(57)【要約】      （修正有）【課題】タービンブレードが回転する際の隣接する静止部品に塗布された固定アブレイダブルコーティングの摩耗を低減する。【解決手段】装置は、ブレード先端部を含むブレード２６と、基材を含むブレードトラック又はブレードシュラウドセグメント２４、及び基材上のアブレイダブルコーティング層を含む。基材は前縁及び後縁を形成する。アブレイダブルコーティング層は、基材の中央部分から基材の前縁に向かって実質的に連続的にテーパーがつけられた第１のテーパー部分、基材の中央部分から基材の後縁に向かって実質的に連続的にテーパーがつけられた第２のテーパー部分、及び第１のテーパー部分と第２のテーパー部分の間に延びるブレード摩擦部分を含む。アブレイダブルコーティングは前縁から後縁まで延び、ブレード先端はブレードの回転時にブレード摩擦部分の少なくとも一部に接触するように構成される。【選択図】図１
2019203497.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブレード先端を備えるブレードと、
基材と、前記基材上のアブレイダブルコーティング層とを備える、ブレードトラック又はブレードシュラウドセグメントとを備える、システムにおいて、
前記基材は、前縁及び後縁を形成し、
前記アブレイダブルコーティング層は、
前記基材の中央部分から前記基材の前記前縁に向かって前記前縁又は前記後縁に対して垂直な方向に実質的に連続的にテーパーがつけられた第１のテーパー部分と、
前記基材の前記中央部分から前記基材の前記後縁に向かって前記前縁又は前記後縁に対して垂直な方向に実質的に連続的にテーパーがつけられた第２のテーパー部分と、
前記第１のテーパー部分と前記第２のテーパー部分の間の延びるブレード摩擦部分とを備え、
前記ブレード先端が、前記ブレードの回転時に前記ブレード摩擦部分の少なくとも一部に接触するように構成され、前記アブレイダブルコーティングが前記前縁から前記後縁に延びる、システム。
【請求項２】
前記基材が前記前縁から前記後縁までの実質的に曲線状の面を形成する、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記基材が、前記中央部分から前記前縁までの第１の傾斜部分及び前記中央部分から前記後縁までの第２の傾斜部分を形成する、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記基材の前記第１の傾斜部分及び前記第２の傾斜部分がそれぞれ、約１°〜約３０°の間の角度で前記中央部分に対して傾斜している、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記アブレイダブルコーティング層の前記ブレード摩擦部分が約０．２５ｍｍ〜約３ｍｍの厚さを有し、前記第１のテーパー部分が０ｍｍを超える最小厚さを有し、前記第２のテーパー部分が０ｍｍを超える最小厚さを有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記ブレード摩擦部分が、前記基材の前記前縁から前記後縁にアキシャル軸線に沿って測定された第１の幅を形成し、前記ブレード先端が前記アキシャル軸線に沿って測定された第２の幅を形成し、前記第１の幅が前記第２の幅より広い、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記ブレードトラック又はブレードシュラウドが、少なくとも１つのボンドコート、耐環境コーティング（ＥＢＣ）層、又は遮熱コーティング（ＴＢＣ）層を前記基材上にさらに備え、前記アブレイダブルコーティング層が、前記少なくとも１つのボンドコート、ＥＢＣ層、又はＴＢＣ層上にある、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記システムはガスタービンエンジンを備え、前記基材の前記前縁と前記後縁の間に延びている第１の軸線が前記ガスタービンエンジンの実質的に軸線方向にあり、
前記基材が、
前記ガスタービンエンジンのもう一方のブレードシュラウドのセグメントに隣接するセグメント間縁部と、
反対側の縁部とをさらに形成し、
第２の軸線が、前記セグメント間縁部と前記反対側の縁部の間に延び、実質的に周方向にあり、
前記中央部分が、前記前縁と前記後縁の間及び前記セグメント間縁部と前記反対側の縁部の間に延び、
前記アブレイダブルコーティング層が、前記中央部分から前記セグメント間縁部にまで実質的に連続的にテーパーがつけられた第３のテーパー部分をさらに形成し、
前記ブレード摩擦部分が、前記第１のテーパー部分、前記第２のテーパー部分、及び前記第３のテーパー部分の間に延び、
前記ブレード先端が、前記ブレードの周方向への回転時に前記ブレード摩擦部分と係合するより前に第３のテーパー部分と係合するよう構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
ブレード先端を備えるブレードと、
基材及び前記基材上のアブレイダブルコーティング層を備えるブレードトラック又はブレードシュラウドとを備えるシステムにおいて、
前記基材が、
ガスタービンエンジンのもう一方のブレードシュラウドのセグメントに隣接するセグメント間縁部と、
反対側の縁部とを形成し、
前記アブレイダブルコーティング層が、
前記基材の中央部分から前記セグメント間縁部まで実質的に連続的にテーパーがつけられたテーパー部分と、
前記基材の前記テーパー部分から前記反対側の縁部まで延びる非テーパー部分とを形成し、
前記ブレード先端が、前記ブレードの周方向への回転時に非テーパー部分と係合するより前に、前記テーパー部分と係合するように構成される、システム。
【請求項１０】
前記基材が、前記セグメント間縁部から前記反対側の縁部まで実質的に曲線状の面を形成する、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記システムがガスタービンエンジンを備え、第１の軸線が、前記基材の前記セグメント間縁部と前記反対側の縁部の間に延び、前記ガスタービンエンジンの実質的に周方向にあり、前記基材が前縁及び後縁をさらに確定し、第２の軸線が、前記前縁と前記後縁の間に延び、実質的に軸線方向にあり、前記第２の軸線に沿って測定された前記テーパー部分の第１の幅が、前記前縁から前記後縁までの前記基材の第２の幅より小さい、請求項９に記載のシステム。
【請求項１２】
前記アブレイダブルコーティング層の前記非テーパー部分が、約０．２５ｍｍ〜約３ｍｍの厚さを有し、前記テーパー部分が０ｍｍを超える最小厚さを有する、請求項９に記載のシステム。
【請求項１３】
前記テーパー部分が少なくとも約０．０７５ｍｍの最小厚さを有する、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記システムはガスタービンエンジンを備え、第１の軸線が前記基材の前記セグメント間縁部と前記反対側の縁部の間に延び、前記ガスタービンエンジンの実質的に周方向にあり、前記テーパー部分が第１のテーパー部分を備え、
前記基材が前縁及び後縁をさらに形成し、
第２の軸線が前記前縁と前記後縁に延び、実質的に軸線方向にあり、
前記中央部分が、前記セグメント間縁部と前記反対側の縁部の間及び前記前縁と前記後縁の間に延び、
前記アブレイダブルコーティング層が、
前記基材の前記中央部分から前記基材の前記前縁に向かって前記前縁又は前記後縁に対して垂直な方向に実質的に連続的にテーパーがつけられた第２のテーパー部分と、
前記基材の前記中央部分から前記基材の前記後縁に向かって前記前縁又は前記後縁に対して垂直な方向に実質的に連続的にテーパーがつけられた第３のテーパー部分とを形成し、
前記非テーパー部分が、前記第１のテーパー部分と、前記第２のテーパー部分、前記第３のテーパー部分の間に延びる、請求項９に記載のシステム。
【請求項１５】
前記ブレードトラック又はブレードシュラウドが、少なくとも１つのボンドコート、耐環境コーティング（ＥＢＣ）層、又は遮熱コーティング（ＴＢＣ）層を前記基材上にさらに備え、前記アブレイダブルコーティング層が、前記少なくとも１つのボンドコート、ＥＢＣ層、又はＴＢＣ層上にある、請求項９に記載のシステム。
【請求項１６】
第１の縁部及び第２の縁部を形成する基材の幾何学形状を受け取る段階と、
ブレードの周方向への回転時に少なくとも一部が前記ブレードのブレード先端に接触するように構成されている、アブレイダブルコーティング層のブレード摩擦部分の目標厚さを決定する段階と、
前記目標厚さを達成するようにコーティングパスの数又はコーティング装置の速度を決定する段階と、
前記アブレイダブルコーティング層が、前記基材の中央部分から前記基材の前記第１の縁部又は前記第２の縁部に向かって前記第１の縁部又は前記第２の縁部に対して垂直な方向に実質的に連続的にテーパーがつけられた少なくとも１つのテーパー部分と、前記ブレード摩擦部分とを形成するように、前記アブレイダブルコーティング層を前記基材に塗布する段階とを含む、方法。
【請求項１７】
前記アブレイダブルコーティング層を前記基材に塗布する段階が、
前記第１の縁部から前記第２の縁部まで測定される、前記基材の幅を決定する段階と、
前記アブレイダブルコーティング層の前記ブレード摩擦部分の前記目標厚さ及びコーティングパスの数又は前記コーティング装置の前記速度に基づいて、コーティングパス減少幅を選択する段階と、
前記アブレイダブルコーティング層の第１のコーティングパスを、前記第１の縁部又は前記第２の縁部の一方を含む第１の初期位置から、前記第１の縁部又は前記第２の縁部のもう一方を含む第１の終端位置まで塗布する段階と、
複数の次のコーティングパスを前記ブレード摩擦部分の前記目標厚さに達するまでそれぞれの次の初期位置から前記第１の終端位置まで塗布する段階とを含み、
各コーティングパスの次の各初期位置が、前のコーティングパスの前の初期位置と比べて、概ね前記第１の終端位置により近い前記コーティングパス減少幅である、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記アブレイダブルコーティング層を前記基材に塗布する段階が、
前記基材の第１の縁部から第２の縁部まで目標厚さより厚いか又はそれに等しい厚さを有する前記アブレイダブルコーティング層を塗布する段階と、
前記アブレイダブルコーティング層の前記少なくとも１つのテーパー部分を、記少なくとも１つのテーパー部分が、前記基材の前記中央部分から前記基材の前記第１の縁部又は前記第２の縁部に向かって前記第１の縁部又は前記第２の縁部に対して垂直な方向に、実質的に連続的にテーパーがつけられるように機械加工する段階とを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記方法は、少なくとも１つのボンドコート、耐環境コーティング（ＥＢＣ）層、又は遮熱コーティング（ＴＢＣ）層を塗布する段階をさらに含み、前記アブレイダブルコーティング層を前記基材に塗布段階が、前記アブレイダブルコーティング層を前記少なくとも１つのボンドコート、ＥＢＣ層、又はＴＢＣ層に塗布する段階を含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
前記方法は、前記基材を製造する段階をさらに含み、前記基材を製造する段階が、前記中央部分から前記第１の縁部までの第１の傾斜部分又は前記中央部分から前記第２の縁部までの第２の傾斜部分のうちの少なくとも１つを持つ前記基材を製造するステップを含む、請求項１６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は概してアブレイダブルコーティングに関する。
【背景技術】
【０００２】
タービンやコンプレッサ部品などの高性能システムの構成部品は過酷な環境で稼働する。例えば、商業用航空エンジンにおいて高温ガスに曝されるタービンブレード、ベーン、ブレードトラック、及びブレードシュラウドは、約１０００℃の表面温度を経験することがある。
【０００３】
高性能システムには、例えばシュラウドなどの周囲の構造に隣接して回転するブレードなどの回転部品が含まれうる。回転部品とシュラウドの間の隙間を狭くすると、高性能部品の出力と効率が向上する可能性がある。回転部品とシュラウドの間の隙間は、ブレードシュラウドをアブレイダブルコーティングでコーティングすることによって減少させることができる。このようにして、回転部品、例えばタービンブレードは、タービンブレードが回転するにつれて隣接する静止部品に塗布された固定アブレイダブルコーティングの一部を摩耗させる可能性がある。これは、何回もの回転にわたって、タービンブレードの経路に対応するアブレイダブルコーティングの溝を摩耗させる可能性がある。したがって、アブレイダブルコーティングは、回転部品と反対側のシュラウドの内壁との間の隙間を減少できるアブレイダブルシールを形成でき、回転部品の先端周りの漏れを減らし、回転部品の至るところで水蒸気や空気などの作動流体の漏れ流れを導き、高性能部品の出力及び効率を増強することができる。
【発明の概要】
【０００４】
本開示は、テーパーがつけられたアブレイダブルコーティングに関する物品、システム、及び技術を記載する。いくつかの例では、アブレイダブルコーティングは１つ以上のテーパー部分を含みうる。例えば、アブレイダブルコーティングは、基材上にあり、基材の中央部分から基材の前縁、後縁、又はもう一方の面まで実質的に連続的にテーパーがつけられた１つ以上のテーパー部分を含みうる。そのようなテーパー部分は、アブレイダブルコーティング及び／又は基材の面にわたる熱勾配を減少でき、その熱勾配の減少は次に基材及びアブレイダブルコーティングを含む物品への熱応力を減少させることができる。熱応力の減少は、アブレイダブルコーティングの剥離及び／又は層間剥離を減少させると同時に、高温環境下で基材を保護する。
【０００５】
１つの例では、システムは、ブレード先端を含むブレードと、基材を含むブレードトラック又はブレードシュラウドセグメント、及び基材上のアブレイダブルコーティング層を含む。基材は前縁及び後縁を形成する。アブレイダブルコーティング層は、基材の中央部分から基材の前縁に向かって前縁又は後縁に対して垂直な方向に、実質的に連続的にテーパーがつけられた第１のテーパー部分、基材の中央部分から基材の後縁に向かって前縁又は後縁に対して垂直な方向に、実質的に連続的にテーパーがつけられた第２のテーパー部分、及び第１のテーパー部分と第２のテーパー部分の間に延びるブレード摩擦部分を含む。アブレイダブルコーティングは前縁から後縁まで延び、ブレード先端はブレードの回転時にブレード摩擦部分の少なくとも一部に接触するように構成される。
【０００６】
別の例では、システムは、ブレード先端を含むブレードと、基材を含むブレードトラック又はブレードシュラウド、及び基材上のアブレイダブルコーティング層を含む。基材はセグメント間縁部及び反対側の縁部を形成する。セグメント間縁部は、ガスタービンエンジンのもう一方のブレードシュラウドのセグメントに隣接している。アブレイダブルコーティング層は、基材の中央部からセグメント間縁部まで実質的に連続的にテーパーがつけられたテーパー部及び基材のテーパー部から反対側の縁部まで延びる非テーパー部分を形成する。ブレード先端は、ブレードの周方向への回転時に非テーパー部分と係合するより前にテーパー部分と係合するように構成される。
【０００７】
さらに別の例では、方法は、幾何学的形状の基材を受け取ること及びアブレイダブルコーティング層のブレード摩擦部分の目標厚さを決定することを含み、基材は、第１の縁部及び第２の縁部を形成し、少なくとも前記ブレード摩擦部分の一部は、ブレードの周方向への回転時にブレードのブレード先端に接触するように構成される。この方法は、目標の厚さを達成するようにコーティングパスの数又はコーティング装置の速度を決定すること及びアブレイダブルコーティング層を基材に塗布することをさらに含む。アブレイダブルコーティング層は、基材の中央部分から基材の第１の縁部又は第２の縁部に向かって第１の縁部又は第２の縁部に対して垂直な方向に実質的に連続的にテーパーがつけられた少なくとも１つのテーパー部分及びブレード摩擦部分を形成するように基材に塗布される。
【０００８】
本開示の１つ又は複数の例の詳細は、添付の図面及び以下の説明に記載されている。本開示の他の特徴、目的、及び利点は、説明及び図面から、且つ特許請求の範囲から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】例示的なガスタービンエンジンを図示する破断図である。
【図２Ａ】基材及びテーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層を含む図１の例示的なブレードシュラウドの拡大断面図を示す概念図である。
【図２Ｂ】図１及び図２Ａの例示的なブレードシュラウド並びに図１のブレードを含むシステムの拡大断面図を示す概念図である。
【図３Ａ】基材及びテーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層を含む別の例示的なブレードシュラウドの拡大断面図を示す概念図である。
【図３Ｂ】図３Ａの例示的なブレードシュラウド及びブレードを含むシステムの拡大断面図を示す概念図である。
【図４Ａ】基材及びテーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層を含む別の例示的なブレードシュラウドの拡大断面図を示す概念図である。
【図４Ｂ】図４Ａのブレードトラックの例及びブレードを含むシステムの拡大断面図を示す概念図である。
【図５】３つのテーパー部分を含むテーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層を含む例示的なシステムの上面図を示す概念図である。
【図６】テーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層を含むブレードトラック又はブレードシュラウドを形成する例示的な技術を図示する流れ図である。
【図７】テーパーがつけられたアブレイダブル層を基材に塗布する例示的な技術を図示する流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本開示は、テーパーがつけられたアブレイダブルコーティングに関する物品、システム、及び技術を記載する。アブレイダブルコーティングは、ガスタービンエンジンシュラウド又はブレードトラックなどの基材上にありうる。本明細書に記載のアブレイダブルコーティングは１つ以上のテーパー部分を含む。例えば、アブレイダブルコーティングは、基材の中央部基材から基材の前縁に向かって実質的に連続的にテーパーがつけられた第１のテーパー部分、基材の中央部分から後縁に向かって実質的に連続的にテーパーがつけられた第２のテーパー部分、又はその両方を含みうる。
【００１１】
ガスタービンエンジンのシュラウド又はブレードトラックは、前縁から後縁への方向に沿って使用中に様々な温度を経験することがある。本明細書で使用される場合、前縁はシュラウド又はブレードトラックの最も上流の部分であり、後縁はシュラウド又はブレードトラックの最も下流の部分である。例えば、アブレイダブルコーティングの相異なる部分における異なる冷却ガス流に起因して、アブレイダブルコーティングのブレード摩擦部分は、前縁及び後縁に隣接するアブレイダブルコーティングの部分と比べて比較的高温になりうる。アブレイダブルコーティングが、前縁と後縁の間のブレードシュラウド又はブレードトラック上で一定の厚さである場合、ブレード摩擦部分と比べて、一定の厚さのアブレイダブルコーティングと相まった冷却空気は、基材の前縁及び後縁での入熱を低減しうる。これは、様々な部分の間の熱膨張差により、アブレイダブルコーティング及び基材に応力を生じさせる可能性がある。物品への熱応力は、アブレイダブルコーティングの破砕及び／又は層間剥離を引き起こす可能性があり、そうでなければアブレイダブルコーティング及び／又は基材の有効寿命を短くする可能性がある。
【００１２】
本明細書に記載のアブレイダブルコーティングは、基材の中心から後縁、前縁、又はその両方までの１つ以上の実質的に連続したテーパー部分を含み、アブレイダブルコーティング及び／又は基材の面に沿った熱勾配を低減しうる。したがって、アブレイダブルコーティング及び／又は基材への熱応力、アブレイダブルコーティングの剥離又は層間剥離の可能性、コーティングを製造するための時間及びコスト、又は同種のものが低減される。
【００１３】
いくつかの例では、アブレイダブルコーティングは、前縁、後縁、又はその両方に向かってテーパーがついていることにくわえて又はその代わりに、基材の中央部分から、もう一方のブレードシュラウドのセグメントに隣接する基材のセグメント間縁部まで実質的に連続的にテーパーがつけられたテーパー部分を含みうる。このテーパーは、ブレードがシュラウド又はブレードトラックの１つのセグメントから周方向に隣接するセグメントに移行するときに、アブレイダブルコーティングに対するガスタービンエンジンブレードの衝撃力を低減することができる。これは、衝撃力によるアブレイダブルコーティングの余分な部分の除去などのアブレイダブルコーティング又はブレードへの意図しない損傷の可能性を減らすことができる。前縁、後縁、又はセグメント間縁部までのテーパーは、個別に用いてもよく、任意の組み合わせで用いてもよい。
【００１４】
図１は例示的なガスタービンエンジン１０を示す破断図である。ガスタービンエンジン１０は、ケース２０に取り付けられたファン１２、圧縮機セクション１４、燃焼器１６、及びタービンセクション１８を含む。ファン１２はタービンセクション１８によって駆動され、航空機（air vehicle）などの乗り物（図示せず）を推進するための推力の一部を提供する。圧縮機セクション１４は、空気を圧縮して燃焼器１６に送るように構成され、燃焼器１６は、燃料を圧縮空気と混合して燃料を点火するように構成される。燃焼器１６内での燃焼反応は、高温高圧の生成物を生じさせ、その生成物はタービンセクション１８に向けられる。次いでタービンセクション１８は仕事を抽出して（extracts work）圧縮機セクション１４及びファン１２を駆動する。タービンセクション１８は１つ又は複数の段を含み、各段はブレードトラック又はシュラウドによって囲まれた複数のブレードを含む。明瞭にするために、単一のブレード２６及びブレードシュラウドセグメント２４が標識付けされている。
【００１５】
図２Ａは、基材３０及びテーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層４０を含む図１の例示的なブレードシュラウドセグメント２４の拡大断面図を示す概念図である。図２Ａの断面図は、ガスタービンエンジン１０の吸気口からガスタービンエンジン１０の排気口まで延びる、ガスタービンエンジン１０の主軸線に沿って取られたものであり、すなわち、図２Ａは長手方向又は軸線方向断面図である。ブレードシュラウドセグメント２４は、ガスタービンエンジン１０のタービン１８のブレードシュラウドに関して記載されているが、他の例では、ブレードシュラウドセグメント２４は、ガスタービンエンジン１０の追加部分又は代替部分の一部（例えば高圧圧縮機の段又は同種のもの）でありうる。
【００１６】
基材３０は、高温環境での使用に適した材料を含みうる。いくつかの例では、基材３０は、例えば、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｎｉ／Ｆｅ、又は同種のものをベースとする合金を含む超合金を含む。基材３０が超合金材料を含む例では、基材３０は、チタン（Ｔｉ）、コバルト（Ｃｏ）、又はアルミニウム（Ａｌ）などの１つ又は複数の添加剤も含むことができ、例えば、靭性、硬度、温度安定性、耐食性、耐酸化性、又は同種のものを含む基材３０の機械的性質を向上しうる。
【００１７】
いくつかの例では、基材３０は、セラミック又はセラミックマトリックス複合材（ＣＭＣ）を含みうる。好適なセラミック材料としては、例えば、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）及び／又は炭化ケイ素（ＳｉＣ）などのケイ素含有セラミック、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）、アルミナ（Ａ１２０３）、アルミノケイ酸塩、遷移金属炭化物（例えば、ＷＣ、Ｍｏ２Ｃ、ＴｉＣ）、シリサイド（例えば、ＭｏＳｉ２、ＮｂＳｉ２、ＴｉＳｉ２）、その組み合わせ、又は同種のものを挙げることができる。基材３０がセラミックを含むいくつかの例では、セラミックは実質的に均質でありうる。基材３０がＣＭＣを含む例では、基材３０はマトリックス材料と補強材料とを含みうる。マトリックス材及び補強材料は、例えば、本明細書に記載の任意のセラミックを含みうる。補強材料は連続的でも不連続的でもよい。例えば、補強材料は、不連続ウィスカー、小板、繊維、又は微粒子を含みうる。追加的又は代替的に、補強材料は、連続モノフィラメント又はマルチフィラメントの二次元又は三次元の織物、組紐（braid）、布地、又は同種のものを含みうる。いくつかの例では、ＣＭＣは、（単独で、又は残留Ｓｉ金属を含む）ＳｉＣマトリックス材及びＳｉＣ補強材料を含む。
【００１８】
基材３０は前縁３２と後縁３４を形成する。いくつかの例では、前縁３２及び後縁３４は互いに実質的に平行であることができる。他の例では、前縁３２と後縁３４は互いに実質的に平行であることができない。場合によっては、前縁３２と後縁３４との間に延びる第１の軸線は、ガスタービンエンジン１０の実質的に軸線方向にある（例えば、ガスタービンエンジン１０の吸気口から排気口に延びる軸線と平行）。したがって、いくつかのそのような場合には、前縁３２及び後縁３４は、ガスタービンエンジン１０の軸線方向に対して垂直又は実質的に垂直であることができる。
【００１９】
図２Ａの例では、基材３０は、第１の傾斜部分３８ａ及び第２の傾斜部分３８ｂを含む。第１の傾斜部分３８ａ及び第２の傾斜部分３８ｂは、基材３０の中央部分３６に対して傾斜することができる。例えば、第１の傾斜部分３８ａは、中心部３６に対して第１の角度α１傾斜することができる。第１の角度α１は、約１°〜約３０°又は約１５°〜約３０°でありうる。同様に、第２の傾斜部分３８ｂは中央部分３６に対して第２の角度α２傾斜することができる。場合によっては、第２の角度α２は、約１°〜約３０°又は約１５°〜約３０°でありうる。いくつかの例では、第１の角度α１及び第２の角度α２は実質的に同じであってよい。他の例では、第１の角度α１及び第２の角度α２は、中央部分３６に対して異なる角度で傾斜してもよい。場合によっては、第１の傾斜部分３８ａ又は第２の傾斜部分３８ｂの一方又は両方は、基材３０に対して一定ではない角度で傾斜しうる。例えば、第１の角度α１及び／又は第２の角度α２は、基材３０に沿って徐々に変化してもよい。このように、第１及び第２のテーパー部分４２及び４４はテーパーの連続的な率又は程度を有していないことがあるが、テーパーは、段付きポケット（stepped pockets）を含む基材と比べると、中央部分３６から前縁３２又は後縁３４までそれぞれ比較的緩やかで且つ連続的である。
【００２０】
このように、基材３０上のテーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層４０は、第１の傾斜部分３８ａに沿って基材３０の中央部分３６から前縁３２まで、且つ第２の傾斜部分３８ｂに沿って基材３０の中央部分３６から後縁３４までテーパーがつけられうる。第１の傾斜部分３８ａ及び第２の傾斜部分３８ｂは、基材３０の中央部分３６から前縁３２及び後縁３４までそれぞれ実質的に連続的なテーパーを形成しうる。したがって、第１及び第２の傾斜部分３８ａ、３８ｂを含む基材３０は、ポケットを形成するための段付き面を含む基材と比べて、比較的緩やかな傾斜面を含み、物品をより空気力学的にし、物品に対する応力を低減し、集中（concentrated）熱勾配又は機械的応力又はそれらの組み合わせを低減又は実質的に防止しうる。
【００２１】
さらに、いくつかの例では、第１及び第２の傾斜部分３８ａ、３８ｂを含む基材３０は、基材内にポケットを形成するための段付き面を含むいくつかの基材よりも製造が容易でありうる。例えば、基材３０を製造するためのレイアップ技術では、テープ及び／又は布地材料を積層しての基材３０の形状を作り出す。基材がポケットを形成するための段付き面を含む例では、テープ及び／又は布地を比較的鋭い角度に曲げて段付きポケットを形成しなければならないことになり、これは、テープ及び／又は布地の残留応力に起因してレイアップ中又はその後のいずれかに、テープ及び／又は布地の破れ、ひび割れ、層間剥離、又は同種のものを生じさせる可能性がある。基材３０が段付き面と比べて比較的緩やかなテーパーである第１及び第２の傾斜部分３８ａ、３８ｂを含む例では、テープ及び／又は布地はそのような鋭い角度で曲げられる必要がなく、テープ及び／又は布地を破れ、ひび割れ、及び／又は層間剥離から防ぐのに役立ちうる。
【００２２】
いくつかの例では、ブレードシュラウドセグメント２４は、基材３０とテーパーがつけられたアブレイダブルコーティング４０の間に中間コーティング４８を任意選択で含む。例えば、中間コーティング４８は、ボンドコート、耐環境コーティング（ＥＢＣ）層、又は遮熱コーティング（ＴＢＣ）層のうちの少なくとも１つを含みうる。いくつかの例では、単一の中間コーティング４８がこれらの機能のうちの２つ以上を果たしうる。例えば、ＥＢＣ層は、環境保全、熱保護、及びカルシア−マグネシア−アルミナ−シリケート（ＣＭＡＳ）耐性を基材３０にもたらすことができる。いくつかの例では、単一の中間コーティング４８を含む代わりに、ブレードシュラウドセグメント２４は、少なくとも１つのボンドコート、少なくとも１つのＥＢＣ層、少なくとも１つのＴＢＣ層、又はそれらの組み合わせなどの複数の中間コーティングを含みうる。
【００２３】
ボンドコートを含む中間コーティング４８は、基材３０と、テーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層４０などの上層の間の付着を向上することができる。ボンドコートは、基材３０とテーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層４０の間の付着を向上するように構成された任意の好適な材料を含みうる。いくつかの例では、中間コーティング４８は、ボンドコートとテーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層４０の間に追加の層を含むことができる。そのような例では、ボンドコートの組成物は、基材３０とボンドコート上にある層の間の付着を高めるように選択することができる。
【００２４】
基材３０が超合金を含む例では、ボンドコートは、ＭＣｒＡｌＹ合金（ここでＭは、Ｎｉ、Ｃｏ、若しくはＮｉＣｏ）、β−ＮｉＡｌニッケルアルミナイド合金（無修飾のもの若しくはＰｔ、Ｃｒ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｙ、Ｓｉ、若しくはそれらの組み合わせによって修飾されたものいずれか）、γ−Ｎｉ＋γ’−Ｎｉ３Ａｌニッケルアルミナイド合金（無修飾のもの若しくはＰｔ、Ｃｒ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｙ、Ｓｉ、若しくはそれらの組み合わせによって修飾されたものいずれか）、又は同種のものなどの合金を含みうる。基材３０がセラミック又はＣＭＣを含む例では、ボンドコートは、セラミック又は基材３０が形成される材料と適合性のある他の材料を含みうる。例えば、ボンドコートは、ムライト（ケイ酸アルミニウム、Ａｌ６Ｓｉ２Ｏ１３）、ケイ素金属又は合金、二酸化ケイ素、シリサイド、又は同種のものなどを含みうる。ボンドコートは、ルテチウム（Ｌｕ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、ツリウム（Ｔｍ）、エルビウム（Ｅｒ）、ホルミウム（Ｈｏ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ユーロピウム（Ｅｕ）、サマリウム（Ｓｍ）、プロメチウム（Ｐｍ）、ネオジム（Ｎｄ）、プラセオジム（Ｐｒ）、セリウム（Ｃｅ）、ランタン（Ｌａ）、イットリウム（Ｙ）、及び／又はスカンジウム（Ｓｃ）のケイ酸塩を含む希土類ケイ酸塩などの他の元素をさらに含みうる。
【００２５】
中間コーティング４８がＥＢＣ層を含む例では、ＥＢＣ層は、希土類酸化物、希土類ケイ酸塩、アルミノケイ酸塩、又はアルカリ土類アルミノケイ酸塩のうちの少なくとも１つを含みうる。例えば、ＥＢＣ層は、ムライト、バリウムストロンチウムアルミノシリケート（ＢＳＡＳ）、バリウムアルミノシリケート（ＢＡＳ）、ストロンチウムアルミノシリケート（ＳＡＳ）、少なくとも１つの希土類酸化物、少なくとも１つの希土類一ケイ酸塩（ＲＥ２ＳｉＯ５、ここでＲＥは希土類元素）、少なくとも１つの希土類二ケイ酸塩（ＲＥ２Ｓｉ２Ｏ７、ここでＲＥは希土類元素）、又はその組み合わせを含みうる。少なくとも１つの希土類酸化物、少なくとも１つの希土類一ケイ酸塩、又は少なくとも１つの希土類二ケイ酸塩の希土類元素は、Ｌｕ、Ｙｂ、Ｔｍ、Ｅｒ、Ｈｏ、Ｄｙ、Ｔｂ、Ｇｄ、Ｅｕ、Ｓｍ、Ｐｍ、Ｎｄ、Ｐｒ、Ｃｅ、Ｌａ、Ｙ、又はＳｃの少なくとも１つを含みうる。
【００２６】
いくつかの例では、ＥＢＣ層は、少なくとも１つの希土類酸化物とアルミナ、少なくとも１つの希土類酸化物と二酸化ケイ素、又は少なくとも１つの希土類酸化物と、二酸化ケイ素、アルミナを含みうる。いくつかの例では、ＥＢＣ層は、ＥＢＣ層の主成分にくわえて添加物を含みうる。例えば、添加物は、ＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、ＨｆＳｉＯ４、アルカリ金属酸化物、又はアルカリ土類金属水酸化物のうちの少なくとも１つを含んでよい。添加物をＥＢＣ層に添加して、ＥＢＣ層の１つ又は複数の所望の特性を改変することができる。例えば、添加物成分は、ＥＢＣ層とＣＭＡＳの反応速度の増減、ＣＭＡＳとＥＢＣ層の反応からの反応生成物の粘度の改変、基材３０及び／若しくは他のコーティング層に対するＥＢＣ層の付着の増強、ＥＢＣ層の化学的安定性の増減、又は同種のものを可能にする。
【００２７】
いくつかの例では、ＥＢＣ層は、ハフニア及び／又はジルコニアを実質的に含まない（例えば、含まない又はほとんど含まない）場合がある。ジルコニア及びハフニアはＣＭＡＳによる化学的攻撃を受けやすいので、実質的にハフニア及び／又はジルコニアを含まないＥＢＣ層は、ジルコニア及び／又はハフニアを含むＥＢＣ層よりもＣＭＡＳ攻撃に対してより耐性がありうる。ＥＢＣ層は実質的に緻密な層であることができ、例えば、約１０体積％未満の気孔率を含みうる。気孔率は、例えば、水銀ポロシメトリー、光学顕微鏡法、アルキメデスの原理に基づく方法、例えば流体飽和法などを用いて、ＥＢＣ層の全体積と比較した開放空間の割合として測定される。ＥＢＣ層はまた、ＣＭＡＳに対する耐性をもたらしうる。
【００２８】
追加的又は代替的に、中間コーティング４８はＴＢＣ層を含みうる。ＴＢＣ層は、低い熱伝導率（例えば、ＴＢＣ層を形成する材料の固有の熱伝導率と、構築されたＴＢＣ層の有効熱伝導率の両方）を有して、基材３０及び／又は中間コーティング４８の他のコーティング層に熱絶縁をもたらす。いくつかの例では、ＴＢＣ層は、１つ又は複数の酸化物で安定化又は部分的に安定化できるジルコニア系又はハフニア系材料を含みうる。いくつかの例では、イッテルビア、サマリア、ルテチア、スカンジア、セリア、ガドリニア、ネオジミア、ユーロピア、イットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）などの希土類酸化物、単一又は複数の希土類酸化物で安定化されたジルコニア、単一又は複数の希土類酸化物で安定化されたハフニア、ＲＥ２Ｚｒ２Ｏ７（ここで、ＲＥは希土類元素）などのジルコニア−希土類酸化物化合物、ＲＥ２Ｈｆ２Ｏ７（ここで、ＲＥは希土類元素）などのハフニア−希土類酸化物化合物、及び同種のものを含むことは、ＴＢＣ層の熱導電率を下げるのに役立ちうる。いくつかの例では、ＴＢＣ層は、ジルコニア又はハフニアを含むベース酸化物、イッテルビアを含む第１の希土類酸化物、サマリアを含む第２の希土類酸化物、及びルテチア、スカンジア、セリア、ネオジミア、ユーロピア、又はガドリニアの少なくとも１つを含む第３の希土類酸化物を含みうる。ＴＢＣ層は、ＴＢＣ層の比較的低い熱伝導率に寄与しうる、円柱状微細構造又は微孔性微細構造などの多孔性を包含しうる。
【００２９】
中間コーティング４８は、例えば、溶射、例えば、エアプラズマ溶射、高速オキシ燃料（ＨＶＯＦ）溶射、低蒸気プラズマ溶射、懸濁プラズマ溶射、物理蒸着（ＰＶＤ）、例えば、電子ビーム物理蒸着（ＥＢ−ＰＶＤ）、ｄｉｒｅｃｔｅｄ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ（ＤＶＤ）、陰極アーク蒸着、化学蒸着（ＣＶＤ）、スラリー法蒸着、ゾルゲル法蒸着、電気泳動蒸着、又は同種のものを用いて基材３０に形成することができる。
【００３０】
ブレードシュラウドセグメント２４は、テーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層４０を基材３０上に含む。テーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層４０は、基材３０の前縁３２から後縁３４まで延びることができる。テーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層４０又はテーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層４０の少なくとも一部は、ブレードシュラウドセグメント２４とブレードの間を比較的密に塞ぐために、例えばガスタービンエンジンのブレードによって摩耗するように構成することができる。磨耗性は、充分な物理的な力に曝されたときに比較的小さな断片に砕ける性質を包含しうる。磨耗性は、破壊靭性及び破壊機構（例えば脆性破壊）などのテーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層４０を形成する材料の材料特性、並びにテーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層４０の気孔率によって影響を受ける可能性がある。
【００３１】
テーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層４０は任意の適切な材料を含みうる。例えば、テーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層４０は、ブレード先端は接触によってテーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層４０を摩耗できるように、回転するブレードのブレード先端の硬度よりも比較的低い硬度を示す材料から形成されうる。したがって、ブレード先端の硬度に対するテーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層４０の硬度は、テーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層４０の磨耗性を表すことができる。
【００３２】
いくつかの例では、テーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層４０はマトリックス組成物を含みうる。テーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層４０のそのようなマトリックス組成物は、窒化アルミニウム、二ホウ化アルミニウム、炭化ホウ素、酸化アルミニウム、ムライト、酸化ジルコニウム、炭素、炭化ケイ素、窒化ケイ素、ケイ素金属、ケイ素合金、遷移金属窒化物、遷移金属ホウ化物、希土類酸化物、希土類ケイ酸塩、酸化ジルコニウム、安定化酸化ジルコニウム（例えば、イットリア安定化ジルコニア）、安定化酸化ハフニウム（例えば、イットリア安定化ハフニア）、バリウム−ストロンチウム−アルミニウムシリケート、又はその組み合わせのうちの少なくとも１つを含みうる。いくつかの例では、テーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層４０は、ケイ素及び酸素を含む合成又は天然化合物を指しうる少なくとも１つのケイ酸塩を含む。好適なケイ酸塩としては、希土類二ケイ酸塩、希土類一ケイ酸塩、バリウムストロンチウムアルミニウムシリケート、又はこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。
【００３３】
場合によっては、テーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層４０は、ジルコニア又はハフニアのベース酸化物、並びに、例えば、Ｌｕ、Ｙｂ、Ｔｍ、Ｅｒ、Ｈｏ、Ｄｙ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｅｕ、Ｓｍ、Ｐｍ、Ｎｄ、Ｐｒ、Ｃｅ、Ｌａ、Ｙ、及びＳｃの酸化物などの少なくとも１つの希土類酸化物を含みうる。例えば、テーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層４０は、少量の少なくとも１種の希土類酸化物と混合されたベース酸化物ジルコニア又はハフニアを主に（例えば主成分又は大部分）含みうる。いくつかの例では、テーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層４０は、ベース酸化物並びに、イッテルビアを含む第１の希土類酸化物、サマリアを含む第２の希土類酸化物、及びルテチア、スカンジア、セリア、ネオジミア、ユーロピア、又はガドリニアの少なくとも１つを含む第３の希土類酸化物を含みうる。いくつかの例では、テーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層４０が、ジルコニア、イッテルビア、サマリア、及びガドリニアを含むことができるように、第３の希土類酸化物はガドリニアを含みうる。
【００３４】
テーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層４０は、任意選択で他の元素又は化合物を含んで、例えば、相安定性、熱導電率、又は同種のものなどのコーティング層の所望の特徴をすることができる。追加要素又は化合物の例としては、例えば、希土類酸化物が挙げられる。主にジルコニアである層の中に、イッテルビア、ガドリニア、及びサマリアなどの１つ又は複数の希土類酸化物を含めることは、例えばジルコニア及びイットリアを含む組成物と比較して、テーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層４０の熱伝導率を低下させるのに役立ちうる。
【００３５】
テーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層４０の磨耗性は、層のそれぞれの組成物、例えば組成物の物理的及び機械的特性に依存しうるが、層の磨耗性は層の気孔率にも依存しうる。例えば、比較的多孔性の組成物は、比較的非多孔性の組成物と比べて、より高い磨耗性を示しうる。比較的高い気孔率を持つ組成物は、比較的低い気孔率を持つが他のすべては同じ組成物と比べて、より高い磨耗性を示しうる。さらに、比較的多孔性のテーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層４０は、比較的低い気孔率又は緻密な微細構造を持つコーティング層と比べて減少した熱伝導率を有しうる。
【００３６】
したがって、いくつかの例では、テーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層４０は複数の細孔を含んでよい。複数の細孔は、相互連結空隙、非連結空隙、部分連結空隙、回転楕円体状（spheroidal）空隙、楕円形空隙、不規則形状空隙、又は任意の所定の幾何学形状を有する空隙、又はそれらの網状組織のうちの少なくとも１つを含みうる。いくつかの例では、テーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層４０は、約１０体積％〜約５０体積％、約１０体積％〜約４０体積％、約１５体積％〜３５体積％、又は約２５体積％の気孔率を示しうる。ここで、気孔率は、細孔体積をテーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層４０の総体積で割った％割合として測定される。テーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層４０の気孔率は、水銀ポロシメトリー、光学顕微鏡法、アルキメデスの原理に基づく方法、例えば、流体飽和法、又は同種のものを用いて測定することができる。
【００３７】
いくつかの例では、テーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層４０の気孔率は、コーティング材及びコーティング材添加物が２つの放射状粉末供給注入口（radial powder feed injection port）を用いてプラズマ流に投入される共溶射法技術（co-spray process technique）を用いてコーティング材をプラズマ溶射することによって生成及び／又は制御することができる。例えば、ブレードシュラウドセグメント２４の使用温度で溶融又は燃焼するコーティング材添加物を、テーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層４０を形成するコーティング材に組み込むことができる。コーティング材添加物は、例えば、グラファイト、六方晶窒化ホウ素、又はポリエステルなどのポリマーを含むことができ、基材３０にコーティング材料を蒸着させるより前にコーティング材に組み込んでテーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層４０を形成することができる。次いで、コーティング材添加剤は、形成後熱処理において、又はブレードシュラウドセグメント２４の動作中（例えば、ガスタービンエンジン１０の動作中）に溶融又は燃焼除去されて、テーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層４０に細孔を形成することができる。蒸着後熱処理は、超合金を含む基材３０を有する部品については最高で約１１５０℃で、又はＣＭＣ若しくは他のセラミックを含む基材３０を有する部品について最高で約１５００℃で行うことができる。
【００３８】
他の例では、テーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層４０の気孔率を異なる方法で付与若しくは制御でき、且つ／又はテーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層４０を異なる技術を用いて基材３０上に蒸着させることができる。例えば、テーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層４０は、例えば、溶射、例えば、エアプラズマ溶射、ＨＶＯＦ溶射、低蒸気プラズマ溶射、懸濁プラズマ溶射、ＰＶＤ、例えば、ＥＢ−ＰＶＤ、ＤＶＤ、若しくは陰極アーク蒸着、ＣＶＤ、スラリー法蒸着、ゾルゲル法蒸着、電気泳動蒸着、又は同種のものを含む多種多様なコーティング技術を用いて蒸着させることができる。
【００３９】
図２Ａに示すように、テーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層４０は、第１のテーパー部分４２と第２のテーパー部分４４を含む。さらに、テーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層４０は、第１のテーパー部分４２と第２のテーパー部分４４の間に延びるブレード摩擦部分４６を含む。いくつかの例では、ブレード摩擦部分４６の少なくとも一部は、ブレードの回転時にブレードのブレード先端によって接触されるように構成されうる。いくつかのそのような例では、ブレード先端はブレード摩擦部分４６の一部を摩耗させるように構成されうる。
【００４０】
図２Ｂは、図１及び図２Ａの例示的なブレードシュラウドセグメント２４並びに図１のブレード２６を含むシステム５０の拡大断面図を示す概念図である。図２Ａの断面図のように、図２Ｂの断面図は、ガスタービンエンジン１０の吸気口からガスタービンエンジン１０の排気口まで延びる、ガスタービンエンジン１０の主軸線に沿って取られたものており、すなわち、図２Ｂは長手方向又は軸線方向断面図である。図２Ｂが、ブレード２６のブレード先端５２によって摩耗されて、テーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層４０内にブレード経路５４を形成したブレード摩擦部分４６の部分を示すことを除いて、図２Ｂに示されるブレードシュラウドセグメント２４は、図２Ａに示されるブレードシュラウドセグメント２４と同じである。
【００４１】
第１のテーパー部分４２及び第２のテーパー部分４４は、ブレード先端５２によって摩耗されるように構成されていない（例えば、ブレード先端５２が第１のテーパー部分４２又は第２のテーパー部分４４に接触するようにブレード２６に対して位置決めされない）ので、第１及び第２のテーパー部分４２、４４は、ブレード摩擦部分４６のコーティング厚さほど厚いコーティング厚さを必要としない可能性がある。むしろ上述したように、基材３０の前縁３２から後縁３４まで延びる一定の厚さのアブレイダブルコーティングは、基材３０にわたって比較的大きな熱勾配をもたらし、その結果、基材３０及びアブレイダブルコーティング層４０に応力が生じる。したがって、第１のテーパー部分４２及び／又は第２のテーパー部分４４の最小厚さは、例えば約０．０７５ｍｍ（約０．００３インチ）を超える最小厚さなどの、０ｍｍを超える任意の厚さであることができる。場合によっては、第１のテーパー部分４２は前縁３２又はその近くでそれぞれの最小厚さを形成でき、第２のテーパー部分４４は後縁３４又はその近くでそれぞれの最小厚さを形成することができる。このように、第１及び第２のテーパー部分４２、４４の最小厚さは、一定の厚さのアブレイダブルコーティングと比べてブレードシュラウドセグメント２４上の熱ひずみを、（例えば、前縁３２及び後縁３４を局所的に加熱することによって）低減しながら、システム２２の過酷な動作環境から基材３０を保護するのに役立ちうる。
【００４２】
第１のテーパー部分４２は、基材３０の中央部分３６から（例えば、ブレード摩擦部分４６を起点として）基材３０の前縁３２に向かって、前縁３２及び／又は後縁３４に対して垂直な方向に実質的に連続的にテーパーがつけられうる。同様に、第２のテーパー部分４４は、基材３０の中央部分３６から（例えば、ブレード摩擦部分４６を起点として）基材３０の後縁３４に向かって、前縁３２及び／又は後縁３４に垂直な方向に実質的に連続的にテーパーがつけられうる。
【００４３】
他方では、ブレード摩擦部分４６は、第１のテーパー部分４２又は第２のテーパー部分４４の一方又は両方の最小厚さよりを超える厚さを形成することができる。例えば、ブレード摩擦部分４６は、下にあるコーティング層（例えば中間コーティング４８）又は基材３０に接触する且つ／又はそれを摩耗させることなく、ブレード先端５２が、テーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層４０を摩耗してブレード経路５４を形成できるのに充分な厚さでよい。いくつかの例では、ブレード摩擦部分４６は、約０．０２５ｍｍ（約０．０１インチ）〜約３ｍｍ（約０．１２インチ）の厚さを有しうる。他の例では、ブレード摩擦部分４６は他の厚さを有してもよい。例えば、ブレード摩擦部分４６は、下にあるコーティング層（例えば中間コーティング４８）又は基材３０に接触する且つ／又はそれを摩耗させることなく、ブレード先端５２が、テーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層４０を摩耗してブレード経路５４を形成できるような任意の厚さでよい。
【００４４】
いくつかの例では、ブレード摩擦部分４６はブレード先端５２の幅より広くてよい。例えば、ブレード摩擦部分４６は、アキシャル軸線（axial axis）に沿って測定されたブレード先端５２の第２の幅より広い、基材３０の前縁３２から後縁３４まで延びるアキシャル軸線（axial axis）に沿って測定された第１の幅を形成しうる。このようにして、ブレード先端５２は、下にあるコーティング層（例えば、中間コーティング４８）又は基材３０に接触する且つ／又はそれを摩耗させることなくブレード経路５４を形成することができる可能性がある。他の例では、ブレード摩擦部分４６の幅は、ブレード先端５２（及びブレード先端５２の任意の潜在的な軸線方向移動）の幅以下でありうる。次に、ブレード先端５２によって形成されたブレード経路５４は、図２Ｂに示すように、ブレード摩擦部分４６に溝付き（trenched）ブレード経路５４を形成するのではなく、むしろ第１のテーパー部分４２及び第２のテーパー部分４４と実質的に連続しうる（例えば、ブレード摩擦後、テーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層４０は第１のテーパー部分４２から第２のテーパー部分４４まで実質的に平らでありうる）。例えば、ブレード経路５４（又はブレード経路５４の縁部）は、第１のテーパー部分４２の縁部及び第２のテーパー部分４４の縁部（例えばブレード摩擦部分４６に隣接する縁部）と実質的に同一平面上にあってよい。いくつかのそのような例では、ブレード先端５２によって形成されたブレード経路５４が、ブレード摩擦部分４６に隣接する第１及び／又は第２のテーパー部分４２、４４の縁部と実質的に同一平面上にあるように、テーパー角β１、β２、又は第１及び／若しくは第２のテーパー部分４２、４４のテーパーの率を選択することができる。したがって、場合によっては、テーパー角β１、β２、又は第１及び／若しくは第２のテーパー部分４２、４４のテーパーの率、並びに／又はブレード摩擦部分４６の幅は、ブレード先端５２（及びブレード先端５２の任意の潜在的な軸線方向移動）の幅に基づいて選択することができる。いくつかの例では、ブレード摩擦部分４６の所望の厚さは、ブレード先端５２によって形成されるブレード経路５４が第１及び／又は第２のテーパー部分４２、４４の縁部と実質的に同一平面にあるように構成されないブレード摩擦部分の厚さを超えることがある。
【００４５】
さらに、いくつかの例では、テーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層４０は、ブレード摩擦領域４６内で（例えば、ブレード摩擦部分４６の第１の幅にわたって）比較的一定の厚さを有することができる。次に、ブレード２６の振動、複数のブレード２６の不完全な周方向のアラインメント、複数のブレード先端５２の幅の不一致、又は同種のものが、下にあるコーティング層（例えば中間コーティング４８）なしに、又はブレード先端によって基材３０が接触及び／若しくは摩耗されることなく、ブレード経路５４の形成を依然として可能にしうる。
【００４６】
テーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層４０の第１及び第２のテーパー部分４２、４４は、実質的に線形テーパー部分として図示されているが、他の例では、第１及び第２のテーパー部分４２、４４の一方又は両方は実質的に非線形テーパー部分であってもよい。例えば、第１及び第２のテーパー部分４２、４４は湾曲していてもよい。同様に、第１及び第２の傾斜部分３８ａ、３８ｂの一方又は両方は、例えば曲面などの実質的に非線形の面でありうる。他の例では、第１のテーパー部分４２、第２のテーパー部分４４、第１の傾斜部分３８ａ、及び／又は第２の傾斜部分３８ｂのいずれかは、線形又は湾曲以外の異なる形状であってもよい。いくつかの例では、第１のテーパー部分４２、第２のテーパー部分４４、第１の傾斜部分３８ａ、及び／又は第２の傾斜部分３８ｂのいずれかの非線形形状は、製造又はテーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層４０として塗布するのがより容易又は安価でありうる。追加的に又は代替的に、第１のテーパー部分４２、第２のテーパー部分４４、第１の傾斜部分３８ａ、及び／又は第２の傾斜部分３８ｂのいずれかの非線形形状は、実質的に線形形状と比べて熱勾配のさらなる低減を可能にしうる。
【００４７】
いくつかの例では、テーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層４０は、（例えば、ブレード経路５４の形成より前に）比較的曲線状の外面５６を形成し、一方で、下にある基材３０の第１及び第２の傾斜部分３８ａ、３８ｂに起因して、やはり第１及び第２のテーパー部分４２、４４を含む（例えば、テーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層４０の外面５６自体はテーパーがつけられていない）。例えば、曲線状の面を形成する外面５６は、ブレードシュラウドの複数のブレードシュラウドセグメント２４の（例えば、図１に見られるように）ガスタービンエンジンの長手方向軸線と実質的に平行な軸線を形成する円柱面などの円柱面の円弧でありうる。図２Ａ及び図２Ｂでは比較的平らな外面５６として図示されているが、明瞭にするために、外面５６（例えば、曲線状の外面５６）の湾曲は省略されている。他の例では、ブレードシュラウドセグメント２４は、ブレードシュラウドのより大きなセグメント又はブレードシュラウドの全体を形成しうる。例えば、場合によっては、ブレードシュラウドセグメント２４は、円柱面を形成することができ、したがって、テーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層４０の外面もまた円柱形の外面を形成することができる。別の例として、ブレードシュラウドセグメント２４又はブレードシュラウドは非対称でありうる。例えば、ブレードシュラウドセグメント２４は、比較的円錐形の形状を持つガスタービンエンジンのケースのセグメントであることができ、したがって、ブレードシュラウドセグメント２４は比較的円錐形の形状の一部を形成することができる。さらに別の例として、ブレードシュラウドセグメント２４及び／又はテーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層４０の外面５６は、比較的平らでありうる。テーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層４０の外面５６の形状は、ケース２０の形状、ブレードシュラウドセグメント２４のサイズ、ブレードシュラウドを形成するセグメントの数、ブレードシュラウドを持つブレードシュラウドセグメント２４のセグメントの位置、又は同種のものに依存しうるブレードシュラウドセグメント２４の形状に依存しうる。
【００４８】
いくつかの例では、第１のテーパー部分４２の第１のテーパー角度β１は、第１の傾斜部分３８ａの第１の角度α１と（例えば、中央部分３６に対して）実質的に同じでありうる。第２のテーパー部分４４の第２のテーパー角度β２は、第２の傾斜部分３８ｂの第２の角度α２と（例えば、中央部分３６に対して）実質的に同じでありうる。したがって、いくつかのそのような例では、第１のテーパー角度β１は約１°〜約３０°でありうる。第２のテーパー角度β２は約１°〜約３０°でありうる。いくつかの例では、第１のテーパー角度β１及び第２のテーパー角度β２の一方又は両方は、約１５°〜約３０°でありうる。
【００４９】
他の例では、テーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層４０は、比較的非曲線の外面を形成しうる。例えば、場合によっては、基材は比較的曲線状の面を有し（例えば傾斜部分がない）、テーパーがつけられたアブレイダブルコーティングはテーパーがつけられた外面を有しうる。
【００５０】
図３Ａは、基材６２及びテーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層７０を含む別の例示的なブレードシュラウドセグメント６０の拡大断面図を示す概念図である。図３Ｂは、図３Ａの例示的なブレードシュラウドセグメント６０及びブレード２６を含むシステム８０の拡大断面図を示す概念図である。
【００５１】
基材６２は、図２Ａ及び図２Ｂの基材３０と実質的に同じでありうる。例えば、基材６２は前縁６４及び後縁６６を含む。くわえて、基材６２は、上記の基材３０に関して説明した材料のいずれかを含みうる。しかし、図３Ａ及び図３Ｂの例では、基材６２はいかなる傾斜部分も含まない。このようにして、基材６２は、前縁６４から後縁６６まで（例えば、ガスタービンエンジンの円柱形シュラウドのセグメントとして）実質的に曲線状の面６８を形成しうる。
【００５２】
ブレードシュラウドセグメント６０はまた、中間コーティング４８及びテーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層７０を含む。中間コーティング４８は、図２Ａ及び図２Ｂに関して説明したものと同一又は実質的に同一でありうる。上記の層の任意の１つ又は複数を含みうる。テーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層７０は、実質的にテーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層４０と実質的に類似しうるが、テーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層４０に関して説明したように、（例えば円柱形シュラウドのセグメントとして）比較的曲線状の外面を形成しない可能性がある。
【００５３】
例えば、基材６２が、実質的に曲線状の面６８又は傾斜部分を含まない他の形状を形成することに起因して、テーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層７０が、前縁６４から後縁６６まで比較的一定の面ではなく、むしろ第１のテーパー部分７２及び第２のテーパー部分７４を含むように、テーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層７０はテーパーがつけられた外面を形成する。したがって、テーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層４０と同様に、テーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層７０は、基材６２の中央部分から基材６２の前縁６４に向かって前縁６４又は後縁６６に対して垂直な方向に実質的に連続的にテーパーがつけられた第１のテーパー部分７２を含み、基材６２の中央部分から後縁６６に向かって前縁６４又は後縁６６に対して垂直な方向に実質的に連続的にテーパーがつけられた第２のテーパー部分７４を含む。いくつかの例では、第１のテーパー部分７２は、約１°〜約３０°又は約１５°〜約３０°の第１テーパー角度β１を形成しうる。第２テーパー部分７４は、約１°〜約３０°又は約１５°〜約３０の第２テーパー角度β２を形成しうる。
【００５４】
このようにして、第１及び第２のテーパー部分７２、７４は、基材６２を過酷な稼働環境から保護するための最小厚さなどの最小厚さを形成できるので、ブレードシュラウドセグメント６０も一定厚さのアブレイダブルコーティングと比べて熱勾配が減少でき、且つブレード摩擦部分７６は、中間コーティング４８及び／又は基材６２がブレード先端５２によって接触されることなく、ブレード先端５２によって摩耗されるのに充分な厚さを形成することができる。いくつかの例では、第１のテーパー部分７２は、少なくとも約０．０７５ｍｍ（約０．００３インチ）などの０ｍｍを超える最小厚さを有することができ、第２のテーパー部分７４は、少なくとも約０．０７５ｍｍ（約０．００３インチ）などの０ｍｍを超える最小厚さを有することができ、ブレード摩擦部分７６は、約０．２５ｍｍ（約０．０１インチ）〜約３ｍｍ（約０．１２インチ）の厚さを有することができる。さらに、ブレードシュラウドセグメント６０は、基材６２の段を含まない。次に、テーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層７０を含むブレードシュラウドセグメント６０は、熱応力が減少し、且つ／若しくはブレードシュラウドセグメント６０全体に応力をより良好に分散でき、より空気力学的であることができ、且つ／又はテーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層７０は、一定の厚さのアブレイダブルコーティング若しくは基材のポケットにアブレイダブルコーティングを含む基材と比べて剥離及び／又は層間剥離しにくい可能性がある。
【００５５】
いくつかの例では、シュラウドの中央部分からシュラウドの前縁、後縁、又はその両方に向までテーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層を含むことにくわえて、又はその代わりに、シュラウド又はブレードトラックは、アブレイダブルコーティング層の中央部分からセグメント間縁部までテーパーがつけられたアブレイダブルコーティングを含みうる。図４Ａは、基材９２及びテーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層１０２を含む別の例示的なブレードシュラウドセグメント９０の拡大断面図を示す概念図である。図４Ｂは、図４Ａの例示的なブレードトラック９０及びブレード２６を含むシステム１１０の拡大断面図を示す概念図である。図４Ａ及び図４Ｂの断面図は、ガスタービンエンジン１０の長手方向の軸線に対して垂直に取られている。すなわち、図４Ａ及び図４Ｂは半径方向断面図（radial cross-sectional views）を示す。ブレードシュラウドセグメント９０は、基材９２及びテーパーがつけられたアブレイダブルコーティング１０２を含む。いくつかの例では、ブレードシュラウドセグメント９０はまた中間コーティング４８を含みうる。基材９２、テーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層１０２、及び中間コーティング４８は、本明細書に記載の違いを除いて、図２Ａ〜図３Ｂに関して本明細書に記載の基材、テーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層、及び中間コーティングと同じ又は実質的に同様でありうる。例えば、基材９２、テーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層１０２、及び中間コーティング４８は、同じ若しくは実質的に同じ材料から、且つ／又は上記と同じ若しくは実質的に同じ技術を用いて形成することができる。いくつかの例では、図４Ａ及び図４Ｂの例は、図２Ａ及び図２Ｂのブレードシュラウドセグメント２４及びシステム５０又は図３Ａ及び図３Ｂのブレードシュラウドセグメント６０及びシステム８０の断面図を示しうる。
【００５６】
基材９２は、セグメント間縁部９４及び反対側の縁部９６を形成する。セグメント間縁部９４は、ガスタービンエンジンのもう一方のブレードシュラウドのセグメントに、例えばブレードの回転方向とは反対の方向に隣接しうる（図４Ｂを参照）。例えば、ガスタービンエンジンは、複数のブレードを囲むブレードシュラウドを形成するために周囲に配置された複数のブレードシュラウドセグメントを含みうる。したがって、場合によっては、反対側の縁部９６は、もう一方のブレードシュラウドのセグメントに隣接しうる（例えば、セグメント間縁部９４と異なるセグメントがブレードの回転方向に隣接している、図４Ｂを参照）。すなわち、ブレード２６の通常の周方向への回転時に、ブレード先端５２は、図４Ｂに示すように矢印Ａの方向に移動するように構成されうる。
【００５７】
テーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層１０２は、テーパー部分１０４及び非テーパー部分１０６を含む。テーパー部分１０４は、基材９２の中央部分からセグメント間縁部９４まで実質的に連続的にテーパーが付けられうる。非テーパー部分１０６は、テーパー部分１０４（例えば基材９２の中央部分）から反対側の縁部９６まで延びうる。このようにして、テーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層１０２は、セグメント間縁部９４と反対側の縁部９６の間に延びうる。
【００５８】
いくつかの例では、基材９２の中央部分からセグメント間縁部９４まで実質的に連続的にテーパーがつけられたテーパー部分１０４を含むテーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層１０２は、テーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層１０２の先端摩擦能力（tip rub capability）を向上させうる。例えば、ブレード２６は矢印Ａの方向に移動し、最初にセグメント間縁部９４の近くでテーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層１０２と係合するので、テーパー部分１０４は、セグメント間縁部９４におけるテーパー部分１０４に起因して、テーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層１０２と徐々に係合するブレード先端５２をもたらす。例えば、ブレードシュラウドの隣接するセグメント間の不一致のためにブレード先端がアブレイダブルコーティング層の突き出ている段に遭遇するのではなく、むしろブレード先端５２は、ブレード２６は周方向に回転するにつれて、一度に少しずつテーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層１０２のテーパー部分１０４と比較的穏やかに係合しうる。したがって、テーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層１０２は、ブレード２６の回転中（すなわち、シュラウド９０の１つのセグメントからシュラウド９０の次のセグメントへの移行中）、ブレード２６への衝撃力を低減することができる。さらに、ブレード先端５２は、より大きな段のアブレイダブルコーティングに遭遇するのではなく、むしろ一度に少しずつテーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層１０２と係合することができるので、テーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層１０２及び／又はブレード先端５２は、一定の厚さのアブレイダブルコーティングを含むシステムと比べて、比較的強引な（aggressive）先端摩擦事象に良好に耐えることができる可能性がある。
【００５９】
いくつかの例では、テーパー部分１０４は、０ｍｍを超える最小厚さ（例えば、少なくとも約０．０７５ｍｍ（約０．００３インチ）を形成しうる。非テーパー部分１０６は、約０．２５ｍｍ（約０．０１インチ）〜約３ｍｍ（約０．１２インチ）の厚さを形成しうる。他の例では、テーパー部分１０４及び／又は非テーパー部分１０６は代替の厚さを形成しうる。
【００６０】
場合によっては、（例えば、基材９２の前縁と後縁の間に延びる軸線に沿って測定される）テーパー部分１０４の幅は、前縁から後縁までの基材９２の幅より狭くてもよい。例えば、場合によっては、テーパー部分１０４の幅は、ほぼブレード先端５２（及びブレード先端５２の任意の潜在的な軸線方向移動）の幅であるか、又はブレード先端５２（及びブレード先端５２の任意の潜在的な軸線方向移動）の幅よりわずかに広い。次に、テーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層１０２は、ブレード先端５２上の漏れの量を低減することができる。さらに、基材９２にテーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層１０２を塗布するのに溶射技術が用いられる例では、基材９２にコーティング層を塗布する間に、テーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層１０２を形成するためのコーティング材料が少なくて済む。
【００６１】
１つのテーパー部分１０４のみを含むテーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層１０２として示されているが、他の場合では、テーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層１０２は、基材９２の中央部分から反対側の縁部９４まで実質的に連続的にテーパーがつけられた追加のテーパー部分を含みうる。いくつかのそのような例では、基材９２は、（例えば、図２Ａ及び図２Ｂの基材３０と同様に）中央部分から反対側の縁部９４まで中央部分に対して傾斜した傾斜部分を含みうる。
【００６２】
いくつかの例では、基材は、３つ以上のテーパー部分を含むテーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層を含みうる。例えば、テーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層は、図５に示されるように、基材の中央部分から基材の前縁に向かって、基材の中央部分から基材の後縁に向かって、基材の中央部分から基材のセグメント間縁部に向かってテーパーがつけられうる。
【００６３】
図５は、３つのテーパー部分を含むテーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層１２２を含む例示的なシステム１２０の上面図を示す概念図である。いくつかの例では、テーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層１２２は、図３Ａ及び図３Ｂのテーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層７０と、図４Ａ及び図４Ｂのテーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層１０２の組み合わせでありうる。例えば、テーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層１２２は、基材の中央部分（図示せず）から前縁６４まで実質的に連続的にテーパーがつけられた第１のテーパー部分７２、中央部分から後縁６６まで実質的に連続的にテーパーがつけられた第２のテーパー部分７４、及び中央部分からセグメント間縁部９４まで実質的に連続的にテーパーがつけられた第３のテーパー部分１０４を含む。基材の中央部分は、前縁６４と、後縁６６、セグメント間縁部９４、反対側の縁部９６の間に延びうる。
【００６４】
次に、３つのテーパー部分７２、７４、及び１０４を含むテーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層１２２は、基材にわたる温度勾配を減少させ、テーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層１２２を含む物品への応力を減少させ、テーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層１２２のブレード摩擦能力を向上しうる。さらに、テーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層１２２は、一定の厚さのアブレイダブルコーティングと比べて、テーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層１２２を形成するのに必要なコーティング材料が少なくてよい。
【００６５】
いくつかの例では、テーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層１２２は、４つ以上のテーパー部分を含みうる。例えば、テーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層１２２は、基材の中央部分から基材の反対側の縁部９６まで実質的に連続的にテーパーがつけられた第４のテーパー部を含みうる。追加的に又は代替的に、テーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層１２２は、図３Ａ及び図３Ｂのテーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層７０と図４Ａ及び図４Ｂのテーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層１０２の組み合わせの代わりに、図２Ａ及び図２Ｂのテーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層４０と図４Ａ及び図４Ｂのテーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層１０２の組み合わせ、又は本明細書に記載のその他のテーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層でありうる。
【００６６】
図６は、テーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層を含むブレードトラック又はブレードシュラウドを形成するための例示的な技術を示す流れ図である。図６の技術は、図３Ａのブレードシュラウドセグメント６０に関して記載することになる。しかし、他の例では、図６の技術は、例えば、図２Ａのブレードシュラウドセグメント２４などの、図３Ａのブレードシュラウドセグメント６０以外の物品を形成するのに使用されてもよい。さらに他の例では、本明細書に記載のテーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層を形成するのに追加又は代替の技術が使用されてもよい。
【００６７】
図６の技術は、所望の幾何学形状を持つ基材６２を得ること（１３０）を含みうる。例えば、場合によっては、前縁６４から後縁６６まで実質的に曲線状の面を持つ基材６２が得られうる。他の例では、平面、円錐形、円錐形の一部などの他の面形状が得られうる。さらに他の場合では、１つ以上の傾斜部分（例えば、図２Ａの例にあるような第１及び／又は第２の傾斜部分３８ａ、３８ｂ）を含む基材が得られうる。いくつかの例では、所望の幾何学形状を持つ基材６２を得ることは、所望の幾何学形状を持つ基材６２を製造することを含みうる。例えば、基材６２は、前縁６４から後縁６６まで実質的に曲線状の面を形成するように製造されうる。同様に、基材は１つ以上の傾斜部分を形成するように製造されうる。いくつかのそのような例では、基材は所望の端部形状に製造されうる。他の例では、基材は、基材内に１つ以上の傾斜部分を形成するように機械加工されうる。
【００６８】
いくつかの例では、図６の技術は、基材６２に中間コーティング４８を塗布すること（１３２）を任意選択で含む。いくつかの例では、中間コーティング４８を基材６２に塗布することは、ボンドコート、ＥＢＣ層、ＴＢＣ層、又はＣＭＡＳ耐性層のうちの少なくとも１つを基材６２に塗布することを含む。中間コーティング４８は、任意の好適な技術を用いて基材６２に塗布することができる。例えば、中間コーティング４８は、溶射、例えば、エアプラズマ溶射、ＨＶＯＦ溶射、低蒸気プラズマ溶射、懸濁プラズマ溶射、ＰＶＤ、例えば、ＥＢ−ＰＶＤ、ＤＶＤ、若しくは陰極アーク蒸着、ＣＶＤ、スラリー法蒸着、ゾルゲル法蒸着、電気泳動蒸着、又は同種のものによって基材６２に塗布することができる。他の例では、中間コーティング４８は、追加又は代替の技術を用いて基材６２に塗布することができる。
【００６９】
図６の技術は、テーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層７０を基材６２に塗布すること（１３４）をさらに含む。中間コーティング４８と同様に、テーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層７０は、例えば、溶射、例えば、エアプラズマ溶射、ＨＶＯＦ溶射、低蒸気プラズマ溶射、懸濁プラズマ溶射、ＰＶＤ、例えば、ＥＢ−ＰＶＤ、ＤＶＤ、若しくは陰極アーク蒸着、ＣＶＤ、スラリー法蒸着、ゾルゲル法蒸着、電気泳動蒸着、又は同種のものなどの任意の好適な技術を用いて基材６２に塗布することができる。いくつかの例では、テーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層７０を基材６２に塗布するために、基材６２の幾何学形状、ブレード摩擦部分７６の目標厚さ、第１のテーパー部分７２及び／若しくは第２のテーパー部分７４の最小厚さ、第３及び／若しくは第４のテーパー角度β３、β４、又は同種のものが考慮されうる。例えば、溶射技術（例えば、コーティングパスの数、コーティング装置の速度、又は同種のもの）は、基材６２の幾何学的形状、ブレード摩擦部分７６の目標厚さ、第１のテーパー部分７２及び／若しくは第２のテーパー部分７４の最小厚さ、又は第３及び／若しくは第４のテーパー角β３、β４のうちの１つ又は複数に基づいて定義することができる。
【００７０】
図７は、テーパーがつけられたアブレイダブル層を基材に塗布する例示的な技術を示す流れ図である。図７の技術は、図３Ａのブレードシュラウドセグメント６０に関して記載することになる。しかし、他の例では、図７の技術は、例えば、図２Ａのブレードシュラウドセグメント２４などの、図３Ａのブレードシュラウドセグメント６０以外の物品を形成するのに使用されてもよい。さらに他の例では、本明細書に記載のテーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層を形成するのに追加の又は代替の技術が使用されてもよい。
【００７１】
図７に示した技術は、コンピューティングシステムによって、基材６２の幾何学形状を受け取ること（１４０）を含む。いくつかの例では、コンピューティングシステムは、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、ワークステーション、サーバ、メインフレーム、クラウドコンピューティングシステム、ロボットコントローラ、又は同種のものを含みうる。コンピューティングシステムは、例えば、コーティングされる物品を固定するためのステージ及びマウント、物品の面幾何学形状を測定するための測定装置、及び／又はコーティングを施すためのコーティング装置を含むコーティングシステムの動作を制御するように構成されうる。コンピューティング装置は、それぞれの有線及び／又は無線通信接続、例えば、イーサネット若しくは他のネットワーク接続、ＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４、又は同種のものなどのネットワークリンクを使用して、ステージ、マウント、測定装置、及び／又はコーティング装置に通信可能に接続されうる。
【００７２】
いくつかの例では、基材６２の幾何学形状は、前縁６４から後縁６６までの実質的に曲線状の面を含みうる。他の例では、基材６２の幾何学形状は、（例えば図２Ａ及び図２Ｂに示されるように）１つ又は複数の傾斜部分を含みうる。いくつかの例では、基材６２の幾何学形状を受け取ることは、コンピューティング装置によって、測定装置から基材６２の三次元面幾何学形状（例えば幾何学形状）を表すデータを決定することを含みうる。例えば、測定装置は、例えば、機械式、光学式、レーザー、若しくは同種のものでありうるＣＭＭプローブを含む三次元測定機、構造化光三次元スキャナー、別の非接触光学式測定装置、デジタル画像相関、写真測量法、又は同種のものを含みうる。このように、幾何学的形状は、基材６２の面（例えば、実質的に曲線状の面６８）の複数の位置の三次元座標を含みうる。
【００７３】
基材６２の幾何学形状を表すデータを受け取った後、図７の技術は、コンピューティング装置によって、基材６２に塗布されるテーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層７０の少なくとも一部の目標厚さを決定すること（１４２）を含む。例えば、コンピューティング装置は、ブレード摩擦部分７６の目標厚さ、第１のテーパー部分７２の最小厚さ、又は第２のテーパー部分７４の最小厚さのうちの１つ又は複数を決定することができる。上記のように、ブレード摩擦部分７６の目標厚さは、ブレード２６の回転中にブレード先端５２が中間コーティング４８及び／又は基材６２に接触又は摩耗しないような厚さを含みうる。
【００７４】
テーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層７０の少なくとも一部の目標厚さを決定した後、図７の技術は、目標厚さを達成するために、コンピューティング装置によって、コーティング装置のパスの数、コーティング装置が基材６２の面上を移動することになる速度、又はその両方を決定すること（１４４）を含む。
【００７５】
いくつかの例では、パスの数及び／又は速度は、所定のテンプレートコーティングプログラムに基づきうる。いくつかの例では、所定のテンプレートプログラムはコーティング方法のパラメータを定めることができ、実験的に検証することができる。いくつかの例では、これらのパラメータの各々は固定されてもよく、基材６２に対するパスの数及び／又はコーティング装置の速度のみがコンピューティング装置によって変更されてもよい。いくつかのそのような例では、所定のテンプレートプログラムは複数のサブルーチンを含むことができ、コンピューティング装置は基材６２の面の各位置についてコーティングデバイスのパスのそれぞれの数（例えば、所定のテンプレートプログラムのそれぞれ各サブルーチンが実行（executed）又は実行（performed）されるべきそれぞれの数）を決定することができる。一例として、コーティングパスの数は、第１のテーパー部分７２又は第２のテーパー部分７４の幅を５で除算し、次いで４０をその数で除算することによって決定することができる。例えば、第１のテーパー部分７２が２５ｍｍの幅を有する場合、８回のコーティングパスが、アブレイダブルコーティング層７０の目標厚さを達成するのに用いられうる（例えば、２５／５＝５、４０／５＝８回のコーティングパス）。
【００７６】
追加的又は代替的に、コンピューティング装置は、基材６２の面のそれぞれの位置ごとに基材６２に対するコーティング装置の速度（例えば、コーティング装置のそれぞれのサブルーチンごとのそれぞれの速度）を決定することができる。このようにして、いくつかの例では、テーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層７０を塗布してブレード摩擦部分７６などの少なくとも一部分の目標厚さを達成するためのコーティングプログラムを決定するために、図７の技術は、コンピューティング装置によって、基材６２の面の各位置に対するコーティング装置のパスの数、基材６２の面の各位置に対するコーティング装置の速度、又はその両方を決定することを含むことができる。
【００７７】
いくつかの例では、第１のテーパー部分７２、第２のテーパー部分７４、及びブレード摩擦部分７６を含むテーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層７０を塗布するためのコーティングプログラムは、目標厚さが達成されるまで、コーティング施行中に複数のコーティングパスの次のコーティングパスの各幅が減少できる技術（例えばコーティングパス減少技術（coating pass reduction technique））を含みうる。例えば、基材６２の幅（例えば、前縁６２から後縁６４まで）が決定されうる。いくつかの例では、基材６２の幾何学的形状が決定されるときに、基材６２の幅が決定されうる。他の例では、基材６２の幅は異なる時点で決定されうる。
【００７８】
次に、コーティングパス減少幅は、（例えばブレード摩擦部分７６の）テーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層７０の目標厚さ並びにコーティングパスの数及び／又はコーティング装置の速度に基づいて選択することができる。場合によっては、追加のパラメータが、コーティングパス減少幅を選択するのに使用されることがある。例えば、ブレード摩擦部分７６、第１のテーパー部分７２、及び／若しくは第２のテーパー部分７４の幅、第１及び／若しくは第２のテーパー部分７２、７４の最小厚さ、又は同種のものが、コーティングパス減少幅を選択するのに使用されうる。いくつかの例では、コーティングパス減少幅は約５ｍｍでありうる。場合によっては、コーティングパス減少幅は異なる幅であってもよい。例えば、コーティングパス減少幅は、第１のテーパー部分７２及び／又は第２のテーパー部分７４の長さに基づいて決定されうる。
【００７９】
このようにして、コーティングプログラムは、基材６２上の初期位置から基材６２上の終端位置までテーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層７０の第１のコーティングパスを塗布することを含むことができる。例えば、初期位置は前縁６４を含むことができ、終端位置は後縁６６を含むことができる。第２のコーティングパスは、基材６２上の次の初期位置から基材６２上の次の終端位置まで基材６２に施すことができる。次の初期位置は、前の初期位置（例えば上記初期位置）から終端位置に向かう方向におけるコーティングパス減少幅の距離でありうる。同様に、次の終端位置は、前の終端位置（例えば上記終端位置）から初期位置に向かう方向におけるコーティングパス減少幅の距離でありうる。追加のコーティングパスは、テーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層７０の部分の目標厚さが達成されるまで、同様の方法で基材６２に施すことができる。例えば、各コーティングパスの次の各初期位置は、前のコーティングパスの前の初期位置と比べて、概ね終端位置により近いコーティングパス減少幅でありうる。同様に、各コーティングパスの後続の各終端位置は、前のコーティングパスの前の終端位置と比べて、概ね初期位置により近いコーティングパス減少幅でありうる。いくつかの例では、目標厚さが達成されると、１つ又は複数の追加のコーティングパスを基材６２に塗布することができる。例えば、ブレード摩擦部分７６の幅を有する複数のコーティングパスは、ブレード摩擦部分７６が、テーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層７０の実質的に一定の厚さの部分を形成するように基材６２に塗布することができる。
【００８０】
いくつかの例では、次の初期位置又は次の終端位置のうちの１つのみが、コーティングパス減少幅によって調整されうる。例えば、テーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層７０が１つのテーパー部分（例えば図４Ａ及び図４Ｂのテーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層１０２）のみを含む例では、コーティングパス減少技術を含むコーティングプログラムを使用して１つのテーパー部分のみが形成されればよい。
【００８１】
さらに、場合によっては、その後の各コーティングパスがコーティングパス幅によって調整することができない。例えば、場合によっては、コーティングパスの幅は、３、５、８、１０、又は２０回のコーティングパスごとにコーティングパス減少幅によって調整されうる。追加的に又は代替的に、コーティングプログラムは、コーティングプログラム全体にわたって（例えば、テーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層７０を形成するように複数のコーティングパスにわたって）、同じ間隔で、同一のコーティングパス減少幅又は同種のものによってコーティングパス幅を調整することができない。
【００８２】
図７の技術は、テーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層７０を基材６２に塗布すること（１４６）をさらに含む。例えば、テーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層７０を基材６２に塗布することは、決められたパスの数及び／又はコーティング装置の速度を用いてテーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層７０を基材に塗布して目標厚さを達成するようにコーティング装置を制御することを含みうる。別の例として、テーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層７０は、例えば本明細書に記載のコーティングパス減少技術を含むコーティングプログラムなどのコーティングプログラムを使用して基材６２に塗布することができる。いくつかの例では、テーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層７０を基材６２に塗布することは、テーパー状アブレイダブルコーティング層７０を形成するためのコーティング材料が少なくて済むこと、塗布したコーティングの縁部の不連続性に対する感度を下げること、ブレードシュラウドセグメント６０に対する応力を減少させること、コーティング材（例えば、無駄になるコーティング材）の過剰溶射を減らすこと、又は同種のものの可能性がある。
【００８３】
さらに別の例として、場合によっては、テーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層７０は、前縁６４から後縁６６までの目標厚さ以上の厚さを（例えば、比較的一定の厚さで）有する基材６２に塗布でき、次いで、塗布されたコーティングを機械加工して、少なくとも１つのテーパー部分（例えば、第１のテーパー部分７２及び／又は第２のテーパー部分７４）を形成することができる。いくつかの例では、層を機械加工することなく（又は層を実質的に機械加工することなく）テーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層７０を塗布することは、より安価であり、テーパー状アブレイダブルコーティング層７０を形成するためのコーティング材を無駄にせず、且つ／又はテーパーがつけられたアブレイダブルコーティング層７０、６０における残留応力を少なくすることができる。
【００８４】
様々な例が説明されている。それらの例及び他の例は、以下の特許請求の範囲の範囲内にある。
【図１】
2019203497.tif 000003
【図２Ａ】
2019203497.tif 000004
【図２Ｂ】
2019203497.tif 000005
【図３Ａ】
2019203497.tif 000006
【図３Ｂ】
2019203497.tif 000007
【図４Ａ】
2019203497.tif 000008
【図４Ｂ】
2019203497.tif 000009
【図５】
2019203497.tif 000010
【図６】
2019203497.tif 000011
【図７】
2019203497.tif 000012
【外国語明細書】
2019203497000001.pdf