專(zhuān)利名稱(chēng)：具有釓-混晶-燒綠石相和氧化物的陶瓷粉末,陶瓷層和層體系的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有燒綠石和氧化物的陶瓷粉末、陶瓷層和層體系。
背景技術(shù)：
這種層體系含有具有基于鎳或鈷的金屬合金的基材。這類(lèi)產(chǎn)品首先 用作燃?xì)鉁u輪的零件，特別是用作燃?xì)廨啓C(jī)的漿葉或耐熱護(hù)殼。這些零 件會(huì)遭受到腐蝕性燃?xì)獾臒釟饬鞲g。因此，它們必須能夠保持較高的 耐熱標(biāo)準(zhǔn)。另外，也需要使這些零件耐氧化和耐腐蝕。尤其對(duì)運(yùn)動(dòng)的零 件，例如燃?xì)鉁u輪漿葉，但也對(duì)靜止零件提出進(jìn)一步的機(jī)械要求。在其 中使用可耐受熱氣的零件的燃?xì)鉁u輪機(jī)中，其功率和效率都會(huì)隨著工作 溫度升高而增加。為了獲得較高的效率和較高的功率，就要在特別是遭 受到高溫的燃?xì)鉁u輪機(jī)的元件上涂覆一層陶瓷材料。其能起到作為熱氣 流和金屬基材之間的絕熱層的作用。
涂層防護(hù)金屬基體不受腐蝕性熱氣流的腐蝕。并且，現(xiàn)今的零件多 數(shù)都具有多個(gè)分別滿足特殊要求的涂層。因此其也就屬于 一種多層體 系。
因?yàn)槿細(xì)鉁u輪機(jī)的功率和效率隨著工作溫度增加而增加，因此人們 也就總是試圖通過(guò)改善涂層體系而獲得更高的燃?xì)鉁u輪機(jī)效率。
EP0944746B1公開(kāi)了燒綠石用作絕熱層。但是，對(duì)于將材料用作絕 熱層來(lái)說(shuō)，并不只是要求要有良好的絕熱性能，而且還要求能良好地結(jié) 合于基材上。
EP0992603A1中公開(kāi)了由氧化釓和氧化鋯制成的絕熱層體系，其應(yīng) 不具有燒綠石結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的任務(wù)在于提供一種具有良好絕熱性和良好基材粘結(jié) 性并因此而具有長(zhǎng)使用壽命的陶瓷粉末、陶乾層和層體系。
該任務(wù)可通過(guò)如權(quán)利要求l、 19或20所述的陶瓷粉末、陶資層和陶瓷體系來(lái)解決。
本發(fā)明所基于的認(rèn)識(shí)是，必須要將整個(gè)體系視作整體并且不允許相 互隔離地來(lái)看待和優(yōu)化各個(gè)層，從而獲得長(zhǎng)的使用壽命。
在從屬權(quán)利要求中描述了另外一些有益的措施，它們可以以有益的 方式任意結(jié)合。
本發(fā)明的層體系由具有鋯酸釓和鉿酸釓構(gòu)成的混晶的外部陶瓷層 組成，該混晶具有特別良好的熱性能(適合于基材的膨脹系數(shù)，較小的 導(dǎo)熱系數(shù))并且與零件的中間層和基材協(xié)調(diào)得非常好。
以下引用附圖來(lái)更詳盡地闡述本發(fā)明的實(shí)施例。


圖l本發(fā)明的層體系，
圖2超合金的組成，
圖3燃?xì)鉁u輪機(jī)
圖4渦輪機(jī)漿葉的透視圖，和
圖5燃燒室的透視圖。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)陶瓷層13的組成(圖l)來(lái)例示性地闡述陶瓷粉末的組成。 一般而言，總是可以出現(xiàn)與燒綠石結(jié)構(gòu)A2B20"t學(xué)計(jì)量量的偏差。 燒綠石結(jié)構(gòu)具有通式Gdv(ZrxHfy)Oz,其中v-2,x+y-2且z-7?？梢酝?br> 過(guò)缺位或少量的有意或無(wú)意的摻雜而形成v，x,y和z這種化學(xué)計(jì)量組成的偏差。
另外，陶瓷粉末還具有鋯和/或鉿氧化物的二次氧化物 (Sekundaroxid),特別是其含量為0.5wt。/0至10wt。/。，更特別為lwt。/o至 10wt%。有意識(shí)地將二次氧化物補(bǔ)加到粉末中，也即使其量明顯超過(guò)二 次氧化物的測(cè)量技術(shù)的可檢驗(yàn)極限值，也即是二次氧化物檢驗(yàn)極限值的 至少兩倍值。
二次氧化物的最大含量?jī)?yōu)選為8wt。/。，特別是最大為6wt。/c),并且更 特別是在5wt %至7wt %之間。 這一點(diǎn)優(yōu)選適于氧化鋯。
二次氧化物的最大含量同樣也優(yōu)選為3wtW,特別是最大2wt。/。，且更特別在1.5 wt %至2.5 wt %之間。 這些含量特別適于氧化鉿。
特別優(yōu)選陶瓷粉末由至少 一種燒綠石相和至少 一種二次氧化物構(gòu)成。
根據(jù)使用情況的不同，二次氧化物可以只是由氧化鉿組成，從而實(shí) 現(xiàn)更好的絕熱性能，或者二次氧化物只由氧化鋯構(gòu)成，以使膨脹系數(shù)更 好地適于位于其下的層或者適于基材。
氧化鉿和氧化鋯的有益性能的組合也能通過(guò)使用兩種二次氧化物 來(lái)實(shí)現(xiàn)。
并且，二次氧化物優(yōu)選以氧化物的形式存在。
陶瓷粉末可以優(yōu)選分別任選地含有燒結(jié)助劑不超過(guò)0.05wt %的氧化 硅、不超過(guò)0.1wt。/。的氧化^、不超過(guò)lwtW的氧化4丐、不超過(guò)0.1wt。/。的 氧化鎂、不超過(guò)0.1wt。/。的氧化鐵、不超過(guò)0.1wt。/。的氧化鋁和不超過(guò) 0.08wty。的氧化鈦。
燒結(jié)助劑能促進(jìn)涂覆之后和/或在更高溫度下使用時(shí)層的結(jié)合。優(yōu)選 所述的陶瓷粉末由燒綠石、二次氧化物和任選地?zé)Y(jié)助劑組成。 優(yōu)選存在兩種二次氧化物，特別是氧化鉿和氧化鋯。 鉿酸釓作為粉末具有43wt。/。至50wto/c 、優(yōu)選44.7wt。/0至47.7wt。/。的 氧化釓和余量的氧化鉿和任選地二次氧化物，優(yōu)選氧化鋯，和燒結(jié)助劑。 鋯酸釓作為粉末具有56wt %至63wt % 、優(yōu)選58wt %至61 wt %的氧化釓和 余量的氧化鋯以及任選地二次氧化物，優(yōu)選氧化鉿，和燒結(jié)助劑。作為 混晶，根據(jù)Hf和Ze的比例將這些成分混和。
優(yōu)選外部的陶瓷層13含有Gdv(HfxZry)0z，其中v，x+y-2, z-7。 也優(yōu)選外部的陶瓷層13含有Gdv(HfxZry)07,其中x+y-2， v-2。 優(yōu)選外部的陶瓷層13含有Gd2(HfxZry)Oz，其中x+y-2， z-7。 優(yōu)選陶瓷粉末的燒綠石結(jié)構(gòu)由特別是v-2、 x+y-2且z-7的 Gdv(HfxZry)Oz組成。
這里，可以采用鋯和鉿的多種混合比y:x。 優(yōu)選采用較大量的鋯。
同樣也優(yōu)選采用鉿對(duì)鋯的混合比為10:90、 20:80、 30:70或40:60。另 外也優(yōu)選采用鉿對(duì)鋯的混合比為50:50、 60:40、 70:30、 80:20或90:10。 對(duì)于鉿對(duì)鋯之比的所述內(nèi)容優(yōu)選也同樣適于x對(duì)y之比(Hf:Z尸80:20對(duì)應(yīng)于y:x:1.6:0.4)。
圖l所示為本發(fā)明的層體系l。
根據(jù)陶瓷層13來(lái)例示性地闡述陶瓷粉末的組成。
層體系l具有金屬基材4，對(duì)于高溫下的構(gòu)件該基材特別由基于鎳或 鈷的超合金(圖2)組成。
優(yōu)選直接在基材4上存在MCrAlX型、特別是NiCoCrAlX型的金屬結(jié) 合層7,且其優(yōu)選具有(ll-13)wt。/。的鈷、(20-22)wt。/。的鉻、(10,5-11.5)wt% 的鋁、(0.3-0.5)wt。/。的釔(-X)、 (1.5-2.5)wt。/。的錸和余量的鎳，或者優(yōu)選 具有(24-26)wt。/o的鈷、(16-18)\\^%的鉻、(9.5-11)wt。/。的鋁、(0.3-0.5)wt% 的釔(-X)、 (l-1.8)wt。/o的錸和余量的鎳。
特別優(yōu)選NiCoCrAl結(jié)合層7由這兩種組合物之一構(gòu)成。
在該金屬結(jié)合層7上優(yōu)選在涂覆其他陶瓷層之前就已經(jīng)存在一個(gè)氧 化鋁層，或者在操作時(shí)形成這樣一個(gè)氧化鋁層(TGO)。在金屬結(jié)合層7 上或者在氧化鋁層(未示出)上優(yōu)選存在內(nèi)部陶瓷層IO,優(yōu)選是完全或 部分穩(wěn)定化的氧化鋯層。優(yōu)選采用優(yōu)選含有6wt。/o-8wtW釔的釔穩(wěn)定化的 氧化鋯。同樣也可以采用氧化鉤、氧化鈰或氧化鉿以穩(wěn)定氧化鋯。
氧化鋯優(yōu)選作為等離子噴注層涂覆，也可以優(yōu)選利用電子束蒸發(fā)法 (EBPVD)涂覆成圓柱形結(jié)構(gòu)。
在TGO上、在結(jié)合層7上或內(nèi)層10上涂覆一個(gè)外陶資層13,其根據(jù) 本發(fā)明具有由釓、鉿和鋯構(gòu)成的具有燒綠石結(jié)構(gòu)的混晶，也即由上述的 陶瓷粉末制得。優(yōu)選陶瓷層13只由陶瓷粉末制得。
優(yōu)選層13為遭受熱氣的最外層。
二次氧化物分布于陶瓷層13內(nèi)，特別優(yōu)選均勻分布。
層13可以由給出上述組成含量的粉末制得。同樣，混晶也可以在涂 覆過(guò)程中或者通過(guò)熱處理在涂覆過(guò)程之后制得。
內(nèi)層IO的層厚度優(yōu)選在內(nèi)層10和外層13的總層厚D的10 %至50 %之間。
內(nèi)層IO的層厚度更優(yōu)選在總層厚的10 %至40 %或者10 %至30 %之間。
同樣也優(yōu)選使內(nèi)層10的層厚為總層厚的10 %至20 % 。 同樣還優(yōu)選內(nèi)層IO的層厚度為總層厚的20 %至50 %或者20 %至40 %之間。當(dāng)內(nèi)層10在總層厚上的比例為20 %至30 %之間時(shí)，同樣也會(huì)獲得有 益的結(jié)果。
優(yōu)選內(nèi)層10的層厚為總層厚的30%至50% 。
同樣也優(yōu)選使內(nèi)層10的層厚占據(jù)總層厚的30 %至40 % 。
同樣優(yōu)選使內(nèi)層10的層厚為總層厚的40 %至50 % 。
盡管燒綠石相比Zr02層具有更好的絕熱性能，但Zr02層也可以制為
恰好如燒綠石相一般厚。
對(duì)于層體系的高溫下短時(shí)使用，可以將外層13制為比內(nèi)層10更薄，
也即外層13的層厚為由內(nèi)層10和外層13構(gòu)成的總層厚度的10%至40%。 內(nèi)陶瓷層10優(yōu)選具有的厚度為100ium-200iLim,尤其是150pm士10 % 。 內(nèi)層10和外層13的總厚度優(yōu)選為300ium或優(yōu)選450iLim。最大的總層
厚優(yōu)選為800ium或優(yōu)選最大600iLim。
圖3例示了燃?xì)鉁u輪機(jī)100的縱剖局部視圖。
燃?xì)鉁u輪機(jī)100在內(nèi)部具有一個(gè)圍繞旋轉(zhuǎn)軸102旋轉(zhuǎn)放置的帶有軸 101的轉(zhuǎn)子103,其也稱(chēng)作是渦輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)部件。
沿著轉(zhuǎn)子103方向相繼設(shè)置吸進(jìn)殼體104,壓縮機(jī)105,例如環(huán)形面 的具有多個(gè)共軸設(shè)置的燃燒器107的燃燒室110、特別優(yōu)選是環(huán)形燃燒 室，渦輪機(jī)108和排氣殼體109。
環(huán)形燃燒室110與例如環(huán)形的熱氣通道111相通。在那里，例如有四 個(gè)相繼接通的渦4侖級(jí)U2構(gòu)成渦輪才幾108。
每個(gè)渦輪級(jí)112例如由兩個(gè)葉片環(huán)構(gòu)成。沿著工作介質(zhì)113的流動(dòng)方 向看去，跟著在導(dǎo)向葉片柵115的熱氣通道111內(nèi)具有由轉(zhuǎn)動(dòng)葉片120構(gòu) 成的4冊(cè)125。
導(dǎo)向葉片130在此固定于定子143的內(nèi)殼138上，與此相反，柵125的 轉(zhuǎn)子葉片120則例如借助于渦輪葉輪盤(pán)133而設(shè)置于轉(zhuǎn)子103上。 連接于轉(zhuǎn)子103上的是發(fā)電機(jī)或工作機(jī)器(未示出)。 在燃?xì)鉁u輪機(jī)100工作時(shí)，由壓縮木U05通過(guò)吸進(jìn)殼體104抽入并壓 縮空氣135。在壓縮機(jī)105的渦輪機(jī)側(cè)那一端上所提供的壓縮空氣被導(dǎo)入 到燃燒器107中并在那里與燃劑混和。然后點(diǎn)燃混合物并在燃燒室110內(nèi) 形成工作介質(zhì)113。工作介質(zhì)113從那里沿著熱氣通道111流動(dòng)經(jīng)過(guò)導(dǎo)向 葉片130和轉(zhuǎn)動(dòng)葉片120。在轉(zhuǎn)動(dòng)葉片120上工作介質(zhì)113膨脹并傳遞沖 量，從而使得轉(zhuǎn)動(dòng)葉片120驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子103并且使轉(zhuǎn)子103驅(qū)動(dòng)連接其上的工作機(jī)器。
在燃?xì)鉁u輪機(jī)100工作時(shí)，經(jīng)受熱工作介質(zhì)113的零件要受熱。沿著 工作介質(zhì)113流動(dòng)方向看去的第一渦輪級(jí)112的導(dǎo)向葉片130和轉(zhuǎn)動(dòng)葉片 120是除了構(gòu)成環(huán)狀燃燒室110內(nèi)襯的耐熱護(hù)殼元件之外最為受熱的部分。
為了耐受那里的主導(dǎo)溫度，可以借助于冷卻介質(zhì)將其冷卻。
同樣，零件的基材可以具有取向結(jié)構(gòu)，即其是單晶的(sx-結(jié)構(gòu))
或者具有只是縱向取向的晶粒(DS-結(jié)構(gòu))。
作為零件材料，特別是用于渦輪葉片120、 130和燃燒室110構(gòu)件的 材料，采用例如基于鐵、鎳或鈷的超合金。
這些超合金公開(kāi)于例如EP1204776B1、 EP1306454、 EP1319729A1、 WO99/67435或WO00/44949中；這些文獻(xiàn)有關(guān)合金化學(xué)組成的內(nèi)容是本 發(fā)明公開(kāi)的一部分。
導(dǎo)向葉片130具有一個(gè)朝向渦輪機(jī)108內(nèi)殼138的導(dǎo)向葉片根(這里 未示出)和一個(gè)位于導(dǎo)向葉片根對(duì)面的導(dǎo)向葉片頭。導(dǎo)向葉片頭朝向轉(zhuǎn) 子103并且固定于定子143的固定環(huán)140上。
圖4所示為沿著長(zhǎng)軸121方向伸展的渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)葉片120或?qū)蛉~ 片130的透視圖。
機(jī)或壓縮機(jī)。
葉片120、 130沿著縱軸121方向具有相繼排列的固定區(qū)域400,鄰接 于其的葉片平臺(tái)403以及葉片面406和葉片頂415 。
作為導(dǎo)向葉片130，葉片130可以在其葉片頂415上具有另一平臺(tái)(未 示出)。
在固定區(qū)域400內(nèi)構(gòu)造用以將轉(zhuǎn)動(dòng)葉片120、 130固定于軸或盤(pán)上(未 示出)的葉片根183。
葉片根183設(shè)計(jì)成例如錘頭的形狀。其他的圣誕樹(shù)或燕尾榫腳形也 是可行的。
葉片120、 130對(duì)于流經(jīng)葉片面406的介質(zhì)具有一個(gè)流入邊409和流出 邊412。
對(duì)于傳統(tǒng)的葉片120, 130,在葉片120, 130的所有區(qū)域400, 403, 406內(nèi)都可采用例如實(shí)心金屬材料，特別是超合金。這類(lèi)超合金公開(kāi)于例如EP1204776B1， EP1306454, EP1319729A1, WO99/67435或WO00/44949中；這些文獻(xiàn)有關(guān)合金化學(xué)組成的內(nèi)容是本 發(fā)明公開(kāi)的一部分。
葉片120， 130在此可以通過(guò)澆鑄法，也就是借助于取向凝結(jié)過(guò)程，
通過(guò)鍛造法，通過(guò)銑切法或它們的組合來(lái)制造。
將具有單晶結(jié)構(gòu)的工件用作在工作時(shí)要耐受高機(jī)械、熱和/或化學(xué)載
荷的機(jī)械的零件。
通過(guò)諸如由熔體取向凝固的過(guò)程可制得這類(lèi)單晶工件。這里所指的 是一種澆鑄法，該方法中液態(tài)的金屬合金會(huì)凝固成單晶結(jié)構(gòu)，即凝固成 單晶的工件，或取向凝固。
并且，樹(shù)枝狀晶體沿著熱流方向取向并構(gòu)成棒狀結(jié)晶晶粒結(jié)構(gòu)(柱 形，也即那些在工件的整個(gè)長(zhǎng)度上分布的晶粒并且在此按照一般的語(yǔ)言 習(xí)慣也稱(chēng)作為是取向凝固)或者構(gòu)成單晶結(jié)構(gòu)，即整個(gè)工件由單晶構(gòu)成。 在這些方法中，必需要避免轉(zhuǎn)變?yōu)榍蚓?多晶)凝固，因?yàn)榉侨∠虻纳?長(zhǎng)必然會(huì)形成橫向和徑向的晶粒邊界，而這會(huì)使得取向凝固的或單晶的 零件的良好性能失效。
一般在談及取向凝固的結(jié)構(gòu)時(shí)，指的既是不具有晶粒邊界或頂多具 有小角度晶粒邊界的單晶，也指的是具有可能在徑向上伸展的晶粒邊界 但沒(méi)有橫向的晶粒邊界的棒狀晶體結(jié)構(gòu)。對(duì)于該第二種所述的晶體結(jié) 構(gòu)，也可稱(chēng)之為取向凝固的結(jié)構(gòu)(方向性固化的結(jié)構(gòu))。
這些方法公開(kāi)于US-PS6024792和EP0892090A1中；這些文獻(xiàn)有關(guān)凝 固方法的內(nèi)容也是本申請(qǐng)公開(kāi)的一部分。
同樣，葉片120, 130也可以具有耐受腐蝕或氧化的涂層，例如 (McrAlX; M是鐵(Fe)、鈷(Co)、鎳(Ni)這一組中的至少一個(gè)元素，X是 活性元素并且表示釔(Y)和/或硅和/或稀土元素的至少一種，或鉿(Hf))。 這些合金公開(kāi)于EP0486489B1 、 EP0786017B1 、 EP0412397B1或 EP1306454A1，它們有關(guān)合金化學(xué)組成的內(nèi)容也是本發(fā)明公開(kāi)的一部分。
密度優(yōu)選為理論密度值的95% 。
在McrAlX-層(作為中間層或作為最外層)上形成有一個(gè)防護(hù)性的 氧化鋁層(TGC^熱生長(zhǎng)氧化物層)。
在MCrAlX上還可以存在一個(gè)絕熱層，該層優(yōu)選是最外層并且由本 發(fā)明的層體系l組成。絕熱層覆蓋整個(gè)MCrAlX層。通過(guò)合適的涂覆方法，如電子輻射蒸 發(fā)法(EB-PVD)而制得在絕熱層中的棒狀晶粒。
其他涂覆方法也是可以考慮的，例如氣體等離子噴注法(APS)、 LPPS、 VPS或CVD。絕熱層可以具有多孔的、帶有微裂縫或大裂縫的晶 粒以改善耐熱沖擊性。絕熱層優(yōu)選比MCrAlX層更多孔。
葉片120， 130可以設(shè)計(jì)為空心或?qū)嵭牡?。若要將葉片120、 130冷卻， 則其是空心的并且任選還具有膜冷卻孔418 (虛線所示)。
圖5所示為燃?xì)鉁u輪機(jī)100的燃燒室110。燃燒室110設(shè)計(jì)成例如所謂 的環(huán)形燃燒室的形狀，其中許多在圓周方向上圍繞旋轉(zhuǎn)軸10 2排列的燃 燒器107銜接入產(chǎn)生火焰156的公共燃燒室內(nèi)腔154中。為此，在總體上 將燃燒室110構(gòu)造成圍繞著旋轉(zhuǎn)軸102排列的環(huán)形結(jié)構(gòu)。
為了獲得較高的效率，將燃燒室11 O設(shè)計(jì)用于約1000°C至1600匸的 較高的工作介質(zhì)M的溫度。為了能夠在不利于材料的操作參數(shù)下也能得 到較長(zhǎng)的操作持續(xù)時(shí)間，就要在燃燒室壁153的朝向工作介質(zhì)M的那一側(cè) 設(shè)置由耐熱護(hù)殼元件155構(gòu)成的內(nèi)襯。
由于在燃燒室110內(nèi)部有著;f艮高的溫度，所以還能針對(duì)耐熱護(hù)殼元 件155或針對(duì)其支撐元件設(shè)置一個(gè)冷卻系統(tǒng)。耐熱護(hù)殼元件155是例如空 心的并且還可任選地具有銜接于燃燒室內(nèi)腔154內(nèi)的冷卻孔(未示出)。
每個(gè)合金制的耐熱護(hù)殼元件155在工作介質(zhì)一側(cè)都設(shè)置有特別耐熱 的防護(hù)層(McrAlX-層和/或陶瓷層)或者由耐高溫的材料(實(shí)心陶瓷石 材)制成。
這些防護(hù)層可以類(lèi)似于渦輪機(jī)葉片，也即例如MCrAlX: M是鐵(Fe)、 鈷(Co)、鎳(Ni)這一組中的至少一種元素，X為活性元素并且表示釔(Y) 和/或硅和/或稀土金屬中至少一種元素，或鉿(Hf)。這類(lèi)合金公開(kāi)于 EP0486489B1、 EP0786017B1、 EP0412397B1或EP1306454A1,它們有關(guān) 合金的化學(xué)組成方面的內(nèi)容也應(yīng)是本申請(qǐng)公開(kāi)的一部分。
在MCrAlX上還可例如有陶資絕熱層，其由本發(fā)明的層體系1構(gòu)成。
通過(guò)合適的涂覆方法，如電子輻射蒸發(fā)法(EB-PVD)而制得在絕 熱層中的棒狀晶粒。
其他涂覆方法也是可以考慮的，例如氣體等離子噴注法(AP S)、 LPPS、 VPS或CVD。絕熱層可以具有多孔的、帶有微裂縫或大裂縫的晶 粒以改善耐熱沖擊性。再加工(再磨光)意味著，渦輪葉片120, 130，耐熱護(hù)殼元件155 在其使用之后在適當(dāng)情況下必須去除防護(hù)層(例如通過(guò)噴砂)。然后再 去除腐蝕層和/或氧化層或產(chǎn)品。
任選地也要再》務(wù)復(fù)渦輪機(jī)葉片120, 130或者耐熱護(hù)殼元件155中的 裂縫。然后，再次涂覆渦輪葉片120， 130,耐熱護(hù)殼元件155并重新使 用渦輪葉片120， 130或耐熱護(hù)殼元件155。
權(quán)利要求
1. 陶瓷粉末，其具有燒綠石結(jié)構(gòu)Gdv(ZrxHfy)Oz，特別是只有燒綠石結(jié)構(gòu)Gdv(ZrxHfy)Oz，和鋯(Zr)和/或鉿(Hf)的二次氧化物，特別是其含量為0.5wt％至10wt％，和任選地?zé)Y(jié)助劑不超過(guò)0.05wt％的氧化硅不超過(guò)0.1wt％的氧化鈣不超過(guò)0.1wt％的氧化鎂不超過(guò)0.1wt％的氧化鐵不超過(guò)0.1wt％的氧化鋁，和不超過(guò)0.08wt％氧化鈦，特別是所述陶瓷粉末由該燒綠石結(jié)構(gòu)、Hf和/或Zr的二次氧化物和任選地?zé)Y(jié)助劑構(gòu)成。
2. 權(quán)利要求l所述的陶瓷粉末，其只具有氧化鉿作為二次氧化物。
3. 權(quán)利要求l所述的陶瓷粉末，其只具有氧化鋯作為二次氧化物。
4. 權(quán)利要求l所述的陶瓷粉末，其具有氧化鋯和氧化鉿作為二次氧 化物。
5. 權(quán)利要求l、 2、 3或4所述的陶瓷粉末，其中一種或多種二次氧化 物只作為氧化物形式存在。
6. 權(quán)利要求l、 2、 3、 4或5所述的陶瓷粉末，其具有最大3wt%，特別是最大2wt。/。且更特別是極其優(yōu)選1.5wt。/o至 2.5wtn/。的二次氧化物，特別是氧化鉿。
7. 權(quán)利要求l、 2、 3、 4、 5或6所述的陶瓷粉末， 其具有最大8wtyQ，特別是最大6wty。且更特別是5wt。/。至7wt。/Q的二次氧化物，特別是氧化鋯。
8. 權(quán)利要求l所述的陶瓷粉末，其中，陶瓷粉末中的燒綠石相包括 Gdv(ZrxHfy)Oz,其中v-2， x+y-2， z-7，特別是由其組成。
9. 權(quán)利要求l所述的陶瓷粉末，其中，陶瓷粉末中的燒綠石相包括 Gdv(ZrxHfy)Oz,其中x+y-2， v=2， z=7，特別是由其組成。
10. 權(quán)利要求l所述的陶瓷粉末，其中，陶瓷粉末中的燒綠石相包括Gd2(ZrxHfy)Oz,其中x+y-2， z-7,特別是由其組成。
11. 權(quán)利要求l、 8或10所述的陶瓷粉末，其中，陶瓷粉末中的燒綠 石相包括Gdv(ZrxHfy)07,其中v-2， x+y-7，特別是由其組成。
12. 權(quán)利要求l、 8、 9、 10或11所述的陶瓷粉末，其中，燒綠石相中 鉿與鋯的混合比為30:70至40:60。
13. 權(quán)利要求l、 8、 9、 10或11所述的陶瓷粉末，其中，燒綠石相中 鉿與鋯的混合比為50:50。
14. 權(quán)利要求l、 8、 9、 10或11所述的陶瓷粉末，其中，鉿與鋯的混 合比為60:40至70:30。
15. 權(quán)利要求l、 8、 9、 10或11所述的陶乾粉末，其中，鉿與鋯的混 合比為10:90至20:80。
16. 權(quán)利要求l、 8、 9、 10或11所述的陶瓷粉末，其中，燒綠石相中 鉿與鋯的混合比為80:20至90:10 。
17. 權(quán)利要求l、 8、 9、 10或11所述的陶瓷粉末，其中，y〉x。
18. 權(quán)利要求l、 8、 9、 10或11所述的陶瓷粉末，其中，y<x。
19. 由前述權(quán)利要求中一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的粉末制得的、特別優(yōu)選只 由前述權(quán)利要求中 一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的粉末制得的陶瓷層(13)。
20. 層體系，其具有權(quán)利要求19所述的陶瓷層(13),該陶瓷層(13) 特別優(yōu)選為最外層。
21. 權(quán)利要求20所述的層體系，其中，在外陶資層(13)之下存在內(nèi) 陶瓷層(IO)，特別是經(jīng)穩(wěn)定化的氧化鋯層，特別是釔穩(wěn)定化的氧化鋯層。
22. 權(quán)利要求21所述的層體系，其中，內(nèi)陶瓷層(10)由6wt。/o-8wtn/。 釔穩(wěn)定化的氧化鋯層構(gòu)成。
23. 權(quán)利要求21或22所述的層體系，其中，內(nèi)陶瓷層(10)的層厚為 內(nèi)陶瓷層(10)和外陶瓷層(13)的總層厚(0)的10%至40%,特別是10%至 50%。
24. 權(quán)利要求21、 22或23所述的層體系，其中，內(nèi)陶瓷層(10)與外 陶乾層(13)的層厚總和為至少300pm,特別是為300pm。
25. 權(quán)利要求21、 22或23所述的層體系，其中，內(nèi)陶瓷層(10)與外 陶瓷層(13)的層厚總和為至少450^im,特別是為45(Him。
26. 權(quán)利要求20或21所述的層體系，其中，在基材(4)上和在內(nèi)陶瓷 層(10)下或在外陶瓷層(13)下存在特別是由NiCoCrAlX合金構(gòu)成的金屬結(jié)合層co。
27. 權(quán)利要求26所述的層體系，其中，金屬結(jié)合層(7)組成如下 (wt%):11%陽(yáng)13%的鈷，20%-22%的鉻，10.5%-11.5%的鋁，0.3%-0.5%的4乙，1.5%-2.5%的錸，和余量的鎳，特別是由上述組分構(gòu)成。
28. 權(quán)利要求26所述的層體系，其中，金屬結(jié)合層(7)組成如下 (wt%):24%-26%的鈷，16%陽(yáng)18%的鉻，9.5%-11%的鋁，0.3%-0.5%的釔，1%-1.8%的錸，和余量的鎳，特別是由上述組分構(gòu)成。
29. 權(quán)利要求21或22所述的層體系，其中，內(nèi)層(10)的層厚度為內(nèi) 層(10)和外層(13)的總層厚的50%至90%,特別是60%至90%。
30. 權(quán)利要求21或22所述的層體系，其中，內(nèi)層(10)的層厚度為內(nèi) 層(10)和外層(13)的總層厚的70%至90%。
31. 權(quán)利要求21或22所述的層體系，其中，內(nèi)層(10)的層厚度為內(nèi) 層(10)和外層(13)的總層厚的60%至80%。
32. 權(quán)利要求1或26所述的層體系，其由基材(4)、金屬層(7)、內(nèi)陶 瓷層(10)和外陶瓷層(13)構(gòu)成。
33. 權(quán)利要求1或26所述的層體系，其由基材(4)、金屬層(7)、層 (7)上的氧化物層、內(nèi)陶瓷層(10)和外層(13)構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有釓-混晶-燒綠石相和氧化物的陶瓷粉末，陶瓷層和層體系。絕熱的層體系除了良好的絕熱性之外也必須要具有很長(zhǎng)的絕熱層使用壽命。本發(fā)明的層體系(1)由具有鋯酸釓和鉿酸釓組成的混晶的外陶瓷層(13)構(gòu)成。
文檔編號(hào)C04B35/50GK101302103SQ20081009565
公開(kāi)日2008年11月12日 申請(qǐng)日期2008年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月7日
發(fā)明者R·蘇布拉馬尼恩 申請(qǐng)人:西門(mén)子公司