金属互扩展，通常通过汽相铝化工艺（对于由本申请人使用的此版工艺而言被称为APVS）沉积的此铝子层被固定到基底，并且在该表面形成保护氧化层。在本申请人的专利申请FR2928664中描述了此技术的实现方式的示例。

至于由陶瓷制成的实际热障，它可以采用若干方式来制作，这取决于将由其制成的用途。对于热障而言粗略地有两种类型结构：柱状屏障，其结构是一个挨一个地并置的柱子的结构并且其垂直于基底表面延伸；以及叠层或匀质屏障，其在基底的表面上的均匀的层上延伸。

前面的通常通过被称为EBPVD（electron beam physical vapor deposition，电子束物理气相沉积）的工艺来制作，采用该工艺，在高真空下通过由带电钨丝发射的电子束冲击目标阳极。电子束使来自目标的分子变为气相。这些分子于是采用固体形式沉淀，用薄的阳极材料层覆盖要保护的部件。这些热障的特征为对热循环的良好抵抗性，也有相对高的热导性。

匀质屏障通常使用APS（大气等离子体喷涂）类型的热喷涂工艺或者通过溶胶-凝胶工艺，由等离子体沉积而成。溶胶-凝胶工艺使之成为可能，经由溶液中的分子前体的简单聚合，在接近周围温度的温度下，在不经过熔化步骤的情况下获得玻璃质物质。对于大量的金属而言存在这些前体并且对于大多数在标准溶剂中是可溶的。在以溶胶为名指示的此液体相中，化学反应有助于三维无机网络的形成，已知以凝胶为名，在其中保留由溶剂。从凝胶获得该物质的工艺经过干燥步骤，该步骤在于把溶剂从聚合体网络抽出。这样的屏障的优点为它展示的多孔性。

因此匀质屏障的特性为低热导性，其是期望目的，但是它们对于热循环没有足够的抵抗性。通过溶胶-凝胶工艺获得的屏障它们本身具有一般的抗腐蚀性。

最后，多裂开的热障是已知的，它们通过等离子体，使用本申请人在若干专利（EP 1 645 654和EP 1 471 162）中描述的工艺来获得，其在服务期和腐蚀期之间展示出可接受的折中。

然而所有这些屏障不是足够高的性能的，并且有必要在这两个域内进一步改进它们的性能。

发明内容

本发明的目的是通过提出用于制作热障的工艺来克服这些缺点，该热障不包括现有技术缺点中的一些缺点，并且特别地它结合良好服务期地具有低传导性。

为此目的，本发明的一个主题是用于把陶瓷层沉积到金属基底上以便制作热障的工艺，包括沉积所述采用柱状结构的陶瓷，其特征在于所述沉积是通过冲击有孔的网格实施的，定位成平行于基底的表面以便制作至少两个陶瓷柱，这些陶瓷柱与彼此分离开一间隔。

因此制作的柱子足够确保该屏障的机械强度及其抗腐蚀性，并且此外在它们之间留有空间以便用最适当的材料填充后者。本发明因此为热障的组成创建了大的柔性。

有利地，孔的宽度处于10微米和300微米之间。

优选地，孔之间的间隔处于10微米和100微米之间。

在一个特定实施例中，该过程还包括在所述间隔内沉积匀质陶瓷层。

在间隔内沉积匀质结构保证了屏障防止来自基底方向的气流的气体的氧化的入侵。

有利地，第二沉积通过用于把配备有其柱体的基底浸涂到溶胶-凝胶型溶液中。

因此获得了具有匀质结构的陶瓷，其具有高的多孔性并且因此具有低热导性。