(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービンエンジン製品であって、
超合金基体と、
上記超合金基体の表面上に連続母材層を形成する結合剤によって上記超合金基体の表面に結合した合金からなる乱流発生材料であって、該乱流発生材料が上記結合剤の連続母材層中に埋め込まれていて、超合金基体の表面から突出して複数の突起を形成している乱流発生材料と
を含む製品。
【請求項２】
前記結合剤がろう合金からなる、請求項１記載の製品。
【請求項３】
前記合金がニッケル、コバルト、アルミニウム、クロム、ケイ素、鉄及び銅からなる群から選択される少なくとも１種の元素を含む、請求項１又は請求項２記載の製品。
【請求項４】
前記合金が式ＭＣｒＡｌＹ（式中、Ｍは鉄、ニッケル及びコバルトからなる群から選択される少なくとも１種の物質である）で表わされる組成を有する、請求項３記載の製品。
【請求項５】
前記超合金基体がニッケル基又はコバルト基超合金からなる、請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の製品。
【請求項６】
前記結合剤が、ニッケル、コバルト、鉄、貴金属及びそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも１種の金属を含むろう合金からなる、請求項１記載の製品。
【請求項７】
前記ろう合金がその融点を低下させるための成分をさらに含む、請求項６記載の製品。
【請求項８】
前記乱流発生材料が１２５〜４０００ミクロンの範囲内の平均粒度を有する、請求項１乃至請求項７のいずれか１項記載の製品。
【請求項９】
当該製品が燃焼器ライナ、燃焼器ドーム、静翼、ノズル、動翼、シュラウド、羽根及びシュラウド隙間調節部品からなる群から選択される部品である、請求項１乃至請求項８のいずれか１項記載の製品。
【請求項１０】
前記タービンエンジン製品が超合金からなり、かつ燃焼器ライナ、燃焼器ドーム、静翼、ノズル、動翼、シュラウド及び羽根からなる群から選択される請求項９記載の製品。
【請求項１１】
前記タービンエンジン製品がシュラウド隙間調節部品である請求項９記載の製品。
【請求項１２】
前記シュラウド隙間調節部品がフランジ、ケーシング及びリングからなる群から選択される請求項１１記載の製品。
【請求項１３】
超合金基体の表面上に乱流発生構造を設ける方法であって、当該方法が、
超合金基体の表面上に、ろう合金と乱流発生材料からなる層を設ける工程と、
上記超合金基体の表面上に上記層を融着させ、もってろう合金を溶融して乱流発生材料を超合金基体に結合させる工程と
を含み、上記層が、（Ｉ）（ａ）ろう合金と結合剤とを含む未焼結ろう材テープ及び（ｂ）ろう合金箔からなる群から選択される自立ろう付けシートの表面に平均粒度１２５〜４０００ミクロンの乱流発生材料を表面に配したもの、又は（ＩＩ）平均粒度１２５〜４０００ミクロンの乱流発生材料とろう合金粉末とを含むスラリーを超合金基体の表面に塗布したものからなる、方法。
【請求項１４】
前記乱流発生材料がニッケル、コバルト、アルミニウム、クロム、ケイ素、鉄及び銅からなる群から選択される少なくとも１種の元素からなる、請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
前記ろう合金が、ニッケル、コバルト、鉄、貴金属及びそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも１種の金属を含む、請求項１３又は請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
前記乱流発生材料が１８０〜２０５０ミクロンの範囲内の平均粒度を有する、請求項１３乃至請求項１５のいずれか１項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術の分野】
本発明は、タービンエンジンにおいて使用される金属部品のごとき、表面の突起を要求する製品に関するものである。一部の実施形態においては、本発明は特に製品の様々な表面上における伝熱特性を向上させるための改良された技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
タービンエンジン部品の温度を限界レベル以下に維持するため、様々な技術が考案されてきた。例えば、エンジン圧縮機からの冷却用空気が部品内に導かれ、１以上の部品表面に沿って流されることがよくある。燃焼から生じる高温ガスに対して直接には暴露されないエンジン部品の表面に当てられる場合、かかる気流は当業界において「背面気流」と呼ばれる。熱伝達を向上させるため、背面気流と共に「タービュレータ(turbulator)」が使用されてきた。タービュレータは部品の表面の特定部分上に設けられた突起又は「こぶ」であって、これらは該表面に沿って流される冷却剤の使用に際して熱伝達を増加させるために役立つ。
【０００３】
一般に、タービュレータは鋳造によって形成される。しかしながら、部品の特定領域に乱流発生構造を付与するために鋳造を使用することは容易でない。例えば、タービンエンジン部品のある部分に突起を鋳造することは極めて困難である。このような部分とは、例えば、内部のキャビティの特定部分、溶融金属の流れが制限される部位、及び製造時に鋳型部分同士が分離している領域である。また、タービン部品の外面の一部（例えば、エンジンノズルの外部プラットホーム）に乱流発生構造を設けることが困難な場合もある。
【０００４】
場合によっては、エンジンの使用中にエンジン部品の表面上の乱流発生構造を補修又は変更しなければならないことがある。また、場合によっては、部品内の特定の部位における伝熱効率及び冷却効率を向上させるため、使用中又は補修中にエンジン部品に乱流発生構造を追加する必要が生じることもある。乱流発生構造の追加及び補修は、鋳造方法によって達成することはできない。
【０００５】
既に形成された部品に乱流発生構造を付与するための公知技術の一例は、基体の表面上に乱流発生構造をワイヤ溶射することである。この種の乱流発生構造に付随する欠点は被膜の酸化であって、これは伝熱効率を低下させる。激しい酸化の場合には、被膜の剥落が起こり、その結果熱伝達に関する利益が完全に失われることもある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
各種の金属基体に乱流発生構造を付与するための新たな方法は、当業界において歓迎されるはずである。すなわち、キャビティ内に位置する表面及び容易に接近し得ないその他任意の表面上に乱流発生構造を設けることのできる方法が要望されている。また、様々なサイズ及び形状の突起を様々なパターンで形成し得る方法も要望されている。更にまた、表面上に乱流発生構造を有すると共に、望ましい伝熱特性及び耐久性を有する製品も要望されている。
【０００７】
【発明の概要】
本発明の一つの実施形態に従えば、基体の一表面上にろう合金と乱流発生材料とから成る層を設置する工程と、基体の表面上に該層を融着させる工程とを含む結果、ろう合金によって乱流発生材料が基体に結合されることを特徴とする、基体の一表面上に乱流発生構造を設ける方法が提供される。上記の材料層は、ろう付けシート及びスラリーを始めとする様々な形態で基体上に設置することができる。更にまた、上記の基体は超合金基体のごとき金属基体であり得る。本発明の別の実施形態に従えば、基体と、ろう合金によって該基体の一表面に結合された乱流発生材料とから成ることを特徴とする製品が提供される。更に別の実施形態に従えば、特定の粒度を有する乱流発生材料が結合された基体から成る製品が提供される。その他の実施形態としては、乱流発生材料を含むろう付けシート及びスラリーが挙げられる。
【０００８】
【好ましい実施の形態】
本発明は任意の金属材料又は合金と共に使用することができるが、通例は例えば１０００℃を越える高温環境用として設計された耐熱合金と共に使用される。ここで言う「金属を基材とする」という用語は、主として金属又は合金で作製された基体を指す。ある種の耐熱合金は、コバルト基、ニッケル基及び鉄基合金を含む「超合金」である。一つの実施形態においては、超合金はニッケル基又はコバルト基超合金であるが、この場合にはニッケル又はコバルトが最大の重量比率を占めるただ１種の元素である。ニッケル基超合金は、例えば、少なくとも約４０重量％のＮｉと共に、コバルト、クロム、アルミニウム、タングステン、モリブデン、チタン及び鉄から成る群から選択される少なくとも１種の成分を含んでいる。ニッケル基超合金の実例としては、インコネル(Inconel) （登録商標）、ニモニック(Nimonic) （登録商標）、レーン(Rene)（登録商標）（例えば、レーン８０、レーン９５、レーン１４２及びレーンＮ５合金）及びユーディメット(Udimet)の商品名で呼ばれるものが挙げられる。その中には、方向性凝固超合金及び単結晶超合金が含まれる。コバルト基超合金は、例えば、少なくとも約３０重量％のＣｏと共に、ニッケル、クロム、アルミニウム、タングステン、モリブデン、チタン及び鉄から成る群から選択される少なくとも１種の成分を含んでいる。コバルト基超合金の実例としては、ヘーネス(Haynes)（登録商標）、ノズアロイ(Nozzaloy)（登録商標）、ステライト(Stellite)（登録商標）及びアルティメット(Ultimet) （登録商標）の商品名で呼ばれるものが挙げられる。
【０００９】
基体の種類は広範囲にわたって変化し得るが、多くの場合、それは超合金で作製されたタービンエンジン部品（例えば、燃焼器ライナ、燃焼器ドーム、静翼、動翼、ノズル又は羽根）から成っている。その他の基体としては、タービンエンジンの高圧段以外の領域（例えば、シュラウド隙間調節領域）で使用されるタービン部品（例えば、フランジ、ケーシング及びリング）が挙げられる。かかる部品がより低温の環境に暴露されることを考えると、これらの部品は超合金で作製されていなくてもよい。かかる部品用の典型的な合金としては、インコネル(Inconel) （登録商標）７１８、インコネル(Inconel) （登録商標）９００系列、及びワスパロイ(Waspalyo)（登録商標）が挙げられる。
【００１０】
本発明の実施形態に従えば、少なくともろう合金成分と乱流発生材料とを含む材料層を使用することにより、基体（特に超合金基体）の一表面上に乱流発生構造が設けられる。ここで言う「材料層」とは、単一の層又は互いに積層された複数の独立したサブレヤーを意味している。かかる材料層は、内部に離散相を分散させた母材相及びサブレヤーによって規定された複数の相を始めとする複数の相を有し得る。かかる材料層は、（例えば、ろう付けシートの場合のように）自立したシートから成ることもあれば、あるいは少なくとも乱流発生材料及びろう合金成分を含有するスラリーから成ることもある。ここで言う「乱流発生材料」とは、基体に融着された場合、基体の表面から突出した複数の突起を形成するような材料である。かかる複数の突起は協力して「乱流発生構造」を規定するが、これは処理済みの基体を通しての熱伝達を増加させるために有効な粗面としての外観を有している。本発明のある種の実施形態に従えば、乱流発生材料は基体に結合された離散粒子から構成された粒子相から成っている。かかる離散粒子の粒子相は、ある種の実施形態に関連して以下に詳細に記載される粗大な粉末から形成することができる。
【００１１】
本発明の一つの実施形態に従えば、材料層はろう付けシート（特に未焼結ろう材テープ）である。かかるテープは商業的に入手することができる。一つの実施形態に従えば、水又は有機液体のごとき液体媒質中に金属粉末及び結合剤を懸濁して成るスラリーから未焼結ろう材テープが形成される。液体媒質は結合剤用の溶媒として機能し得る。金属粉末は、しばしば「ろう合金」と呼ばれる。
【００１２】
ろう合金の組成は、基体の組成に類似していることが好ましい。例えば、基体がニッケル基超合金である場合、ろう合金は類似のニッケル基超合金組成物を含有し得る。他方、コバルト基超合金に対してはニッケル基ろう合金又はコバルト基ろう合金が通例使用される。ニッケル基又はコバルト基組成物は、一般に、ニッケル又はコバルトが組成物中において最大の比率を占めるただ１種の元素であるような組成物を意味する。ろう合金組成物はまた、ケイ素、ホウ素、リン又はそれらの混合物をも含有し得るが、それらは融点降下剤として役立つ。その他の種類のろう合金、例えば銀、金、パラジウム又はそれらの混合物と共にその他の金属（例えば、銅、マンガン、ニッケル、クロム、ケイ素及びホウ素）を含有する貴金属組成物も使用し得ることに注意されたい。かかるろう合金元素の少なくとも１種を含む混合物も使用可能である。ろう合金の実例としては、重量百分率で表わして、２．９％のホウ素、９２．６％のニッケル、及び４．５％のスズから成るもの、３．０％のホウ素、７．０％のクロム、３．０％の鉄、８３．０％のニッケル、及び４．０％のケイ素から成るもの、１９．０％のクロム、７１．０％のニッケル、及び１０．０％のケイ素から成るもの、並びに１．８％のホウ素、９４．７％のニッケル、及び３．５％のケイ素から成るものが挙げられる。
【００１３】
未焼結ろう材テープを形成するためのスラリー中における結合剤としては、一般に各種の物質が使用される。非制限的な実例としては、ポリエチレンオキシドや各種のアクリル系樹脂のごとき水性有機材料が挙げられる。また、溶剤型の結合剤も使用することができる。粘度を調整するため、その他の有機溶剤（例えば、アセトン、トルエン又は各種キシレン類）をスラリーに添加することもできる。
【００１４】
かかるスラリーは、通例、除去可能な支持シート〔例えば、マイラ(Mylar) （登録商標）のごとき材料から成るプラスチックシート〕上にテープ注型される。テープ注型のためには、ドクタブレードを使用することができる。次いで、スラリー中の揮発性物質の実質的に全てが蒸発させられる。こうして得られたろう材テープは、通例約１〜約２５０ミクロンの範囲内の厚さを有し、また好ましくは約２５〜約１２５ミクロンの範囲内の厚さを有する。
【００１５】
上記のごときろう合金及び結合剤を含有するろう材テープは、商業的に入手することができる。商品の実例は、ズルツァー・メトコ社(Sulzer Metco)から入手し得るアムドライ(Amdry) 系列のろう材テープである。銘柄の一例としては、アムドライ（登録商標）１００が挙げられる。
【００１６】
未焼結ろう材テープに付加される乱流発生材料は、通例、処理部品の熱伝達を増加させるために役立つ突起を形成するのに十分な粒度を持った粒子から成る粗大な粉末である。多くの実施形態においては、粒子の粒度は主として突起によって規定される所望の表面粗さ及び表面積（並びにその結果としての熱伝達の程度）によって決定される。本発明においては、表面粗さは光学的プロフィルメトリーによって測定された指定領域内の中心線平均粗さ値（Ｒａ）及び平均山−谷間距離（Ｒｚ）によって特徴づけられる。一つの実施形態に従えば、Ｒａは約０．１ミルより大きくて、例えば約１．０ミルより大きく、また好ましくは約２．０ミルより大きい。同様に、一つの実施形態に従えば、Ｒｚは約１ミルより大きくて、例えば約５ミルより大きい。Ｒｚは通例約１００ミルより小さく、また一層普通には約５０ミルより小さい。ここで言う「粒子」とは、大きいアスペクト比（例えば、１：１より大きいアスペクト比）を有する繊維を含むことがある。一つの実施形態に従えば、乱流発生用粉末の粒子の粒度は約１２５〜約４０００ミクロン（例えば、約１５０〜約２０５０ミクロン）の範囲内にある。好適な実施形態に従えば、粉末粒子の平均粒度は約１８０〜約６００ミクロンの範囲内にある。
【００１７】
乱流発生材料は、しばしば、基体金属ひいてはろう合金に類似した材料から成っている。しかるに、融着操作を通じて乱流発生用粉末が概して無傷のままに保たれるようにするため、乱流発生用粉末はろう合金よりも高い融点又は軟化点を有することがある。通例、乱流発生用粉末はニッケル、コバルト、アルミニウム、クロム、ケイ素、鉄及び銅から成る群から選択される少なくとも１種の元素から成っている。かかる粉末は、断熱被膜（ＴＢＣ）系用の超合金ボンドコート組成物、例えば式ＭＣｒＡｌＹ（式中、Ｍは各種の金属又は金属混合物であって、例えばＦｅ、Ｎｉ又はＣｏであり得る）によって表わされる超合金組成物から成り得る。一般に、ＭＣｒＡｌＹ材料は約１７．０〜２３．０％のクロム、約４．５〜１２．５％のアルミニウム、約０．１〜１．２％のイットリウム、及び残部のＭから成る組成範囲を有している。
【００１８】
とは言え、本発明の重要な利点の１つは、乱流発生材料の組成を変化させることによって基体の特定部分の表面の「化学的性質」を変化させ得ることに関するものであるという事実が強調されるべきである。例えば、乱流発生材料として耐酸化性又は耐食性の合金を使用すれば、それらの望ましい性質を示す乱流発生表面が得られる。別の例を挙げれば、高い熱伝導率を有する材料（例えば、２２８Ｂｔｕ・ｉｎ／ｆｔ2 ・ｈＦ程度の熱伝導率を有するアルミニウム化ニッケル）を使用することにより、熱伝達に影響を与える乱流発生材料の熱伝導率を増大させることができる。
【００１９】
一つの実施形態に従えば、乱流発生材料は約６０Ｂｔｕ・ｉｎ／ｆｔ2 ・ｈＦより大きい熱伝導率、好ましくは約８０Ｂｔｕ・ｉｎ／ｆｔ2 ・ｈＦより大きい熱伝導率（例えば、約１３０Ｂｔｕ・ｉｎ／ｆｔ2 ・ｈＦより大きい熱伝導率）を有する材料から成っている。それに対し、乱流発生構造を形成するための従来の注型技術では突起用として母材金属のみが通例使用され、従って乱流発生表面の特性を選択する際の柔軟性が制限される。
【００２０】
かかる粉末は、各種の技術（例えば、散布、注入、吹込み、ロール付着など）によってランダムに付着させることができる。付着技術の選択は、部分的には所望の突起パターンを得るために所望される粉末粒子の配列状態に依存する。例えば、突起の所望のパターン密度が比較的低い場合には、ふるいを通して一定量ずつの粉末をテープ表面上に散布すればよい。
【００２１】
通例、乱流発生用粉末を付着させるのに先立ち、未焼結ろう材テープの表面には接着剤が付着させられる。後続の融着工程中において完全に揮発し得るものであれば、任意のろう付け用接着剤を使用することができる。接着剤の実例としては、ポリエチレンオキシド及びアクリル系樹脂が挙げられる。ろう付け用接着剤の商品の実例としては、コトロニクス・コーポレーション(Cotronics Corporation) から入手し得る「４Ｂブレーズ・バインダ(4B Braze Binder) 」が挙げられる。かかる接着剤は各種の技術によって付着させることができる。例えば、液状の接着剤は表面に吹付けるか、あるいは塗布すればよい。あるいはまた、３Ｍカンパニー(3M Company)の４６７アドヒーシブ・テープ(467 Adhesive Tape) のごとき両面接着型の薄いマット又はフィルムを使用することもできる。
【００２２】
一つの実施形態に従えば、ろう付けに先立ち、熱伝導率のために最も適した所望の整列状態を得るためにテープ表面上で粉末粒子が移動される。例えば、細長い形状を有する針状の粒子（繊維を含む）は、それらの最大寸法が基体に接触したろう付けシートの表面に対して実質的に垂直に延びるようにして物理的に整列させることができる。粉末の整列は、その他各種の技術によっても行うことができる。例えば、磁気又は静電気発生源を使用することによって所望の整列状態を達成することもできる。更に別の実施形態に従えば、個々の粒子又は粒子塊がろう合金で被覆され、かかる被覆粒子が基体に付着させるための接着剤シート上に配置される。かかる接着剤シートは、融着工程中において実質的に完全に消失するものであれば、任意適宜の接着剤から成り得る。
【００２３】
ある種の実施形態に従えば、乱流発生用粉末はろう付けシートの表面においてパターン化される。パターン化のためには様々な技術が存在する。一つの実施形態に従えば、スクリーン印刷技術により、スクリーンを通して基体表面上に粉末が付着させられる。かかるスクリーンは、突起の所望形状及びサイズに応じて所定のサイズ及び配列状態の開口を有していればよい。別の実施形態に従えば、スクリーンを通してシート上にろう付け用接着剤が塗布される。スクリーンを取除けば、パターン化された接着剤層が得られる。このシートに粉末を付着させれば、それは接着剤を有する領域に密着する。スクリーンの使用により、複数の「粒子塊」を有するパターンを形成することもできる。この場合、スクリーンの開口の間隔に対応したピッチで粒子塊同士が互いに離隔して配置されることになる。余分の粉末は容易に除去することができ、その結果、所望の粒子パターンが残る。別の実施形態に従えば、「クッキーカッタ」技術を使用することができる。それによれば、先ず最初に所望の乱流発生構造パターンを規定するようにろう材テープが切断され、次いで余分のろう材テープが除去される。その後、パターン化されたテープに乱流発生用粉末を付着させればよい。更に別の実施形態に従えば、乱流発生材料の粒子がろう合金で被覆され、かかる被覆粒子が融着工程中に揮発する接着剤シート上に付着させられる。この場合、接着剤シートは融着に先立って乱流発生材料を基体に取付けるための簡単な手段を提供するだけであって、一般に融着後の最終製品においてはいかなる役割も果たさない。
【００２４】
別の実施形態に従えば、既に形成された未焼結ろう材テープの表面上に乱流発生用粉末を付着させるのではなく、未焼結ろう材テープの形成に際し、乱流発生用粉末が未焼結ろう材テープの他の成分（例えば、ろう合金粉末、結合剤及び溶剤）と混合される。この場合、乱流発生用粉末は未焼結ろう材テープ中において分散粒子相を成すことになる。
【００２５】
次に、除去可能な支持シート〔例えば、マイラ（登録商標）裏当て材〕が未焼結ろう材テープから剥離される。次いで、基体（部品）のうちで乱流発生構造が所望される部分にテープが取付けられる。そのためには、例えば接着剤を使用することができる。基体材料にテープを取付けるための接着剤としては、融着工程中に完全に揮発するものであれば、任意適宜のものを使用することができる。
【００２６】
ある種の実施形態においては別の簡単な取付け手段が使用される。未焼結ろう材テープを基体の特定部分上に配置し、次いで結合剤を部分的に溶解して可塑化する溶剤に接触させれば、テープは基体表面に順応して密着することになる。例えば、テープを基体上に配置した後、ろう材テープ上にトルエン、アセトン又はその他の有機溶剤を吹付けるか、あるいは刷毛塗りすればよい。
【００２７】
基体に未焼結ろう材テープを付着させた後、乱流発生材料が基体に融着される。かかる融着工程は、ろう付けや溶接のごとき各種の技術によって実施することができる。一般に、融着はろう付けによって実施されるが、これは金属又は合金溶加材の使用を伴う任意の金属接合方法を含んでいる。従って、ろう材テープ及びろう材箔を「ろう付け」以外の融着方法において使用し得ることも自明のはずである。ろう付け温度は部分的には使用するろう合金の種類に依存するが、通例は約５２５〜約１６５０℃の範囲内にある。ニッケル基ろう合金の場合、ろう付け温度は約８００〜約１２６０℃の範囲内にあるのが通常である。
【００２８】
可能ならば、ろう付けはしばしば真空炉内において実施される。真空度は、部分的にはろう合金の組成に依存する。通常、真空度は約１０-1〜約１０-8torrの範囲内にあって、これは真空室から周囲空気を所望レベルにまで排気することによって達成される。
【００２９】
炉の使用を許さない領域に乱流発生構造を設置する場合、例えば部品自体が大き過ぎて炉内に挿入できない場合には、トーチ又はその他の局部加熱手段を使用することができる。例えば、アルゴン被包ガス又はフラックスを有するトーチをろう付け表面に当てればよい。このような目的のために役立つ特定の加熱技術としては、ガス溶接トーチ（例えば、酸素アセチレン溶接、酸水素溶接、空気アセチレン溶接及び空気水素溶接）、高周波（ＲＦ）溶接、タングステン不活性ガス（ＴＩＧ）溶接、電子ビーム溶接、抵抗溶接、及び赤外線（ＩＲ）ランプの使用が挙げられる。
【００３０】
融着工程により、ろう付けシートは基体に融着される。ろう材が冷却すると、それは基体の表面に冶金的結合を生じ、乱流発生材料は凝固したろう母材の内部に機械的に保持される。
【００３１】
本発明の別の実施形態に従えば、材料層は第１及び第２の表面を持った金属箔の形態を有するろう付けシートから成る。かかる箔は、基体の材料に類似した金属材料、例えば上記の実施形態に関連した記載されたようなろう合金から成っている。すなわち、基体がニッケル基超合金から成る場合、箔材料はニッケル基超合金であり得る。ろう材テープの場合と違って結合剤を含まない箔用のろう合金組成物中には、融点降下剤として役立つケイ素、ホウ素又はそれらの混合物が含有されることがある。その他のろう合金組成物、例えばコバルト又は鉄から成るものや前述のごとき貴金属組成物も好適に使用し得る。かかる箔は、約０．１〜約２５００ミクロンの厚さを有するのが通常であって、好ましくは約２５〜約２００ミクロンの厚さを有する。
【００３２】
かかる箔を作製するためには各種の技術を使用することができる。第１の技術に従えば、除去可能な支持シート上に金属粉末材料と結合剤との混合物がテープ注型される。支持シートを除去した後、残った未焼結シートを（例えば、真空熱処理の使用により）焼結すれば「プレフォーム」箔が得られる。焼結温度は、箔合金の組成、粉末粒子の粒度、及び箔の所望密度のごとき様々な因子に依存する。このような方法は、通例、「テープ注型プレフォーム」技術と呼ばれる。
【００３３】
第２の代替技術に従えば、金属粉末材料が支持シート上に薄い金属層として付着させられる。かかる付着のためには、真空プラズマ溶射、高速酸素燃料（ＨＶＯＦ）溶射及び空気プラズマ（ＡＰ）溶射のごとき各種の溶射技術が通例使用される。その他の付着技術、例えばスパッタリング及び物理蒸着（ＰＶＤ）も使用することができる。次いで支持シートを除去すれば、所望の金属箔が残ることになる。
【００３４】
箔を作製するための第３の技術は、時には非晶質金属リボン技術と呼ばれる。この方法においては、金属粉末材料を融解し、得られた溶融材料を高速ローラ上に注ぐことによってそれが急冷される。急冷された材料はローラからリボンとして射出される。ろう材箔は、ウェスゴー(Wesgo) 社やアライド・シグナル・カンパニー(Allied Signal Company) のごとき様々な供給源から商業的に入手することができる。一般に、ろう材箔が上記の未焼結ろう材テープと異なる点は、乱流発生用粉末を付着させてから基体に融着する以前において箔が焼結済みの高密度状態にあることである。
【００３５】
乱流発生用粉末はろう材箔の第１の表面に付着させられる。かかる粉末は、一般に、未焼結ろう材テープを使用する前述の実施形態に関連して記載された粉末と同じ特性を有している。その場合と同じく、かかる粉末は基体金属ひいてはろう合金に類似した材料から成るのが通常である。すなわち、かかる粉末は通常はニッケル基合金であるが、前述のごとき式ＭＣｒＡｌＹの組成を有していてもよい。かかる粉末を付着させるためには、上記の技術（例えば、溶射又は注型）を使用することができる。
【００３６】
通例、乱流発生用粉末の付着に先立って箔の第２の表面に接着剤が付着させられる。かかる接着剤は、金属箔に密着しかつ後続の融着工程中において完全に揮発するという条件の下で前記に記載されたものの中から選択することができる。かかる接着剤の実例は前記に記載された通りであって、例えばポリエチレンオキシド及び各種のアクリル系樹脂が挙げられる。かかる接着剤を付着させるための技術もまた、前記に記載されたものと同じである。
【００３７】
更にまた、基体表面に関して要求される伝熱特性に基づき、上記のごとくにして粉末粒子を移動させかつ整列させることができる。同様に、各種の技術により、箔の表面上において粉末粒子をパターン化することもできる。
【００３８】
場合によっては、箔を取付ける基体表面が湾曲していることがある。そのような場合には、箔にも同じ湾曲を付与するのが望ましいこともある。比較的薄い箔は、基体の湾曲に整合するよう容易に曲げることができる。厚さのより大きい箔は通常は柔軟でないが、その他の技術によって成形することができる。例えば、基体の所望の湾曲を有する除去可能な支持シートを作製時に使用すればよい。次いで、前述のごとき技術、例えば溶射又は注型（例えば、結合剤を使用しない液体金属注型若しくは結合剤を使用する粉末スラリー注型）により、支持シート上にろう材を設置することができる。更に、やはり前述のごとくにして箔上に乱流発生用粉末を設置することができる。その後、所望の湾曲を有すると共に乱流発生構造を有する支持シートから剥離すればよい。（あるいはまた、支持シートを除去した後、箔上に乱流発生用粉末を設置してもよい。）
乱流発生構造を付与されたろう材箔は、乱流発生構造を設けるべき基体上の部位に適合したサイズに切断される。次いで、かかる箔を基体の該当部分に取付けることができる。例えば、接着剤シート又は接着剤組成物を用いて箔の第１の表面（すなわち、乱流発生用粉末で被覆された表面と反対側の表面）を基体に取付けることができる。融着構造中に完全に揮発するものであれば、基体金属に箔を取付けるために適した任意の接着剤を使用することができる。接着剤の実例は前記に記載された通りである。
【００３９】
あるいはまた、ろう材箔を機械的手段によって取付けることもできる。ある種の好適な実施形態に従えば、幾つかの位置において箔が基体表面に局部的に溶接（スポット溶接）される。そのためには、タングステン不活性ガス（ＴＩＧ）溶接、抵抗溶接、（例えばトーチを用いた）ガス溶接、ＲＦ溶接、電子ビーム溶接及びＩＲランプ法のごとき様々な加熱手段を使用することができる。
【００４０】
次いで、前述のごとくにして基体に箔を融着することができる。この工程においては、ろう付けがしばしば使用される。この場合にも、ろう付け温度は部分的には箔用として使用されるろう合金の種類に依存するが、通例は約５２５〜約１６５０℃の範囲内にある。上記のごときニッケル基超合金の場合には、ろう付け温度は通例約８００〜約１２６０℃の範囲内にある。融着工程においては、前述のごとくにして箔が基体に融着されるが、この工程は真空炉内において実施することができる。あるいはまた、真空炉に対する代替手段として、トーチを用いてろう付けを行うこともできるし、また基体に箔を融着するために役立つその他の加熱手段（例えば、上記のごとき溶接技術）を使用することもできる。
【００４１】
別の実施形態に従えば、基体がスラリー状の材料層で被覆される。すなわち、上記のごとき実施形態と異なり、（未焼結ろう材テープ又はろう材箔の形態を有する）ろう付けシートが使用されない。その代りに、液体媒質、ろう合金粉末及び乱流発生用粉末を含有するスラリーが基体の表面に直接に塗布される。スラリーを乾燥させた後、被覆済みの基体を加熱すれば、ろう材が軟化してフィルムを形成し、それによって乱流発生用粉末が基体に結合される。スラリーは所望に応じて結合剤を含有していてもよく、また液体媒質は結合剤に対する溶媒として機能するものであってもよい。スラリーの乾燥後かつ融着の前に部品の取扱いが必要となる場合（例えば、被覆済みの部品を炉まで輸送する場合）には、結合剤の使用が望ましい。
【００４２】
液体媒質は、水、有機化合物（例えば、アセトン、トルエン又は各種キシレン類）、あるいは水と有機化合物との混合物であり得る。乱流発生用粉末、ろう合金粉末及び結合剤は、上記のごとき材料から成り得る。例えば、乱流発生用粉末は一般にニッケル、コバルト、鉄及び銅から成る群から選択される少なくとも１種を含んでいる。一つの実施形態に従えば、乱流発生用粉末は式ＭＣｒＡｌＹ（式中、ＭはＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏ及びそれらの混合物から成る群から選択される金属である）によって表わされる組成を有する。かかるＭＣｒＡｌＹ材料は、約１７．０〜２３．０％のＣｒ、４．５〜１２．５％のＡｌ、約０．１〜１．２％のＹ、及び残部のＭから成る組成範囲を有している。一つの実施形態においては、ＭはＮｉである。例えば、結合剤としては、ポリエチレンオキシド及び各種のアクリル系樹脂のごとき水性有機材料（又はそれらの混合物）が挙げられる。溶剤型の結合剤も使用することができる。
【００４３】
スラリー自体は、一般に乱流発生用粉末、ろう合金及び結合剤を含有している。ろう合金の量は、乱流発生用粉末の粒子を基体に結合するのに十分となるよう乱流発生用粉末に応じて選定されるのであって、例えば約１〜４０重量％のろう合金及び残部（約６０〜９９重量％）の乱流発生用粉末が使用される。結合剤は、一般に、結合剤の消失体積を最小限に抑えながら取扱いのために十分な未焼結強度を確保するのに十分な量で存在するのであって、その量は例えばスラリーの約１〜２０重量％である。
【００４４】
上記のごとき実施形態においては、融着後の部品構造物は、部品の外面の一部を構成する凝固ろう材フィルムと、該表面から突出した突起とを含んでいる。かかる突起は、一般に離散粒子から構成された粒子相から成っている。かかる粒子は、一般に粒子同士の堆積がほとんど若しくは全く存在しない単層を成して配列されていてもよいし、あるいは一部の粒子が互いに堆積することのある粒子塊を成して配列されていてもよい。このように、融着後、処理済みの部品は内部に粒子相を埋込んだろう合金のフィルムによって規定された外面を有している。ろう合金のフィルムは、連続した母材相を成すことがある。ここで言う「連続した」母材相とは、粒子又は粒子塊の間において、基体の処理表面に沿って途切れずに存在しているフィルムを意味する。あるいはまた、ろう合金のフィルムが連続して存在する代りに、局部的に存在して個々の粒子を基体に結合していることもある。この場合、ろう合金のフィルムは離散した粒子又は粒子塊を取巻く局部的なすみ肉を成して存在している。いずれの場合でも、フィルムの薄い部分が延びて乱流発生用粉末の粒子を全体的又は部分的に被覆していてもよい。
【００４５】
図１は、融着後における本発明の一つの実施形態を示している。図示のごとく、部品２０は「背面」の冷却液が流通する内部のキャビティ２２を有している。上記に記載された技術の１つに従って部品２０の内面を処理することにより、連続母材相を成すろう合金フィルム２４と、乱流発生材料から成る離散粒子相２６とが形成されている。図１において、粒子相の粒子はランダムに配列されているが、上記のごとき所定のパターンに従って配列することもできる。この部分断面図では部品２０が円筒形の形状を有するものとして示されているが、それは例えば現行のタービンエンジンを構成する部品の様々な形状及びサイズのうちの任意のものを有することができる。また、乱流発生構造は部品２０の内面上に示されているが、高温ガスが内部のキャビティを通って流れかつ冷却液が外面に沿って流れるような場合には、それを部品の外側に設けることもできる。
【００４６】
基体を基準として測定された突起の平均高さｈは、一般に乱流発生材料の粒子の平均粒度のオーダーに等しいのであって、例えば約１２５〜約４０００ミクロン又は約１５０〜約２０５０ミクロンの範囲内にある。高さｈはまた、約１８０〜約６００ミクロンの範囲内にあってもよい。基体上に位置するろう合金フィルム２４の厚さは、一般に、基体に対する粒子の十分な付着力を確保しながら、粒子相２６によって提供される十分な表面粗さ及び表面積の増加を確保するように選定される。かかる厚さは約２０〜１００ミクロン程度であって、更に詳しく述べれば３０〜７０ミクロン程度である。一つの実施形態においては、かかる厚さは約５０ミクロンである。ろう合金フィルム２４は主として図１に示されるような薄層を形成するが、それは粒子相２６の個々の粒子を覆う薄い被膜をも形成し得ることに注意されたい。
【００４７】
本発明の別の実施形態に従えば、乱流発生用粉末の個々の離散粒子ではなく、成形型を使用することによってろう付けシート上に突起を形成することもできる。かかる成形型は、突起のサイズ及び形状を複製するために適したくぼみを（それの主面の１つに）有している。かかる成形型は、ゴム（例えば、ＲＴＶコンパウンド）又は任意の合成材料のシートであり得る。あるいはまた、かかる成形型はセラミック材料又は金属材料から形成することもできる。この種の成形型自体は、当業界において公知の技術によって既存の乱流発生表面から作製することができる。
【００４８】
このような実施形態のための成形技術の１つは、「グリーンキャスティング(green casting) 」と呼ばれるものである。この技術に従えば、成形型のくぼみにスラリー材料が充填される。かかるスラリーは、液体媒質、乱流発生用粉末、ろう合金粉末、及び所望に応じて結合剤を含んでいる。液体媒質は結合剤用の溶媒として機能し得るものであって、合金と結合剤との混合を促進するために有効である。かかる液体媒質としては、水、アセトンや芳香族溶剤（例えば、トルエン、イソプロパノール又は各種キシレン類）のごとき有機化合物、及び水と有機化合物との混合物が挙げられる。ろう合金及び乱流発生材料の組成は、前記に記載された通りであればよい。適当な結合剤も他の実施形態に関連して既に記載されているが、例えば水性の有機材料又は溶剤型の結合剤であればよい。
【００４９】
くぼみには、任意適宜の技術（例えば、流し込み又はこて塗り）によってスラリーを充填することができる。時には、適当な時点で成形型からの分離を促進するため、スラリーの充填に先立ってくぼみの表面の全部又は一部に少量の離型剤（例えば、ステアリン酸塩又はシリコーン系材料）が塗布される。
【００５０】
次いで、前述のごとき未焼結ろう材テープ又はろう材箔から成り得るろう付けシートの一表面に接触するようにして充填済みの成形型の開放面が配置される。成形された突起とシートとの間の付着力を向上させるため、シート表面に接着剤層が塗布されていてもよい。その後、成形型をシートから引き剥がすか、あるいは切り離せば、露出した突起が残ることになる。
【００５１】
実施形態として、乱流発生用粉末及びろう合金を充填した成形型の開放面上にろう材テープを「現場形成」することもできる。すなわち、テープ形成用金属粉末、結合剤及び所望に応じて溶媒から成るスラリーを成形型の開放面上に塗布すればよい。スラリー中の揮発性物質が蒸発すれば、未焼結状態のテープが得られる。スラリーを加熱することにより、蒸発速度を高めることもできる。次いで、基体上への設置前又は設置後において、成形型を取除いて突起を露出させればよい。
【００５２】
更に別の実施形態として、成形型（例えば、金型又はセラミック型）の開放面上にろう材箔を「現場形成」することもできる。この実施形態は、前述の技術の１つ〔例えば、溶射技術又は注型技術（この場合は液体金属注型）〕に従って成形型の開放面上に溶融状態の乱流発生材料を付着させることによって実施することができる。成形型のくぼみが充填された後、やはり注型又は溶射技術によって（例えば、厚さ約１２５ミクロンまでの）ろう合金の薄層を成形型上に設置すればよい。（時には、ろう合金の設置に先立って充填済みの成形型の表面が平坦な状態に研削されることもある。）成形型を取除いた後、突起は薄いろう合金シートに固定された状態に保たれる。
【００５３】
成形型のくぼみを充填するためのスラリー中に存在するろう合金の量は、液状のろう合金母材中における乱流発生用粉末の液相焼結を促進するのに十分であると共に、ろう合金の溶融プール中における焼結に際して突起を崩壊させないような量である。ろう合金の量は乱流発生用粉末に応じて選定されるのであって、例えば約１〜４０重量％のろう合金及び残部（約６０〜９９重量％）の乱流発生用粉末が使用される。結合剤は、一般に、結合剤の消失体積を最小限に抑えながら取扱いのために十分な未焼結強度を確保するのに十分な量で存在するのであって、その量は例えばスラリーの約１〜２０重量％である。
【００５４】
この実施形態に関する上記の事例においては、乱流発生用粉末の粒度は前述の実施形態に関連して上記に記載されたものほど大きい必要はない。なぜなら、この場合の突起は１群の粒子によって形成し得るからである。一般に、粒度は約１〜約４０００ミクロン（例えば、約１０〜約２０００ミクロン）の範囲内にあり、また好ましくは約５００ミクロン以下である。一つの実施形態においては、粒度は約２５〜約１８０ミクロンの範囲内にある。
【００５５】
成形型を用いるこれらの実施形態のいずれを採用するかに関係なく、得られる製品は部品への取付けのためのろう材上に配置された所望の突起を含むろう付けシートの形態を持った材料層である。取付方法はろう付けシートがろう材テープ又はろう材箔のいずれであるかに部分的に依存するが、各々の場合において好適な技術は前述の通りである。
【００５６】
図２は、本発明のこの実施形態に従って突起を含むろう付けシートの斜視図である。図示のごとく、ろう付けシート１０は冷却剤に暴露されるように設けられた突起１２を含んでいる。かかる突起は概して半球形の形状を有するものとして図示されているが、所望の表面粗さ及び表面積特性を満たすと共に、所望の熱伝達向上を達成するため、その他の形状を有していてもよい。
【００５７】
図３は、図２に示されたろう付けシート１０を基体８に取付けたところ示す部分断面図である。図示のごとく、ろう付けシート１０の突起１２は前述の実施形態における突起と同じく約１２５〜約４０００ミクロン（例えば、約１５０〜約２０５０ミクロン）程度の高さｈを有している。かかる高さはまた、約１８０〜約６００ミクロンの範囲内にあってもよい。かかる突起は、乱流発生用粉末の粒子１４が稠密に充填されたものから成っている。ろう合金１６は基体上に位置する薄いフィルムを形成すると共に、突起内における乱流発生用粉末の粒子１４の間の空隙を満たしている。粒子１４間の粒間相を形成するろう合金は、気孔を低減させることにより、突起を通しての効率的な熱伝達を達成するために有効である。
【００５８】
上記のごとく、乱流発生構造のサイズ及びパターンは、所定の状況に応じて最大の熱伝達が達成されるよう容易に調整することができる。通例、突起は実質的に半球状の形状を有するが、これは本明細書中に記載された様々な実施形態に従って成形型のくぼみの形状又は乱流発生用粉末の粒子の形状に基づいている。その他の形状、例えば円錐、円錐台、ピン及びフィンのごとき形状も可能である。基体１平方センチメートル当りの突起の数は、様々な因子（例えば、それらのサイズや形状）に依存する。一つの実施形態においては、突起の数は特定の基体表面（すなわち、本発明の実施形態に従って処理される基体の特定領域）の約４０〜約９５％を覆うのに十分なものである。かかる特定領域は、例えば、小さい内部冷却流路の表面から、タービンエンジン部品の露出面の全体にまでわたる。
【００５９】
本発明の実施形態に従って乱流発生材料を設置することは、基体の表面積を増大させるために有効である。例えば、部品の処理済み領域の表面積をＡとし、かつ（一般に平滑な表面を有する）未処理の部品の同じ領域の表面積をＡ0 とした場合、Ａ／Ａ0 は一般に少なくとも約１．０５であり、また通例は少なくとも約１．２０である。なお、Ａ／Ａ0 は一般に約４．０未満であり、また通例は約２．５未満である。
【００６０】
前述の実施形態に関連してはろう合金が好ましい種類の結合剤として記載されたが、その他の結合剤を使用することができる。例えば、それほど苛酷でない環境（例えば、より低い動作温度に暴露される非超合金部品の場合）においては耐熱エポキシ樹脂を使用することができる。
【００６１】
多くの実施形態においては、乱流発生構造（すなわち、突起によって規定される「表面粗さ」）は下方の部品に対する伝熱特性を向上させるために存在している。伝熱特性の向上は部品の特定領域について望ましい温度低下をもたらし、ひいては熱応力の低下をもたらす。その上、突起のサイズ及び間隔を調整することによって熱伝達の向上を調整することもできるが、これは部品における温度勾配及び応力勾配の低減をもたらす。
【００６２】
本発明の実施形態は、ワイヤ溶射された乱流発生構造に比べて熱伝達の改善を示した。例えば、本発明の実施形態は４００００のジェットレイノルズ数において１．５２を越える熱伝達向上値（例えば、約１．６０を越える熱伝達向上値）をもたらした。それに対し、ワイヤ溶射技術によって形成される乱流発生構造は、４００００のジェットレイノルズ数において１．３〜１．５２程度の熱伝達向上値をもたらすことが判明している。本発明の特定の実施形態においては、４００００のジェットレイノルズ数において約１．７０〜１．８２の熱伝達向上値が示された。かかる熱伝達向上値は、未処理の平滑な表面の場合を１．０として正規化されている。熱伝達向上値を測定するためには、処理済みの基体中に温度測定用の熱電対が埋込まれた。処理済みの基体の上方には衝突板が取付けられ、処理済みの基体の反対側（すなわち、突起を持たない側）に所定量の熱が加えられた。次いで、衝突板の穴を通して冷却用空気が処理表面に吹付けられた。その時、処理表面を所定の温度に保つために必要なエネルギーの量が測定された（所要の温度が高いほど熱伝達の向上が大きくなる）。次に、処理済みの試料を未処理の平滑な基準試料と比較された。
【００６３】
本発明の実施形態に従えば、乱流発生構造を基体の表面近くに保持することにより、冷却表面に沿っての冷却剤の流れの圧力降下が低減し、フィンの冷却効率が改善される。例えば、一つの実施形態においては、乱流発生構造の高さは６００ミクロンより小さく、また更に詳しく述べれば約３７５ミクロンより小さい。乱流発生材料が表面の近接することによってフィン効率が改善されることを確実にするためには、粒子の粒度が６００ミクロンより小さく、また更に詳しく述べれば約３７５ミクロンより小さければよい。
【００６４】
上記においては衝突冷却（冷却用空気の流れが基体の表面に垂直である場合）に関連して温度測定が行われたが、実際の使用に際しては対流（冷却用空気の流れが基体の表面に平行である場合）によって冷却を行うこともできる点に注意されたい。
【００６５】
更にまた、本発明の実施形態に従えば、従来のワイヤ溶射によって形成された乱流発生構造に比べて耐酸化性が顕著に改善されることも実証された。室温と２０００°Ｆとの間で温度を循環させると共に、４５分間にわたって２０００°Ｆの温度を保持するという熱サイクル試験が試料に施された。かかる試験の結果、処理表面は２００回の炉内サイクル後にほとんど酸化を示さず、また４００回の炉内サイクル後にも僅かな酸化しか示さないことが判明した。それに対し、ワイヤ溶射によって形成された乱流発生構造は２００回の炉内サイクル後に顕著な酸化を示し、乱流発生構造の早期剥落を生じることが判明した。
【００６６】
上記のごとく、高温環境において使用される部品に向けて流されるか、あるいはかかる部品に沿って流される冷却剤と共に乱流発生構造が使用されるのが通例である。かかる冷却剤は通常は空気であるが、それはその他の流体（例えば水）から成っていてもよいことを理解すべきである。
【００６７】
【実施例】
下記の実施例は単に例示を目的としたものに過ぎないのであって、本発明の範囲に対していかなる種類の制限も加えないことを理解すべきである。特に記載のない限り、全ての割合は重量百分率で表わされている。
例１
本例においては、市販のろう材テープであるアムドライ（登録商標）１００（それの組成は１０重量％のケイ素、１９重量％のクロム、及び残部のニッケルから成っている）を使用した。かかるテープは約２５〜５０ミクロンの厚さを有していたが、それを極めて薄い有機接着剤で被覆した。他方、６８重量％のＮｉ、２２重量％のＣｒ、９重量％のＡｌ、及び１重量％のＹから成る概略組成を有する粗大なＮｉＣｒＡｌＹボンドコート粉末を使用した。この粉末は５０〜８０メッシュ（すなわち、１８０〜３００ミクロン）の平均粒度（粒径）を有していたが、それを手作業でろう材テープ表面に付着させた。次いで、このテープを約５ｃｍ×５ｃｍの大きさに切断し、ニッケル基超合金から成るタービンエンジン部品のノズルキャビティ表面の一部分に取付けた。その後、テープ上に溶剤（アセトン）を吹付けたところ、テープは可塑化し、キャビティ表面に順応してそれに密着した。
【００６８】
次に、約１０-5torrに保たれた真空炉を使用しながら、ノズルキャビティを約２１５０°Ｆ（１１７７℃）のろう付け温度で真空ろう付けした。乱流発生用粉末はキャビティ表面に対して完全に融着した。乱流発生構造の存在のため、表面は粗雑な組織を示していた。突起は実質的に半球状の形状を有していた。測定されたＲａ値は約２．７ミル（６８．６ミクロン）であり、またＲｚ値は約１３．５ミル（３４３ミクロン）であった。２００００のジェットレイノルズ数において１．７の熱伝達向上値が測定され、また４００００のジェットレイノルズ数において１．９の熱伝達向上値が測定された。
例２
例１において使用された種類のＮｉＣｒＡｌＹボンドコート粉末を使用した。４０メッシュ（最大粒度４２５ミクロン）のスクリーンを通して（接着剤で被覆された）ろう材テープ表面に粉末を付着させることにより、表面上にパターンを形成した。次いで、前記の例と同様にして、このテープを切断し、ノズルキャビティ表面の一部分に取付けた。やはり例１と同様にして真空ろう付けを行ったところ、乱流発生構造は所望のパターンを成しながらキャビティ表面に対して完全に融着した。本例に関する熱伝達測定を例１と同様にして行ったところ、４００００のジェットレイノルズ数において１．９の熱伝達向上値が測定された。
例３
本例においては、例１の場合と同じろう合金から成るろう材箔を使用した。この箔を約５ｃｍ×５ｃｍの大きさに切断した。スクリーン印刷により、箔表面上にパターン化された接着剤層を形成した。次いで、例１において使用されたＮｉＣｒＡｌＹボンドコート粉末を手作業で接着剤被覆表面上に散布した。余分の粉末を表面から除去した後、ノズルキャビティ表面の一部分に箔をスポット溶接し、それから例１と同様にして（同じろう付け条件下で）真空ろう付けした。例２と同じく、パターン化された乱流発生構造はキャビティ表面に対して完全に融着した。２００００のジェットレイノルズ数において１．７３の熱伝達向上値が測定され、また４００００のジェットレイノルズ数において１．９の熱伝達向上値が測定された。
【００６９】
上記の例ではノズルキャビティに乱流発生構造が付与されたが、それ以外にも多種多様の部品を処理することができる。例えば、燃焼器ライナ、燃焼器ドーム、静翼、動翼及びシュラウドを始めとするその他の超合金部品が挙げられる。また、低温用途において使用される非超合金部品を処理することもできる。例えば、シュラウド隙間調節領域で使用されるフランジ、ケーシング及びリングを有利に処理することができる。これらの実施形態においては、乱流発生構造の使用は流路シュラウドの直径の一層正確な調節を可能にし、それにより動翼先端とシュラウド表面との隙間を減少させて効率を高める。かかる部品の材料に関する要求温度条件が低いことを考慮して、ろう合金の代りに別の結合剤（例えば、耐熱エポキシ樹脂又ははんだ）を使用することもできる。乱流発生材料の付着は、ろう付けシートを用いて行うこともできるし、あるいは上記のごとくに結合剤及び乱流発生材料を含有するスラリーを用いて行うこともできる。
【００７０】
上記のごとく、ここで使用される「乱流発生構造」という用語は、処理済みの部品を通しての熱伝達を増加させるために有効な多数の突起から成る粗面を意味している。ある種の実施形態においては、かかる粗面は紙やすり様の外観を呈する。かかる熱伝達の増加は、主として処理済みの部品の表面積の増大に原因するものと考えられる。乱流発生構造はまた、特に乱流発生材料が主として大粒度の材料から成る場合、冷却剤の流れ特性を（例えば、表面に沿った層流から乱流に）変化させることによっても熱伝達を増加させることがある。
【００７１】
本発明の実施形態に従えば、容易に接近し得ない表面に乱流発生構造を付与して熱伝達の向上をもたらすための方法が提供される。また、本発明の実施形態に従えば、様々なサイズ及び形状の突起を所望ならば所定のパターンで形成することができる。更にまた、乱流発生材料及び結合剤（例えば、ろう合金）を含む層を使用する本発明の実施形態に従えば、伝熱効率の改善に加えて高温下での耐酸化性及び耐食性の改善を達成することもできる。
【００７２】
以上、本発明の好適な実施形態を記載したが、本発明の精神に反することなしに様々な実施形態が可能であることは当業者にとって自明であろう。従って、本発明の範囲はもっぱら前記特許請求の範囲によって限定されるべきであることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】突起を含むろう付けシートの部分断面図である。
【図２】突起を含むろう付けシートの斜視図である。
【図３】基体に取付けられた図２のろう付けシートの断面図である。
【符号の説明】
１０  ろう付けシート
１２  突起
１４  粒子
１６  ろう合金
２０  部品
２２  キャビティ
２４  ろう合金フィルム
２６  離散粒子相
【図１】
0004396875.tif 000002
【図２】
0004396875.tif 000003
【図３】
0004396875.tif 000004