(57)【要約】  高圧タービンブレードなどのタービンエンジン部品の金属基板（１）上に熱バリアシステムを生成するための方法にして、熱バリアシステムが、少なくとも１つの柱状のセラミック層（３１、．．．、３ｉ、．．．、３ｎ）を備える、方法であって、本方法が、前記少なくとも１つの柱状のセラミック層（３１、．．．、３ｉ、．．．、３ｎ）の少なくとも１つを圧縮するステップを含んでいることを特徴とする、方法。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧タービンブレードなどのタービンエンジン部品の金属基板（１）上に熱バリアシステムを生成するための方法にして、熱バリアシステムが、少なくとも１つの柱状のセラミック層（３；３１、．．．、３ｉ、．．．、３ｎ）を備える、方法であって、本方法が、前記少なくとも１つの柱状のセラミック層（３；３１、．．．、３ｉ、．．．、３ｎ）の少なくとも１つを圧縮するステップを含んでいることを特徴とする、方法。
【請求項２】
圧縮により、圧縮された柱状のセラミック層または複数の層（３；３１、．．．、３ｉ、．．．、３ｎ）の柱間の空間を低減することが可能であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
圧縮が、ショットブラスト、ショットピーニング、または、レーザショックピーニングによる圧縮であることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記柱状のセラミック層（３；３１、．．．、３ｉ、．．．、３ｎ）の少なくとも１つの圧縮が、ショットブラストであることと、前記ショットブラストのアルメン強度が、Ｆ１０ＡからＦ４２Ａの間であることとを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記基板（１）が、ニッケルまたはコバルトベースの超合金の基板であることを特徴とする、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記少なくとも１つの柱状のセラミック層（３；３１、．．．、３ｉ、．．．、３ｎ）が、イットリア化されたジルコニアの層であることを特徴とする、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記少なくとも１つの柱状のセラミック層（３；３１、．．．、３ｉ、．．．、３ｎ）が、物理蒸着法によって得られることを特徴とする、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
蒸着法が、電子ビーム物理蒸着法（ＥＢＰＶＤ）であることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
熱バリアシステムが、いくつかの柱状のセラミック層（３１、．．．、３ｉ、．．．、３ｎ）を備えていることと、本方法が、柱状のセラミック層（３１、．．．、３ｉ、．．．、３ｎ）の１つまたはすべてを圧縮することを含んでいることとを特徴とする、請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
本方法が、上方セラミック層（３ｎ）の圧縮、または、前記上層（３ｎ）の真下に位置するセラミック層（３（ｎ−１））の圧縮を含んでいることを特徴とする、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
熱バリアシステムが、前記金属基板（１）と、前記少なくとも１つの柱状のセラミック層（３；３１、．．．、３ｉ、．．．、３ｎ）との間に配置されたボンディング層（２）をさらに備えていることを特徴とする、請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記ボンディング層（２）が、表面上にアルミナ層を備えた、アルミニウムを形成する材料の層であることを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
本方法が、前記ボンディング層（２）を圧縮するステップを含んでいることを特徴とする、請求項１１または請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記ボンディング層（２）の圧縮が、ショットブラストであることと、前記ショットブラストのアルメン強度が、Ｆ９ＮからＦ３０Ａの間であることとを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
請求項１から請求項１３のいずれか一項に記載の方法によって生成された熱バリアシステムを備えていることを特徴とする、高圧タービンブレードなどのタービンエンジン部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の分野は、タービンエンジンの分野であり、より詳細には、高圧タービンブレードなどの、高温にさらされるこれらタービンエンジンの部品の分野である。
【背景技術】
【０００２】
航空学の分野における推進手段のために使用されるものなどのタービンエンジンは、１つまたは複数のコンプレッサと連通している周囲の空気の流入部を備えている。この１つまたは複数のコンプレッサのファンは、概して、１つの同一の軸周りに回転駆動する。この空気の一次流は、圧縮された後に、この軸周りに環状に配置された燃焼チャンバに供給され、下流で１つまたは複数のタービンに高温のガスを供給するように、燃料と混合される。タービンロータがコンプレッサのロータを駆動している状態で、１つまたは複数のタービンを通して、高温のガスが膨張する。モータは、タービンの流入部における高温ガスの温度で作動する。このタービンの流入部における高温ガスの温度は、できるだけ高温とすることが試みられる。この理由は、この温度がタービンエンジンの性能を調整するためである。この目的により、高温部分の材料は、これら作動条件に耐えるように選択され、ディストリビュータまたは可動タービンブレードなど、高温ガスが吹き付けられる壁には、冷却手段が設けられている。さらに、これらブレードが、ニッケルまたはコバルトをベースとする超合金を基礎とする金属で構築されていることに起因して、これらブレードを、これら温度において、高温ガスの成分によって生じる腐食および浸食から保護する必要もある。
【０００３】
これら部品がこれら過度な条件に耐えることを可能にするために設計された保護手段の中には、その外面上に、「熱バリアシステム」を形成するいくつかの材料の堆積がある。熱バリアシステムは、概して、金属層の表面上に堆積される、約百ミクロンのセラミック層を含んでいる。セラミックと金属基板との間に配される、数十ミクロンの、ボンディング層と呼ばれるアルミニウムの副層は、これら２つの構成要素間の接合状態、および下層の金属の酸化からの保護を向上させることにより、熱バリアを完成させている。概して気相アルミナイド法を介して堆積されるこのアルミニウムの副層は、金属の中間拡散を介して基板に固定され、表面上に保護酸化物層を形成する。この技術の実施の例は、仏国特許発明第２９２８６６４号明細書の文献に記載されている。
【０００４】
セラミックで形成された熱バリア自体に関しては、そのセラミックで形成されるものの用途に応じて、いくつかの方法で生成することができる。熱バリアに関する構造には、おおむね２つのタイプが存在する。柱状のバリアのタイプは、互いに隣接して並置され、基板の表面に対して垂直に延びる柱の構造である。薄板状または等方性のバリアは、一様な層として、基板表面上に延びる。
【０００５】
柱状のバリアは概して、ＥＢＰＶＤ（電子ビーム物理蒸着法）と呼ばれる方法で生成される。この方法では、高真空状態で、装填されたタングステンフィラメントによって放射された電子ビームにより、ターゲットのアノードに衝撃が与えられる。電子ビームは、ターゲットの分子を気相に変更する。これら分子は次いで、固体の形態で凝結し、アノードの材料の薄い層で保護されることになる部分を覆う。これら熱バリアは、良好な熱耐性を特徴とするが、比較的高い熱伝導性をも特徴としている。
【０００６】
熱バリアシステムは、周期的な酸化、腐食、ＣＭＡＳ（カルシウム、マグネシウム、アルミニウム、およびシリコンの酸化物に関する）と一般に呼ばれる酸化物の粒子のセットが豊富な環境にさらされることの現象の組合せに起因して、老朽化する。老朽化は、システムの性能が迅速に低下をもたらす。
【０００７】
複数のメカニズムが生成され、特に、
酸化の増大に起因する、ボンディング層の粗さの増大が、熱バリアの分離に繋がることと、
ＣＭＡＳ酸化物の、セラミックの柱間の空間への浸透により、そのセラミックが弱くなることと、
セラミック材料の粘着性が低いことに起因して、外部の物体の衝撃に対する耐性が低いことと、が生成される。
【０００８】
Ｖ  ＨＡＲＯＫ  ＥＴ  ＡＬ．：“Ｅｌａｓｔｉｃ  ａｎｄ  ｉｎｅｌａｓｔｉｃ  ｅｆｆｅｃｔｓ  ｉｎ  ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ  ｉｎ  ｐｌａｓｍａ−ｓｐｒａｙｅｄ  ｃｅｒａｍｉｃ  ｃｏａｔｉｎｇｓ”，ＪＯＵＲＮＡＬ  ＯＦ  ＴＨＥＲＭＡＬ  ＳＰＲＡＹ  ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ，ｖｏｌ．１０，ｎｏ．１，１  Ｍａｒｃｈ  ２００１，ｐａｇｅｓ  １２６−１３２の文献は、プラズマバーナー溶射によって得られるジルコンコーティングの圧縮の研究である。この文献は、熱バリアシステム内の柱状のセラミック層の圧縮は記載していない。
【０００９】
欧州特許出願公開第１５３１２３２号明細書の文献には、損傷した熱バリアシステムの修復のための方法が記載されている。この文献は、ガラスビーズを使用した研磨方法によって熱バリアを除去する可能性を述べているが、熱バリアシステム内の柱状のセラミック層の圧縮ショットブラストは開示していない。
【００１０】
国際公開第２００９／１２７７２５号の文献には、アクセスが困難である表面を含む金属表面の、超音波によるショットブラストの方法が記載されている。この文献も、熱バリアシステム内の柱状のセラミック層の圧縮は記載していない。
【００１１】
本発明は、システムの老朽化を抑制することを可能にする熱バリアシステムを提供するための方法を提案することにより、これら欠点を克服することを目的としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】仏国特許発明第２９２８６６４号明細書
【特許文献２】欧州特許出願公開第１５３１２３２号明細書
【特許文献３】国際公開第２００９／１２７７２５号
【非特許文献】
【００１３】
【非特許文献１】Ｖ  ＨＡＲＯＫ  ＥＴ  ＡＬ．：“Ｅｌａｓｔｉｃ  ａｎｄ  ｉｎｅｌａｓｔｉｃ  ｅｆｆｅｃｔｓ  ｉｎ  ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ  ｉｎ  ｐｌａｓｍａ−ｓｐｒａｙｅｄ  ｃｅｒａｍｉｃ  ｃｏａｔｉｎｇｓ”，ＪＯＵＲＮＡＬ  ＯＦ  ＴＨＥＲＭＡＬ  ＳＰＲＡＹ  ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ，ｖｏｌ．１０，ｎｏ．１，１  Ｍａｒｃｈ  ２００１，ｐａｇｅｓ  １２６−１３２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
このため、本発明は、目的として、高圧タービンブレードなどのタービンエンジン部品の金属基板上に熱バリアシステムを生成するための方法であって、熱バリアシステムが、少なくとも１つの柱状のセラミック層を備えている、方法を有している。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明によれば、本方法は、前記少なくとも１つの柱状のセラミック層の少なくとも１つを圧縮するステップを含んでいる。圧縮は、部分的または全体的とすることができる。圧縮されたセラミック層は、このため、少なくとも１つの圧縮された部分を備えている。
【００１６】
Ｔ．Ｆｒｅｙ  ａｎｄ  Ｗ．Ｐｆｅｉｆｆｅｒ，“Ｓｈｏｔ  ｐｅｅｎｉｎｇ  ｏｆ  Ｃｅｒａｍｉｃｓ：Ｄａｍａｇｅ  ｏｒ  Ｂｅｎｅｆｉｔ？”，Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ｏｎ  Ｓｈｏｔ  Ｐｅｅｎｉｎｇ，２００２，ｐｐ．１−１０の文献には、セラミックのショットブラストによって圧縮応力を導入することが、セラミックに損傷を与えることなく可能であることが示されている。
【００１７】
圧縮ステップは、本発明において、特定のセラミックに使用され、また、最新技術では考慮されていない、非常に特別な目的のために使用される。この目的は、１つまたは複数の柱状のセラミック層の柱間の空間を密にすることであり、ＣＭＡＳ酸化物の浸透を制限すること、熱バリアシステムの耐用年数を増大させること、および、熱バリアシステムの機械的特性を向上させることに関して効果がある。
【００１８】
圧縮により、圧縮された柱状のセラミック層または複数の層の柱間の空間を低減することが可能である。圧縮により、圧縮された層（複数の場合もある）の表面における変形効果が誘導され、前記変形により、柱間の空間が低減されることになる。
【００１９】
圧縮は、たとえば、ショットブラスト、ショットピーニング、または、レーザショックピーニングによる圧縮とすることができる。
【００２０】
前記柱状のセラミック層の少なくとも１つの圧縮は、ショットブラストとすることができ、前記ショットブラストのアルメン強度は、Ｆ１０ＡからＦ４２Ａの間であることが有利である。
【００２１】
このアルメン強度は、アルメン（Ｇｅｎｅｒａｌ  Ｍｏｔｏｒｓ，ＵＳＡ）によって開発され、一般的に採用されている技術的基準である（ＡＦＮＯＲ  ＮＦＬ  ０６−８３２  ｓｔａｎｄａｒｄ）。焼き入れおよび焼き戻しがされたＸＣ６５タイプの炭素鋼で形成されたテストピースが使用され、支持部上にクランプされ、ショットブラストされる部品のすぐ近くで、ショットの流れにさらされる。テストピースがそのクランプから開放されると、ショットブラストされた面が延ばされることから、変形している。特徴的な曲げがこうして観測され、アルメン曲げと呼ばれる。規格により、Ｎ、Ａ、Ｃの３つのタイプのテストピースが規定されている。例として、Ｆ１５Ａのアルメン強度のショットブラストは、Ｆがフレンチ規格（Ｆｒｅｎｃｈ  Ｓｔａｎｄａｒｄ）、１５が０．１５ｍｍの弧の高さ、ＡがタイプＡのテストピースを意味している。
【００２２】
この強度を得るために、以下のパラメータ：すなわち、
−球状のマイクロビーズ（ショットブラストは、対象の表面構造を変更し、また、圧縮応力を導入するための、ショットブラストマシンを使用して、マイクロビーズを、対象の表面上に射出することから成る技術である）であること、
−ＷＣ、ＺｒＯ２、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、鋼の、マイクロビーズの材料であること、
−ビーズのサイズが、ノズルでのショットブラストに関しては、３００μｍから１ｍｍの間であり、超音波でのショットブラストに関しては０．８ｍｍから３ｍｍの間であり、振動ショットブラストに関しては１ｍｍから６ｍｍの間であること、
−ノズルでのショットブラストの入射角が、６０度から９０度の間であること、
が単独で、または、好ましくは組み合わせて使用され得る。
【００２３】
前記基板は、通常は、ニッケルまたはコバルトベースの超合金基板である。
【００２４】
前記少なくとも１つの柱状のセラミック層は、イットリア化されたジルコニアの層とすることができる。
【００２５】
前記少なくとも１つの柱状のセラミック層は、物理蒸着法によって得ることができる。
【００２６】
物理蒸着法は、電子ビーム物理蒸着法（ＥＢＰＶＤ）とすることができる。
【００２７】
熱バリアシステムは、１つまたは複数の柱状のセラミック層を備えることができ、本方法は、柱状のセラミック層の１つまたはすべてを圧縮することを含むことができる。
【００２８】
本方法は、上方セラミック層の圧縮、または、前記上層の真下に位置するセラミック層の圧縮を特に含むことができる。
【００２９】
熱バリアシステムは、前記金属基板と、前記少なくとも１つの柱状のセラミック層との間に配置されたボンディング層をさらに備えることができる。
【００３０】
前記ボンディング層は、表面上にアルミナ層を備えた、特にアルミニウムを形成する、材料の層とすることができる。
【００３１】
本方法は、前記ボンディング層を圧縮するステップを含むことができる。前記ボンディング層の圧縮が、ショットブラストによるものである場合、ショットブラストのアルメン強度は、Ｆ９ＮからＦ３０Ａの間であることが有利である。
【００３２】
本方法は、
金属基板上にボンディング層を形成することであって、このボンディング層が、圧縮され得る、ボンディング層を形成することと、
ボンディング層上に、１つまたは複数のセラミック層を形成することであって、前記セラミック層または複数の層の少なくとも１つが、圧縮され得る、１つまたは複数のセラミック層を形成することと、を連続して含むことができる。
【００３３】
本発明は、高圧タービンブレードなどのタービンエンジン部品も、目的として有している。前記タービンエンジン部品は、上述の方法によって生成される熱バリアシステムを備えている。ブレードは、たとえば、高圧タービンの固定ブレードまたは可動ブレードとすることができる。
【００３４】
非限定的な例として提供され、添付図面を参照する以下の詳細な説明を読むことにより、本発明がよりよく理解され、本発明の他の詳細、特徴、および利点が明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】最新技術のタービンエンジンブレードの熱バリアシステムの概略断面図である。
【図２】第１の実施形態の代替形態に係る、本発明に係る方法に従って生成された熱バリアシステムの概略断面図である。
【図３】第１の実施形態の代替形態に係る、本発明に係る方法に従って生成された熱バリアシステムの概略断面図である。
【図４】第２の実施形態に係る、本発明に係る方法に従って生成された熱バリアシステムの概略断面図である。
【図５】第３の実施形態の代替形態に係る、本発明に係る方法に従って生成された熱バリアシステムの概略断面図である。
【図６】第３の実施形態の代替形態に係る、本発明に係る方法に従って生成された熱バリアシステムの概略断面図である。
【図７】第４の実施形態に係る、本発明に係る方法に従って生成された熱バリアシステムの概略断面図である。
【図８】第５の実施形態に係る、本発明に係る方法に従って生成された熱バリアシステムの概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
図１は、タービンブレードの表面上に配置された熱バリアシステムの構成の断面図であり、このタービンブレードは、図の左に向けられた矢印によって示される高温ガス流に入れられている。通常はニッケルまたはコバルトベースの超合金である、ブレードを形成する金属は、基板１を形成している。この基板１の上に、ボンディング層と呼ばれるアルミニウムで形成された副層２が堆積され、基板１とセラミック層３との間に挟まれている。ボンディング層２の機能は、セラミック層３を保持することと、逆に向いた２つの矢印によって示された、膨張率の高い基板１と膨張率の低いセラミック３との間に存在する、膨張の差を、このボンディング層２が吸収することを可能にするために、全体に一定の弾力性を与えることとである。
【００３７】
ボンディング層２は、ＭＣｒＡｌＹの組成とすることができる。組成中、Ｍは、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、およびこれらの組合せを示している。この層は、たとえばＡＰＳ（空気プラズマ溶射）のタイプの、従来のプラズマ溶射によって得ることができる。ＭＣｒＡｌＹタイプのボンディング層２は、ニッケルアルミナイドで置換され得るか、白金で変更されるか、ガンマ／ガンマ’−ＭＣｒＡｌＹタイプの層を有することができる。
【００３８】
本明細書に示されているセラミック３は、柱状の構造を有しており、これにより、柱間のクラックが現れることに起因する横方向の移動を可能にし、また、セラミック３に良好な耐用年数を与える。このため、アルミニウムは、タービンエンジンの流れの中で循環するガスによって搬送される酸素と接触させられ、これにより、バリアの熱伝導性が劣ったものとなり、バリアへの損傷が進行することとなる。
【００３９】
セラミックコーティングは、たとえば、電子ビーム物理蒸着法（ＥＢＰＶＤ）によって生成される、１つまたは複数の層のスタックから形成することができる。第１のセラミック層は、好ましくは、この部分的に安定化された、イットリア化されたジルコニアのベース（ＹＳＺ）を含んでいる。他のセラミック層に関し、異なるタイプの層が考慮され得る。
【００４０】
たとえば、Ａｌ２Ｏ３またはＹ２Ｏ３などの一酸化物、
１つまたは複数のレアアース酸化物でドープされたジルコニア、
たとえば、Ｇｄ２Ｚｒ２Ｏ７、Ｓｍ２Ｚｒ２Ｏ７、またはＹｂ４Ｚｒ３Ｏ１２などの、レアアースのジルコン酸塩、
たとえば、Ｂａ（Ｍｇ１／３Ｔａ２／３）Ｏ３、Ｌａ（Ａｌ１／４Ｍｇ１／２Ｔａ１／４）Ｏ３などの灰チタン石、
たとえば、ＲＥが周期表のＬａからＧｄまでの範囲の元素を示し、Ｍが、Ｍｇ、ＭｎからＺｎ、Ｃｒ、およびＳｍから選択される元素を示す、ＲＥＭＡｌ１１Ｏ１９の一般式のヘキサアルミン酸塩、
ランタニドオルトリン酸塩である。
【００４１】
熱バリアシステムは、ブレードの耐用年数を延長し、ガスの温度を増大させ、ひいてはエンジンの出力を増大させるように機能する。稼働中は、システムの様々な成分の構造および組成は、セラミック層の焼結、ボンディング層の酸化、および、基板との相互拡散現象の作用の下で変化し、その結果、様々な層の特性が変化し、二面間のゾーンの耐性が変化する。外部の熱機械的応力に関連するこれら変化は、ボンディング層の粗さが原因で、ボンディング／セラミックの層の界面における層間剥離に繋がり、最終的に、熱バリアシステムが剥がれることになる。これら性能低下のプロセスは、外部環境との相互作用によって加速され得る。
【００４２】
このことを克服するために、本発明によれば、少なくとも１つの柱状のセラミック層の圧縮が行われる。
【００４３】
第１の実施形態では、上方の柱状のセラミック層の圧縮が実施される。図２に示すものなど、セラミックコーティングは、たとえばＹＳＺタイプの、単一のセラミック層３を備えている。セラミック層３は、表面における柱間の空間を密にするように、圧縮操作Ｃ３を経る。これには、
ＣＭＡＳ酸化物の浸透の制限、
熱バリアシステムの耐用年数の増大、
表面硬さなどの機械的特性の向上、
腐食に対する耐性の増大、および、
熱バリアシステムのテナシティ（ｔｅｎａｃｉｔｙ）の増大の効果がある。
【００４４】
セラミック層３の圧縮は、図２では、符号Ｃ３が付され、圧縮された層の部分を示している。層３は、部分的または全体的に圧縮され得る。すなわち、層３の高さの全体か一部にわたって圧縮され得る。
【００４５】
図３に示す代替形態では、セラミックコーティングは、複数のｎのセラミック層を備えている。下層３１は、ボンディング層２の上にある。熱バリアシステムの表面の方向には、中間層３ｉと、上層３ｎとが存在する。上方のセラミック層３ｎの圧縮は、図２では、符号Ｃ３ｎが付されている。層３ｎは、部分的または全体的に圧縮され得る。すなわち、層３ｎの高さの全体か一部にわたって圧縮され得る。圧縮Ｃ３ｎにより、熱バリアシステムの表面における柱間の空間を密にすること、および、図２に関して述べた利点と同じ利点を達成することが可能になる。
【００４６】
図４に示される第２の実施形態では、ｎの層を備えたセラミックコーティングの各層は、部分的または全体的に圧縮される。このため、たとえばＹＳＺタイプの、第１の層３１が、圧縮Ｃ３１を受け、各中間層３ｉが、圧縮Ｃ３ｉを受け、上層３ｎが、圧縮Ｃ３ｎを受ける。
【００４７】
タービンブレードの基板１は、あらかじめカバーされるか、ＭＣｒＡｌＹタイプのボンディング層２ではカバーされない。ここで、Ｍは、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、およびこれらの組合せを示している。ボンディング層２は、たとえばＡＰＳ（空気プラズマ溶射）のタイプの、従来のプラズマ溶射によって得ることができる。ＭＣｒＡｌＹタイプのボンディング層２は、ニッケルアルミナイドで置換され得るか、白金で変更されるか、ガンマ／ガンマ’−ＭＣｒＡｌＹタイプの層を有することができる。
【００４８】
セラミックコーティングは、電子ビーム物理蒸着法（ＥＢＰＶＤ）の方法によって生成される、ｎの層３１、．．．、３ｉ、．．．、３ｎのスタックから形成することができる。第１の層３ｉは、好ましくは、部分的に安定化された、イットリア化されたジルコニアのベースを含んでいる。
【００４９】
ＥＢＰＶＤによって各セラミック層が生成された後に、圧縮操作が行われる。この圧縮操作により、粗さの少ない表面の条件を得ることが可能になる。このことは、より小さい柱の再生成（ｒｅｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ）の向上、および、上層が形成されるにつれてますます密になる柱間の空間の効果を有する。これら圧縮は、
ＣＭＡＳ酸化物の浸透の制限、
熱バリアシステムの耐用年数の増大、および、
熱バリアシステムのテナシティの増大をもたらす。
【００５０】
図５および図６に示す、第３の実施形態では、第１の実施形態の２つの代替形態の熱バリアシステムのボンディング層が、やはり部分的または全体的な圧縮を受けている。このため、熱バリアシステムは、圧縮状態に置かれた、そのボンディング層と、その上方セラミック層との両方を有している。図５は、単一のセラミック層３を有する熱バリアシステムを示しているが、一方、図６は、ｎのセラミック層３１、．．．、３ｉ、．．．、３ｎを有する熱バリアシステムを示している。
【００５１】
タービンブレードの基板１は、ＭＣｒＡｌＹタイプのボンディング層２であらかじめコーティングされている。ここで、Ｍは、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、およびこれらの組合せを示している。ボンディング層２は、たとえばＡＰＳ（空気プラズマ溶射）のタイプの、従来のプラズマ溶射によって得ることができる。ＭＣｒＡｌＹタイプのボンディング層２は、ニッケルアルミナイドで置換され得るか、白金で変更されるか、ガンマ／ガンマ’−ＭＣｒＡｌＹタイプの層を有することができる。
【００５２】
ボンディング層２の圧縮により、
熱サイクル中のこの層の変形動力学における低下の利益を伴う、ボンディング層２の部分的または全体的な高密度化、および、その粗さの制御、
層２の硬度の増大の効果を有する、残留応力の発生が可能になる。
【００５３】
図７に示す、第４の実施形態では、ボンディング層２および、最後から二番目の上方のセラミック層３（ｎ−１）が、部分的または全体的に、圧縮Ｃ２と、圧縮Ｃ３（ｎ−１）とをそれぞれ受けている。
【００５４】
最後に、第５の実施形態では、ボンディング層２および、すべてのセラミック層３１、．．．、３ｉ、．．．、３ｎは、圧縮を受けている（図８）。
【図１】
2019532174.tif 000003
【図２】
2019532174.tif 000004
【図３】
2019532174.tif 000005
【図４】
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【図５】
2019532174.tif 000007
【図６】
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【図７】
2019532174.tif 000009
【図８】
2019532174.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成31年4月23日(2019.4.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧タービンブレードなどのタービンエンジン部品の金属基板（１）上に熱バリアシステムを生成するための方法にして、熱バリアシステムが、少なくとも１つの柱状のセラミック層（３；３１、．．．、３ｉ、．．．、３ｎ）を備える、方法であって、
本方法が、
前記少なくとも１つの柱状のセラミック層（３；３１、．．．、３ｉ、．．．、３ｎ）の少なくとも１つを圧縮するステップを含んでいることと、
圧縮により、圧縮された柱状のセラミック層または複数の層（３；３１、．．．、３ｉ、．．．、３ｎ）の柱間の空間を低減することが可能であることと、
を特徴とする、方法。
【請求項２】
圧縮が、ショットブラスト、ショットピーニング、または、レーザショックピーニングによる圧縮であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記柱状のセラミック層（３；３１、．．．、３ｉ、．．．、３ｎ）の少なくとも１つの圧縮が、ショットブラストであることと、前記ショットブラストのアルメン強度が、Ｆ１０ＡからＦ４２Ａの間であることとを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記基板（１）が、ニッケルまたはコバルトベースの超合金の基板であることを特徴とする、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記少なくとも１つの柱状のセラミック層（３；３１、．．．、３ｉ、．．．、３ｎ）が、イットリア化されたジルコニアの層であることを特徴とする、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記少なくとも１つの柱状のセラミック層（３；３１、．．．、３ｉ、．．．、３ｎ）が、物理蒸着法によって得られることを特徴とする、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
蒸着法が、電子ビーム物理蒸着法（ＥＢＰＶＤ）であることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
熱バリアシステムが、いくつかの柱状のセラミック層（３１、．．．、３ｉ、．．．、３ｎ）を備えていることと、本方法が、柱状のセラミック層（３１、．．．、３ｉ、．．．、３ｎ）の１つまたはすべてを圧縮することを含んでいることとを特徴とする、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
本方法が、上方セラミック層（３ｎ）の圧縮、または、前記上層（３ｎ）の真下に位置するセラミック層（３（ｎ−１））の圧縮を含んでいることを特徴とする、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
熱バリアシステムが、前記金属基板（１）と、前記少なくとも１つの柱状のセラミック層（３；３１、．．．、３ｉ、．．．、３ｎ）との間に配置されたボンディング層（２）をさらに備えていることを特徴とする、請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記ボンディング層（２）が、表面上にアルミナ層を備えた、アルミニウムを形成する材料の層であることを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
本方法が、前記ボンディング層（２）を圧縮するステップを含んでいることを特徴とする、請求項１０または請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記ボンディング層（２）の圧縮が、ショットブラストであることと、前記ショットブラストのアルメン強度が、Ｆ９ＮからＦ３０Ａの間であることとを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
請求項１から請求項１３のいずれか一項に記載の方法によって生成された熱バリアシステムを備えていることを特徴とする、高圧タービンブレードなどのタービンエンジン部品。
【国際調査報告】
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