[发明专利]局部双层热障涂层

说明书

通过用第二材料形成热障涂层的局部较厚部分，热障涂层系统可以更耐用或在更高温度下使用。

技术领域

本发明涉及一种热障涂层系统，该热障涂层系统具有热障涂层、局部施加于高应力区的双层热障涂层。

背景技术

陶瓷热障涂层(TBC)用于保护在高温下使用的部件免受热输入。涡轮叶片就是这种情况。例如，EP2845924A1公开了使用包括第一陶瓷层的涂层系统，第一陶瓷层为完全稳定或者部分稳定的氧化锆，并且在第一陶瓷层上具有诸如锆酸钆的烧绿石结构的层。

由于涡轮中涡轮叶片的热应力较高，涡轮叶片的压力区会出现局部温度峰值。这会导致消耗更多的金属保护层或者导致TBC剥落。

使用冷却气孔会导致消耗压缩空气，进而降低效率。

在不采取任何措施的情况下，涡轮的最大运行时间将会缩短。

发明内容

因此，本发明的目标在于解决上述问题。

该目标通过根据权利要求1所述的涂层系统来实现。

附图说明

在附图中：

图1示出具有涂层系统的部件，并且

图2至图5示出根据本发明的构造的各种视图。

附图和说明仅示出本发明的示例性实施例。

具体实施方式

图1示出穿过涡轮叶片1的叶片翼型的横截面。

涡轮叶片1具有吸力侧7和压力侧4，涡轮叶片1在流入边缘10处受到热气流，并且涡轮叶片1包括流出边缘13。

在涡轮叶片1的情况下，在压力侧4的区域内存在高应力区22。

热气体围绕涡轮叶片1沿流动方向11流动。

图2示出涡轮叶片1的平面图，其中简化示出叶片翼型19和紧固区16。

在局部区域22，存在增加的热应力。在该区域内，具有局部加强部36、36'、36(图3、图4和图5)。

局部加强部36、36'、36优选地被布置为靠近平台21，并且优选可以与过渡区39(图5)一起在整个压力侧4沿流动方向11延伸。

在与流动方向11垂直的方向或径向方向上，即方向40上，局部加强部36、36'、36的伸展最大为50％，尤其是最大30％。在涡轮叶片1的情况下，上述说明优选仅涉及叶片翼型19。

为了满足这种增加的热应力，热障涂层的厚度被局部增加。

图3和图4示出根据本发明的构造的横截面图。

层厚度的增加不是通过施加更多与周围层33的材料相同的材料，而是通过局部施加与第一材料不同的第二材料来实现。

第一陶瓷层33被布置在涡轮叶片1的叶片翼型19和叶片平台21上。

优选地，涡轮叶片1上的热障涂层33为锆基层，尤其是部分稳定的氧化锆层，并且加强的TBC是通过局部施加烧绿石层36、36'、36，尤其是局部施加基于锆酸钆的烧绿石层来实现的。

局部加强部36、36'、36的材料同样优选为完全稳定的氧化锆。

局部加强部36、36'、36的材料的孔隙率优选地被设计为比第一陶瓷层33的孔隙率高至少10％、尤其是20％。

特别地，与第一陶瓷层33类似，局部加强部36、36'、36也包括部分稳定的氧化锆。