[发明专利]用于保护EBC和CMC层的抗侵蚀和CMAS的涂层以及热喷涂方法

说明书

布置在EBC涂布的基材上的抗侵蚀和CMAS的涂层，包括提供CTE缓和并设置在所述EBC涂布的基材之上的至少一个多孔垂直裂纹(PVC)涂布层。至少一个致密垂直裂纹(DVC)抗侵蚀和CMAS的涂布层沉积在所述至少一个PVC涂布层之上。

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年12月19日提交的美国临时专利申请号62/607，514在35 U.S.C. §119(e)下的优先权。其公开内容通过引用整体明确地并入本文。

关于赞助研究或开发的声明

不适用。

发明背景。

发明领域

本发明是一种抗侵蚀和钙镁铝硅酸盐(CMAS)的多层陶瓷涂层，用于保护覆盖陶瓷基质复合材料(CMC)基材的环境障涂层(EBC)。所述多层涂层可以包括抗侵蚀和CMAS的致密垂直裂纹(DVC)顶涂层和热膨胀系数(CTE)缓和的多孔垂直裂纹(PVC)中间涂层。还公开了一种涂布方法。

相关技术描述

环境障涂层(EBC)已经被施加到Si基陶瓷基质复合材料(CMC)层上，用于保护CMC免受氧化和水蒸气侵蚀。在高温燃气涡轮发动机环境中，可能发生异物损坏。另外，这种涂层遭受CMAS粉尘渗透。还可能发生与EBC的反应，这可能导致EBC剥落。这可能导致对下层CMC基材的保护丧失。因此，需要改善EBC/CMC涂层体系的抗侵蚀和CMAS性。

在本领域中还已知采用钇稳定的氧化锆(YSZ)热障涂层，并且数十年来这些涂层已经成功地用于燃气涡轮发动机中。然而，YSZ涂层和层通常具有在约10×10^-6/℃范围内的大CTE，并且不能直接用于通常具有约4×10^-6/℃的CTE的低CTE的CMC层上。

以下文献，其各自通过引用整体明确地并入本文，公开了各种类型的DVC涂层：2012年6月12日颁发的Taylor的US 8,197,950；1991年12月17日颁发的Taylor的US 5,073,433；2014年6月26日公开的Taylor的US 2014/0178632；1998年11月3日颁发的Gray的US 5,830,586；和2004年3月9日颁发的Subramanian的US 6,703,137。

以下文献，其各自通过引用整体明确地并入本文，公开了各种类型的抗CMAS的涂层：2001年1月23日颁发的Maloney的US 6,177,200；2011年1月25日颁发的Schlichting的US 7,875,370；2012年2月9日公开的Hongoh的US 2012/0034491；和2015年5月5日颁发的Nagaraj的US 9,023,486。

以下文献，其通过引用整体明确地并入本文，公开了PVC涂层：2016年12月1日公开的Chen的US 2016/0348226。

以下文献，其各自通过引用整体明确地并入本文，公开了各种类型的EBC涂层：2001年10月2日颁发的Eaton的US 6,296,941；2001年9月4日颁发的Eaton, Jr.的US 6,284,325；2002年5月14日颁发的Eaton, Jr.的US 6,387,456；2004年5月11日颁发的Lee的US 6,733,908；2010年6月22日颁发的Zhu的US 7,740,960；以2010/0158680公开的Kirby的US 2010/0158680；2011年3月22日颁发的Meschter的US 7,910,172；2016年7月28日公开的Wan的US 2016/0215631；2016年1月21日公开的Luthra的US 2016/0017749；2014年9月18日公开的Lee的US 2014/0272197；2014年3月6日公开的Lee的US 2014/0065438；2014年9月18日公开的Lee的US 2014/0272197；和2013年12月26日公开的Zhu的US 2013/0344319。