[发明专利]用于高温作业的制品

说明书

一种制品，包括实质上对可见光不透明的衬底和在衬底上布置的涂层。涂层包括具有固有折射指数的涂料，其中涂层具有小于固有折射指数的有效折射指数，且其中有效折射指数小于1.8。

发明背景

本发明主要涉及用于在化学和热有害环境内暴露于高温的部件的保护涂层。更具体地讲，本发明涉及用于部件(例如，燃气涡轮发动机部件)的抗粘结涂层，以阻止作业期间通过部件的空气流中通常夹带的粘着污染物的沉积物积累。

熟知燃气涡轮发动机内的操作环境热有害和化学有害。金属部件(如压缩机桨叶和轮叶)的内外表面上砂、灰、海盐和其它颗粒状外来物质(在本文中共同被称为“灰尘”)的积累加剧由侵蚀性操作环境造成的问题。在内冷却通道壁(在本文中称为“内表面”)上积累的灰尘产生绝热层，该层阻止部件冷却，从而迫使部件在提高的温度下操作。外部积累的灰尘也可使部件的热性能降级；另外，灰尘的粘着层可贡献化学物质参与随后与金属表面的腐蚀反应。通常灰尘与空气在进气口处一起被吸收，并变得随通过发动机的气流夹带。由于灰尘颗粒沿流路撞击部件的内外表面，它们可粘住表面，在部件上产生不合需要的外来物质层。此积累及其相关的部件性能降级导致增加维护频率，例如，去除积累的灰尘或整修或更换损伤的部件。

鉴于上述，需要在高温机器部件中提供防护以免灰尘积累的改进涂层系统。

发明简述

本发明的实施方案致力于这一和其它需要。一个实施方案为一种制品，该制品包含实质上对可见光不透明的衬底和在衬底上布置的涂层。涂层包含具有固有折射指数的涂料，其中涂层具有小于固有折射指数的有效折射指数，且其中有效折射指数小于1.8。

另一个实施方案为包含衬底的制品。衬底包含钛合金、超合金或陶瓷-基质复合材料。在衬底上布置涂层。涂层包含：(a)一种或多种碱土金属元素的氟化物，(b)氧化铝、氧化硅、氧化锆或氧化铬，或(c)包含任何一种或更多种前述备选物的组合。涂层还包含多个柱状结构，这些结构经取向，使得柱状结构的纵轴相对于正切于衬底的方向形成小于60°的角。

附图

参考附图阅读以下详述时，本发明的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解，其中在全部附图中相似的符号代表相似的部分，其中：

图1提供本发明的一个实施方案的横截面视图；并且

图2提供本发明的一个说明性实施方案的某些细节的横截面视图。

详述

如本文在整个说明书和权利要求书中所用，近似语言可用于修饰任何定量表达，所述表达可容许改变，而不引起其所涉及的基本功能的变化。因此，由词语例如“约”和“实质上”修饰的数值不限于所指定的精确值。在某些情况下，近似语言可对应于测量该数值的仪器的精确度。在此和整个说明书和权利要求书中，范围的界限可以组合和/或互换，这些范围被确定并包含其中包含的所有子范围，除非上下文或语言另外指明。

在以下说明书和权利要求中，除非上下文另外清楚地指明，单数形式“一”、“一个”和“该”包含复数的所指对象。本文所用词语“或”不表示排它性，而是指存在至少一种所提及组分，并且包括其中可存在所提及组分的组合的情况，除非上下文另外清楚地指明。

本文所用词语“可”和“可以为”表示在一组情况内发生的可能性，具有指定的性质、特征或功能，和/或通过表达与被限定的动词相关的一种或多种能力、性能或可能性来限定所述另一个动词。因此，“可”和“可以为”的使用表示被修饰词语对于指出的能力、功能或使用明显适合、能够或适当，尽管考虑在某些情况下，被修饰的词语可能有时并非适合、能够或适当的。

本文所用词语“涂层”指以连续或间断方式在下面表面的至少部分上布置的材料。另外，词语“涂层”不一定表示经布置材料的均匀厚度，且经布置材料可具有均匀或可变厚度。词语“涂层”可以指单层涂料，或者可以指多层涂料。在多个层中涂料可相同或不同。