Nova Patents
UA44780C2

Thermal barrier coating systems and materials

Abstract

A new family of ceramic materials is identified having particular utility as thermal insulating or thermal barrier coatings on metallic substrates. The ceramic materials have a pyrochlore structure and are typified by the composition A2B2O7 where A and В are various ions and 0 is oxygen. A may have a positive charge of3+ or 2+ and В may have a positive charge of 4+ or 5+. These materials are characterized by having chemical stability, thermal stability and thermal insulating properties superior to those of currently used thermal barrіеr ceramics. An example pyrochlore material is lanthanum zirconate.

Term

No projected expiry on record.

  1. Priority
  2. Filed
  3. Granted
  4. Today

39 claims: 28 independent, 11 dependent

  1. 1
    1 Metal part containing metal base and thermal barrier ceramic coating, which is characterized in that the thermal barrier ceramic coating has a structure cubic pyrochloride. 1. Металева деталь, що містить металеву основу і термобар'єрне керамічне покриття, яка відрізняється тим, що термобар'єрне керамічне покриття має структуру кубічного пірохлору.
  2. 4
    4 Metal part according to any of the preceding paragraphs. 1-3, which is different in that Component B in the formula of pyrochlor is Hf, Those, Zr and their monophase mixtures. 4. Металева деталь за будь-яким з попередніх пп. 1-3, яка відрізняється тим, що складова В у формулі пірохлору - це Hf, Ті, Zr та їхні монофазні суміші.
  3. 5
    5 Metal part according to any of the preceding paragraphs. 1-4, characterized in that Component A in the formula of pyrochlor is La, Gd, Y and their monophase mixtures. 5. Металева деталь за будь-яким з попередніх пп. 1-4, яка відрізняється тим, що складова А у формулі пірохлору - це La, Gd, Y та їхні монофазні суміші.
  4. 6
    6 Metal part according to any of the preceding paragraphs. 1-5, which is different in that the free surface of the thermal barrier ceramic coating is located on the above mentioned metal parts from the side, which when using the parts will be heated, and the free surface of the base is located on the metal part from which, which When using the part, it will cool down. 6. Металева деталь за будь-яким з попередніх пп. 1-5, яка відрізняється тим, що вільна поверхня термобар'єрного керамічного покриття розташована на згаданій металевій деталі з боку, який при використанні деталі буде нагріватися, а вільна поверхня основи розташована на згаданій металевій деталі з боку, який при використанні деталі буде охолоджуватися.
  5. 7
    7 Metal part according to any of the preceding paragraphs. 1-6, which is different in that Thermal barrier ceramic coating has a columnar microstructure. 7. Металева деталь за будь-яким з попередніх пп. 1-6, яка відрізняється тим, що термобар'єрне керамічне покриття має колончасту мікроструктуру.
  6. 11
    11 Metal part according to any of the preceding paragraphs. 8-10, which differs in that that component B in the formula of pyrochlor is Hf, Ti, Zr and their monophase mixtures. 11. Металева деталь за будь-яким з попередніх пп. 8-10, яка відрізняється тим, що складова В у формулі пірохлору - це Hf, Ті, Zr та їхні монофазні суміші.
  7. 12
    12 Metal part according to any of the preceding paragraphs. 8-11, which differs in that that component A in the formula of pyrochlor is La, Gd, Y and their monophase mixtures. 12. Металева деталь за будь-яким з попередніх пп. 8-11, яка відрізняється тим, що складова А у формулі пірохлору - це La, Gd, Y та їхні монофазні суміші.
  8. 13
    Metal part according to any of the preceding paragraphs. 8-12, which differs in that that the free surface of the thermal barrier ceramic coating is located on the said metal part on the part which when using the part will be heated, and the free surface of the base is located on said metal part on the part which, when using the parts, will be cooled down. 13. Металева деталь за будь-яким з попередніх пп. 8-12, яка відрізняється тим, що вільна поверхня термобар'єрного керамічного покриття розташована на згаданій металевій деталі з боку, який при використанні деталі буде нагріватися, а вільна поверхня основи розташована на згаданій металевій деталі з боку, який при використанні деталі буде охолоджуватися.
  9. 14
    14 Metal part containing metal base and thermal barrier ceramic coating, which is characterized in that it comprises a coating of the base which forms aluminum oxide on its surface, and the thermal barrier ceramic coating is made with a pyrochlor, and it is linked to said coating of the base. 14. Металева деталь, що містить металеву основу і термобар'єрне керамічне покриття, яка відрізняється тим, що вона містить покриття основи, яке утворює оксид алюмінію на його поверхні, а термобар'єрне керамічне покриття виготовлено з пірохлору та воно зв'язане зі згаданим покриттям основи.
  10. 17
    17 Metal part according to any of the preceding paragraphs. 14-16, which differs in that that the thermal barrier ceramic cover is made of pyrochlor of the formula А2В2О7, where component B is Hf, Ti, Zr and their monophase mixtures. 17. Металева деталь за будь-яким з попередніх пп. 14-16, яка відрізняється тим, що термобар'єрне керамічне покриття виготовлено з пірохлору формули А2В2О7, де складова В - це Hf, Ті, Zr та їхні монофазні суміші.
  11. 18
    18 Metal part according to any of the preceding paragraphs. 14-17, which differs in that that the thermal barrier ceramic coating is made of a pyrochlor of the formula A2B2O7, where the component A is La, Gd, Y and their monophase mixtures. 18. Металева деталь за будь-яким з попередніх пп. 14-17, яка відрізняється тим, що термобар'єрне керамічне покриття виготовлено з пірохлору формули A2B2О7, де складова А - це La, Gd, Y та їхні монофазні суміші.
  12. 19
    Металева деталь за будь-яким з попередніх пп. 14-18, яка відрізняється тим, що вільна поверхня термобар'єрного керамічного покриття розташована на згаданій металевій деталі з боку, який при використанні деталі буде нагріватися, а вільна поверхня основи розташована на згаданій металевій деталі з боку, який при використанні деталі буде охолоджуватися. 19th Metal part according to any of the preceding paragraphs. 14-18, which differs in that that the free surface of the thermal barrier ceramic coating is located on the said metal part on the part which when using the part will be heated, and the free surface of the base is located on said metal part on the part which, when using the parts, will be cooled down.
  13. 20
    20 Metal part according to any of the preceding paragraphs. 14-19, which differs in that that said thermal barrier ceramic coating has a columnar microstructure. 20. Металева деталь за будь-яким з попередніх пп. 14-19, яка відрізняється тим, що згадане термобар'єрне керамічне покриття має колончасту мікроструктуру.
  14. 21
    21 Metal part containing metal base and thermal barrier ceramic coating, which is characterized in that the part has internal cooling openings, as well Thermal barrier ceramic coating is made of ceramic, which is crystalline pyrochlor structure. 21. Металева деталь, що містить металеву основу і термобар'єрне керамічне покриття, яка відрізняється тим, що деталь має внутрішні охолоджувальні отвори, а термобар’єрне керамічне покриття виконано з кераміки, яка має кристалічну структуру пірохлору.
  15. 22
    22 Method of manufacturing a metal part, which contains the application of thermobarrier Ceramic coating is at least a part of a metal base that is different the fact that the condensation of the vapor phase, obtained by means of an electron beam, apply thermal barrier ceramic coating, which has a cubic structure pyrochloride. 22. Спосіб виготовлення металевої деталі, який містить нанесення термобар'єрного керамічного покриття принаймні на частину металевої основи, який відрізняється тим, що конденсацією парової фази, отриманої за допомогою електронного променю, наносять термобар'єрне керамічне покриття, яке має структуру кубічного пірохлору.
  16. 25
    25 The method of any of the preceding paragraphs. 22-24, which is different in that Component B in the formula of pyrochlor is Hf, Those, Zr and their monophase mixtures. 25. Спосіб за будь-яким з попередніх пп. 22-24, який відрізняється тим, що складова В у формулі пірохлору - це Hf, Ті, Zr та їхні монофазні суміші.
  17. 26
    26 The method of any of the preceding paragraphs. 22-25, which is different in that Component A in the formula of pyrochlor is La, Gd, Y and their monophase mixtures. 26. Спосіб за будь-яким з попередніх пп. 22-25, який відрізняється тим, що складова А у формулі пірохлору - це La, Gd, Y та їхні монофазні суміші.
  18. 27
    27 The method of any of the preceding paragraphs. 22-26, which is different the free surface of the thermal barrier ceramic coating are located on the above mentioned metal parts from the side, which when using the parts will be heated, and The free surface of the base is located on the metal part on the side, which is When using the part, it will cool down. 27. Спосіб за будь-яким з попередніх пп. 22-26, який відрізняється тим, що вільну поверхню термобар'єрного керамічного покриття розташовують на згаданій металевій деталі з боку, який при використанні деталі буде нагріватися, а вільну поверхню основи розташовують на згаданій металевій деталі з боку, який при використанні деталі буде охолоджуватися.
  19. 28
    28 The method of any of the preceding paragraphs. 22-27, which is different in that Thermal barrier ceramic coating has a columnar microstructure. 28. Спосіб за будь-яким з попередніх пп. 22-27, який відрізняється тим, що термобар'єрне керамічне покриття має колончасту мікроструктуру.
  20. 29
    29 The method of any of the preceding paragraphs. 22-28, which is different A layer of oxide is applied to the outer surface of said metal part, and Thermal barrier ceramic coating with a structure of cubic pyrochlorum is combined with a layer of oxide, while the oxide is aluminum oxide. 29. Спосіб за будь-яким з попередніх пп. 22-28, який відрізняється тим, що на зовнішню поверхню згаданої металевої деталі наносять шар оксиду, а термобар'єрне керамічне покриття з структурою кубічного пірохлору з'єднують з шаром оксиду, при цьому згаданий оксид - це оксид алюмінію.
  21. 30
    30 Method of manufacturing a metal part, which contains the application of thermobarrier Ceramic coating is at least part of the metal base which is differs by the fact that thermo-paints are applied to the thermal barrier ceramic a coating that has a cubic pyrochlor structure. 30. Спосіб виготовлення металевої деталі, який містить нанесення термобар'єрного керамічного покриття принаймні на частину металевої основи, який відрізняється тим, що термонапилюванням наносять термобар'єрне керамічне покриття, яке має структуру кубічного пірохлору.
  22. 33
    33 Method for manufacturing a metal part according to any of the preceding claims. 30-32, which differs in that the component B in the formula of pyrochlor is Hf, Ti, Zr and their monophase mixtures. 33. Спосіб виготовлення металевої деталі за будь-яким з попередніх пп. 30-32, який відрізняється тим, що складова В у формулі пірохлору - це Hf, Ті, Zr та їхні монофазні суміші.
  23. 34
    34 Method for manufacturing a metal part according to any of the preceding claims. 30-33, which differs in that the component A in the formula of pyrochlor is La, Gd, Y and their monophase mixtures. 34. Спосіб виготовлення металевої деталі за будь-яким з попередніх пп. 30-33, який відрізняється тим, що складова А у формулі пірохлору - це La, Gd, Y та їхні монофазні суміші.
  24. 35
    Method of manufacturing a metal part for any of the preceding paragraphs. 30-34, which is different in that it is free The surface of the thermal barrier ceramic coating is located on the above mentioned metal parts from the side, which when using the parts will be heated, and The free surface of the base is located on the metal part on the side, which is When using the part, it will cool down. 35. Спосіб виготовлення металевої деталі за будь-яким з попередніх пп. 30-34, який відрізняється тим, що вільну поверхню термобар'єрного керамічного покриття розташовують на згаданій металевій деталі з боку, який при використанні деталі буде нагріватися, а вільну поверхню основи розташовують на згаданій металевій деталі з боку, який при використанні деталі буде охолоджуватися.
  25. 36
    36 Method for manufacturing a metal part according to any of the preceding claims. 30-35, which characterized in that the thermally barrier ceramic coating has a columnar microstructure. 36. Спосіб виготовлення металевої деталі за будь-яким з попередніх пп. 30-35, який відрізняється тим, що термобар'єрне керамічне покриття має колончасту мікроструктуру.
  26. 37
    37 Method for manufacturing a metal part according to any of the preceding claims. 30-36 which characterized in that on the outer surface of said metal part apply a layer of oxide, and a thermal barrier ceramic coating with a cubic structure Pyrochlor is combined with a layer of oxide, while the oxide is oxide aluminum 37. Спосіб виготовлення металевої деталі за будь-яким з попередніх пп. 30-36, який відрізняється тим, що на зовнішню поверхню згаданої металевої деталі наносять шар оксиду, а термобар'єрне керамічне покриття з структурою кубічного пірохлору з'єднують з шаром оксиду, при цьому згаданий оксид - це оксид алюмінію.
  27. 38
    38 Metal part containing metal base and thermal barrier ceramic coating, which is characterized in that the thermal barrier ceramic coating consists of zirconate lanthanum and it is applied to at least part of the outer surface metal base from a heat-resistant alloy. 38. Металева деталь, що містить металеву основу і термобар'єрне керамічне покриття, яка відрізняється тим, що термобар'єрне керамічне покриття складається з цирконату лантану та воно нанесене принаймні на частину зовнішньої поверхні металевої основи з жароміцного сплаву.
  28. 39
    39 The use of ceramic with a structure of pyrochlor as a material for thermal barrier coating of metal parts. 39. Застосування кераміки, що має структуру пірохлору, як матеріалу для термобар'єрного покриття металевої деталі.
Independent claims28