知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
特許6374932ガスタービンエンジン部品及び得られる部品の遮熱コーティングを補修する方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6374932
(24)【登録日】2018年7月27日
(45)【発行日】2018年8月15日
(54)【発明の名称】ガスタービンエンジン部品及び得られる部品の遮熱コーティングを補修する方法
(51)【国際特許分類】
F02C 7/00 20060101AFI20180806BHJP
C23C 4/073 20160101ALI20180806BHJP
C23C 4/10 20160101ALI20180806BHJP
C23C 28/00 20060101ALI20180806BHJP
F01D 25/00 20060101ALI20180806BHJP
F01D 5/28 20060101ALI20180806BHJP
F01D 9/02 20060101ALI20180806BHJP
【ＦＩ】
F02C7/00 D
C23C4/073
C23C4/10
C23C28/00 B
F01D25/00 L
F01D25/00 X
F02C7/00 C
F01D5/28
F01D9/02 102
【請求項の数】9
【外国語出願】
【全頁数】21
(21)【出願番号】特願2016-204780(P2016-204780)
(22)【出願日】2016年10月19日
(65)【公開番号】特開2017-82788(P2017-82788A)
(43)【公開日】2017年5月18日
【審査請求日】2017年1月17日
(31)【優先権主張番号】14/925,288
(32)【優先日】2015年10月28日
(33)【優先権主張国】US
(73)【特許権者】
【識別番号】390041542
【氏名又は名称】ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ
(74)【代理人】
【識別番号】100137545
【弁理士】
【氏名又は名称】荒川 聡志
(74)【代理人】
【識別番号】100105588
【弁理士】
【氏名又は名称】小倉 博
(74)【代理人】
【識別番号】100129779
【弁理士】
【氏名又は名称】黒川 俊久
(74)【代理人】
【識別番号】100113974
【弁理士】
【氏名又は名称】田中 拓人
(72)【発明者】
【氏名】バンガロール・アスワス・ナガラジ
【審査官】
山崎 孔徳
(56)【参考文献】
【文献】
米国特許第０６１６５６２８（ＵＳ，Ａ）
【文献】
特開２００５−３３０５８６（ＪＰ，Ａ）
【文献】
米国特許第０３６７６０８５（ＵＳ，Ａ）
【文献】
特表２００８−５４４１２７（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００７−００７６４７（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｆ０２Ｃ ７／００
Ｃ２３Ｃ ４／０７３
Ｃ２３Ｃ ４／１０
Ｃ２３Ｃ ２８／００
Ｆ０１Ｄ ５／２８
Ｆ０１Ｄ ９／０２
Ｆ０１Ｄ ２５／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
タービンエンジン部品（３００）上の遮熱コーティング（５００）を補修する方法であって、
基材（３０２）の表面（３０３）の区域からセラミックコーティング（５０４）全体と内側結合層（５０２）の一部を除去するステップと、
内側結合層（５０２）の表面（５０３）の区域の上にコバルト含有材料を含む内側ボンドコート（３０４）を形成するステップと、
内側ボンドコート（３０４）の上にコバルトを実質的に含んでいない外側ボンドコート（３０６）を形成するステップと、
外側ボンドコート（３０６）上にセラミックコート（３０８）を形成するステップと
を含む、方法。
基材（３０２）の表面（３０３）の区域からセラミックコーティング（５０４）全体と内側結合層（５０２）の一部を除去するステップと、
内側結合層（５０２）の表面（５０３）の区域の上にコバルト含有材料を含む内側ボンドコート（３０４）を形成するステップと、
内側ボンドコート（３０４）の上にコバルトを実質的に含んでいない外側ボンドコート（３０６）を形成するステップと、
外側ボンドコート（３０６）上にセラミックコート（３０８）を形成するステップと
を含む、方法。
【請求項2】
タービンエンジン部品（３００）上の遮熱コーティング（５００）を補修する方法であって、
基材（３０２）の表面（３０３）の区域からセラミックコーティング（５０４）全体と内側結合層（５０２）の一部を除去するステップと、
内側結合層（５０２）の表面（５０３）の区域の上にコバルト含有材料を含む内側ボンドコート（３０４）を形成するステップと、
内側ボンドコート（３０４）の上に中間ボンドコート（３１２）を形成するステップと、
中間ボンドコート（３１２）の上にコバルトを実質的に含んでいない外側ボンドコート（３０６）を形成するステップと、
外側ボンドコート（３０６）上にセラミックコート（３０８）を形成するステップと
を含む、方法。
基材（３０２）の表面（３０３）の区域からセラミックコーティング（５０４）全体と内側結合層（５０２）の一部を除去するステップと、
内側結合層（５０２）の表面（５０３）の区域の上にコバルト含有材料を含む内側ボンドコート（３０４）を形成するステップと、
内側ボンドコート（３０４）の上に中間ボンドコート（３１２）を形成するステップと、
中間ボンドコート（３１２）の上にコバルトを実質的に含んでいない外側ボンドコート（３０６）を形成するステップと、
外側ボンドコート（３０６）上にセラミックコート（３０８）を形成するステップと
を含む、方法。
【請求項3】
内側ボンドコート（３０４）が、５％以下の気孔率を有し、外側ボンドコート（３０６）が５％超の気孔率を有し、内側ボンドコート（３０４）が、外側ボンドコート（３０６）の硫黄拡散速度よりも少なくとも１０倍遅い硫黄拡散速度を有する、請求項１又は請求項２に記載の方法。
【請求項4】
内側ボンドコート（３０４）がＣｏＮｉＣｒＡｌＹを含み、外側ボンドコート（３０６）がＮｉＣｒＡｌＹを含み、内側ボンドコート（３０４）が、２００μｍ〜３５０μｍの平均厚さを有し、外側ボンドコート（３０６）が、１００μｍ〜４００μｍの平均厚さを有する、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項5】
中間ボンドコート（３１２）が、内側ボンドコート（３０４）の気孔率よりも高い気孔率を有し、更に中間ボンドコート（３１２）が、外側ボンドコート（３０６）の気孔率よりも低い気孔率を有する、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項6】
基材（３０２）の表面（３０３）の区域からセラミックコーティング（５０４）と内側結合層（５０２）の一部を除去するステップにおいて、損傷を受けていない部分（５１２）のセラミックコーティング（５０４）と内側結合層（５０２）とが除去されない、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項7】
内側結合層（５０２）の表面（５０３）の区域の上にコバルト含有材料を含む内側ボンドコート（３０４）を形成するステップが、内側結合層（５０２）の粗い表面（５０３）の区域の上に内側ボンドコート（３０４）を形成するステップを含む、請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項8】
タービンエンジン部品（３００）が、航空機エンジンのタービンノズル、シュラウド、燃焼器ライナ、燃焼器ドーム、トランジションピース及び、タービンフレームのいずれかである、請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項9】
基材（３０２）が、ニッケル基超合金又はコバルト基超合金から構成される、請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ガスタービンエンジンの過酷な熱環境のような高温に晒される部品に用いることができるコーティングに関する。より詳細には、本発明は、例えば、ガスタービンエンジンの動作環境において存在する可能性があるタイプの熱サイクル及び汚染物質による浸透に対する耐性を示す遮熱コーティング（ＴＢＣ）に関する。
【背景技術】
【0002】
燃焼器、高圧タービン（ＨＰＴ）ブレード、ベーン、及びシュラウドなどの部品に遮熱コーティング（ＴＢＣ）を用いることにより、このような部品が、より高温の動作温度に耐え抜き、部品の耐久性を向上させ、エンジンの信頼性を改善することができる。ＴＢＣは通常、セラミック材料から形成され、環境保護ボンドコート上に堆積されて、いわゆるＴＢＣ系を形成する。ＴＢＣ系にて広く使用されるボンドコート材料は、ＭＣｒＡｌＸ（ここでＭは鉄、コバルト及び／又はニッケル、Ｘはイットリウム又はその他の希土類元素）のような耐酸化性オーバーレイコーティング、及びアルミニウム金属間化合物を含有する拡散アルミナイドのような拡散コーティングを含む。ボンドコート材料は通常、セラミックコートのボンドコートへの接着性を促進させるため、表面上に連続した接着性酸化物スケールを形成することができるように選択される。酸化物スケールは、ボンドコートを酸化環境に晒すことにより形成することができ、そのため、スケールは、熱成長酸化物（ＴＧＯ）と呼ばれる場合もある。
【0003】
運転条件下では、ＴＢＣ系によって保護される高温セクションのエンジン部品は、燃焼のガス状生成物への暴露による浸食、酸化及び腐食、異物損傷（ＦＯＤ）、及び環境汚染物による作用を含む、様々な損傷モードの影響を受ける可能性が高い。環境汚染物の発生源は、冷却及び燃焼のためエンジンによって吸い込まれる周囲空気である。周囲空気における環境汚染物のタイプは、場所毎に異なり、航空機は場所間を移動することが目的であるため、これは航空機にとって重要な関心事項とすることができる。空気中に存在する可能性がある環境汚染物には、砂、土砂、火山灰、二酸化硫黄の形態の硫黄、フライアッシュ（飛散灰）、セメント粒子、滑走路塵埃、並びに金属粒子状物質（例えば、マグネシウム、カルシウム、アルミニウム、ケイ素、クロム、ニッケル、鉄、バリウム、チタン、アルカリ金属、及び酸化物、炭酸塩、リン酸塩、塩及びその混合物を含む化合物）のような大気中に排出される可能性がある他の汚染物質が挙げられる。これらの環境汚染物は、燃料の燃焼により生じる腐食及び酸化性汚染物質に加えて存在する。しかしながら、これらの環境汚染物の全ては、ＴＢＣ系で保護されるものを含む、高温セクションの部品の表面に付着する可能性がある。
【0004】
これらの汚染物の一部は、部品の寿命にわたってＴＢＣを喪失させる可能性がある。例えば、カルシア（ＣａＯ）、マグネシア（ＭｇＯ）、アルミナ（酸化アルミニウム；Ａｌ2Ｏ3）及びシリカ（二酸化ケイ素；ＳｉＯ2）の粒子状物質は、細砂及び／又は塵埃を含有する環境において存在することが多い。カルシア、マグネシア、アルミナ及びシリカは、高温で存在する場合には、本明細書でＣＭＡＳと呼ばれる共晶化合物を形成する場合がある。ＣＭＡＳは、比較的融解温度が低く、そのため、タービンの作動中、部品の表面上に堆積したＣＭＡＳは、特に表面温度が約２２４０°Ｆ（１２２７℃）を超える場合に溶融する可能性がある。溶融ＣＭＡＳは、ＴＢＣ内で気孔に浸透することができる。例えば、ＣＭＡＳは、柱状構造、稠密な垂直割れＴＢＣ、並びに溶射及びプラズマ溶射により堆積されたＴＢＣの水平スプラット境界を有するＴＢＣに浸透することができる。溶融ＣＭＡＳは、ＴＢＣのより低温の表面下領域内で再固化し、このことは、ＴＢＣのコンプライアンスを阻害し、特に膨張及び収縮するＴＢＣの能力を阻害した結果として、熱サイクル中にＴＢＣの剥離及び劣化につながる可能性がある。コンプライアンスの喪失に加えて、ＴＢＣ内でのイットリア及びジルコニウム並びにボンドコート／ＴＢＣ接合部での熱成長酸化物との有害な化学反応が生じて、ＴＢＣ系の劣化を引き起こす可能性がある。ＴＢＣによって提供される受動的な遮熱保護が失われると、エンジンの継続的運転が、ＴＢＣ系の直ぐ下にあるベース金属の酸化につながる可能性がある。
【0005】
上記のことを考慮すると、ＣＭＡＳなどの汚染物に対する部品、特に汚染物の融解温度を超える温度で作動するガスタービンエンジン部品の耐性を向上させることができる系及び方法が利用可能であれば望ましいことは理解できる。加えて、特定の環境下でこのようなコーティング、特に厳しい熱サイクルに晒されるガスタービンエンジンの高温部品を補修することに対して必然的な要求が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】米国特許第６，２７４，２０１号明細書
【発明の概要】
【0007】
本発明の態様及び利点は、その一部を以下の説明に記載しており、又はこの説明から明らかにすることができ、或いは本発明を実施することにより理解することができる。
【0008】
全体として、補修された遮熱コーティングを有するタービンエンジン部品並びにその形成及び補修方法が提供される。
【0009】
一実施形態では、タービンエンジン部品は、基材の表面の第１の部分上の遮熱コーティングと、基材の表面の第２の部分上の補修された遮熱コーティングと、外側ボンドコート上のセラミックコートとを含む。遮熱コーティングは、内側結合層と、第１のセラミック層とを含み、内側結合層が、基材と第１のセラミック層との間に位置する。補修された遮熱コーティングは、一般に、基材の表面上の内側ボンドコートと、内側ボンドコート上の外側ボンドコートとを含む。内側ボンドコートがコバルト含有材料から形成され、外側ボンドコートは、コバルトを実質的に含んでいない。
【0010】
一実施形態では、タービンエンジン部品は、補修された遮熱コーティングを有し、表面を画成する基材と、基材の表面上の内側結合層と、内側結合層上の内側ボンドコートであってコバルト含有材料を含む内側ボンドコートと、内側ボンドコート上の外側ボンドコートと、外側ボンドコート上のセラミックコートとを含む。内側ボンドコートがコバルト含有材料から形成され、外側ボンドコートは、コバルトを実質的に含んでいない。
【0011】
全体として、タービンエンジン部品上の遮熱コーティングを補修する方法が提供される。一実施形態では、本方法は、基材の表面の区域からセラミックコーティングを除去するステップと、基材の表面の区域の上に内側ボンドコートを形成するステップと、内側ボンドコートの上に外側ボンドコートを形成するステップと、外側ボンドコート上にセラミックコートを形成するステップとを含む。内側ボンドコートがコバルト含有材料から形成され、外側ボンドコートは、コバルトを実質的に含んでいない。
【0012】
本発明のこれら及び他の特徴、態様、並びに利点は、以下の説明及び添付の請求項を参照するとより理解できるであろう。本明細書に組み込まれ且つその一部を構成する添付図面は、本発明の実施形態を例証しており、本明細書と共に本発明の原理を説明する役割を果たす。
【0013】
添付図を参照した本明細書において、当業者に対してなしたその最良の形態を含む本発明の完全且つ有効な開示を説明する。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】本発明の主題の種々の実施形態による例示的なガスタービンエンジンの概略断面図。
【図2】本開示の例示的な実施形態による燃焼器組立体の斜視断面図。
【図3】基材上の例示的な２層ボンドコートＴＢＣに関する拡大断面図。
【図4】基材上の例示的な３層ボンドコートＴＢＣに関する拡大断面図。
【図5】損傷を受けたＴＢＣを有するコーティングされた基材の図
【図8】その一部に局所的損傷を備えた表面上にＴＢＣを有するコーティングされた基材の図。
【発明を実施するための形態】
【0015】
本明細書及び図面において参照符号を繰り返して用いることは、本発明の同じ又は類似の特徴又は要素を表すことを意図している。
【0016】
次に、その１つ又はそれ以上の実施例を図面に示している本発明の実施形態について詳細に説明する。各実施例は、本発明の限定ではなく、例証として提供される。実際には、当業者であれば、本発明の範囲又は技術的思想から逸脱することなく、種々の修正及び変形を本発明において実施できる点は理解されるであろう。例えば、一実施形態の一部として例示され又は説明される特徴は、別の実施形態と共に使用して更に別の実施形態を得ることができる。従って、本発明は、そのような修正及び変形を特許請求の範囲及びその均等物の技術的範囲内に属するものとして保護することを意図している。
【0017】
本開示において、層が別の層又は基材「の上」又は「を覆って」と記載される場合、これらの層は、そうではないことが記載されていない場合を除き、互いに直接的に接触しているか、層の間に別の層又は特徴要素を有することができる点を理解されたい。従って、これらの用語は、互いに対する層の相対的位置を単に記載するものであり、上方又は下方の相対位置は、見る人に対するデバイスの向きによって決まるので、必ずしも「その上部」を意味するものではない。
【0018】
本明細書で使用される用語「第１」、「第２」、及び「第３」は、ある部品を別の部品と区別するために同義的に用いることができ、個々の部品の位置又は重要性を意味することを意図したものではない。
【0019】
用語「上流」及び「下流」は、流体通路における流体流れに対する相対的方向を指す。例えば、「上流」は、流体がそこから流れる方向を指し、「下流」は流体がそこに向けて流れ込む方向を指す。
【0020】
一般的には、基材上に遮熱コーティング（ＴＢＣ）を形成する２層（又はそれ以上）ボンドコート系を含むタービンエンジン部品が設けられる。従って、本開示は、一般に、遮熱コーティング（ＴＢＣ）系によって熱的に過酷な環境から保護される金属部品に適用することができる。このような部品の顕著な実施例として、高圧及び低圧タービンノズル（ベーン）、シュラウド、燃焼器ライナ、燃焼器ドーム及びヒートシールド、トランジションピース、タービンフレーム、並びにガスタービンエンジンのオーグメンターハードウェアが挙げられる。本開示は特にタービンエンジン部品に適用可能であるが、本開示の教示は、一般に、部品をその環境から熱的に絶縁するのに遮熱を用いることができる部品に適用することができる。
【0021】
詳細には、２層ボンドコート系は、一般に、耐腐食性、耐亀裂性及び耐酸化性に特に好適な化学的性質を有する内側ボンドコートを備えるが、外側ボンドコートは、ＴＢＣ接着性に適合する化学的性質及び構造を有する。すなわち、内側ボンドコートは、耐酸化性、耐腐食性及び耐亀裂性に適合する稠密なミクロ組織及び化学的性質を提供し、外側ボンドコートは、ＴＢＣ接着性に適合する所要の表面粗さを提供する。従って、ここで提供されるボンドコート系は、単一の層から形成されるベースラインボンドコートと比べて、より高い温度性能を提供する。
【0022】
次に、図面を参照すると、図１は、本開示の例示的な実施形態によるガスタービンエンジンの概略断面図である。より詳細には、図１の実施形態では、ガスタービンエンジンは、高バイパスターボファンジェットエンジン１０であり、本明細書では「ターボファンエンジン１０」と呼ばれる。図１に示すように、ターボファンエンジン１０は、軸方向Ａ（基準として提供される長手方向中心線１２に平行に延びる）と、半径方向Ｒとを画成する。一般に、ターボファン１０は、ファンセクション１４と、該ファンセクション１４から下流側に配置されるコアタービンエンジン１６とを含む。
【0023】
図示の例示的なコアタービンエンジン１６は、一般に、環状入口２０を画成する実質的に管状の外側ケーシング１８を含む。外側ケーシング１８は、直列流れ関係で、ブースタ又は低圧（ＬＰ）圧縮機２２及び高圧（ＨＰ）圧縮機２４、燃焼セクション２６、高圧（ＨＰ）タービン２８及び低圧（ＬＰ）タービン３０を含むタービンセクション、並びにジェット排気ノズルセクション３２を収容する。高圧（ＨＰ）シャフト又はスプール３４は、ＨＰタービン２８をＨＰ圧縮機２４に駆動可能に接続する。低圧（ＬＰ）シャフト又はスプール３６は、ＬＰタービン３０をＬＰ圧縮機２２に駆動可能に接続する。
【0024】
図示の実施形態では、離間した関係でディスク４２に結合された複数のファンブレード４０を有する可変ピッチファン３８を含む。図示のように、ファンブレード４０は、半径方向Ｒにほぼ沿ってディスク４２から外向きに延びる。各ファンブレード４０は、ファンブレード４０のピッチを一体となって全体で変化させるよう構成された好適な作動部材４４にファンブレード４０が動作可能に結合されていることに基づいて、ピッチ軸Ｐの周りでディスク４２に対して回転可能である。ファンブレード４０、ディスク４２、及び作動部材４４は、任意選択の出力ギアボックス４６にわたってＬＰシャフト３６により長手方向軸線１２の周りを共に回転可能である。出力ギアボックス４６は、ＬＰシャフト３６の回転速度をより効率的な回転ファン速度に漸減させる複数のギアを含む。
【0025】
図１の例示的な実施形態を更に参照すると、ディスク４２は、複数のファンブレード４０を通る空気流を増進させるよう空力的に構成された回転可能な前方ナセル４８によって覆われる。加えて、例示的なファンセクション１４は、ファン３８及び／又はコアタービンエンジン１６の少なくとも一部を円周方向に囲む環状ファンケーシング又は外側ナセル５０を含む。ナセル５０は、複数の円周方向に離間した出口ガイドベーン５２によってコアタービンエンジン１６に対して支持するよう構成することができることは理解されたい。その上、ナセル５０の下流側セクション５４は、コアタービンエンジン１６の外側部分にわたって延びて、この間にバイパス空気流通路５６を画成するようにすることができる。
【0026】
ターボファンエンジン１０の作動中、所定容積の空気５８が、ナセル５及び／又はファンセクション１４０の関連する入口６０を通ってターボファン１０に流入する。所定容積の空気５８が、ファンブレード４０を通過すると、空気５８の矢印６２で示される第１の部分は、バイパス空気流通路５６に配向又は送られ、空気５８の矢印６４で示される第２の部分は、ＬＰ圧縮機２２に配向又は送られる。空気の第１の部分６２と空気の第２の部分６４との比率は、一般にバイパス比として知られる。空気の第２の部分６４の圧力は、高圧（ＨＰ）圧縮機２４に送られるときに増大し、ここで燃料と混合されて燃焼し、燃焼ガス６６を提供する。
【0027】
燃焼ガス６６は、ＨＰタービン２８を通って送られ、ここで燃焼ガス６６から熱及び／又は運動エネルギーの一部が、外側ケーシング１８に結合されたＨＰタービンステータベーン６８と、ＨＰシャフト又はスプール３４に結合されたＨＰタービンロータブレード７０との連続する段を介して取り出され、従って、ＨＰシャフト又はスプール３４が回転を生じ、これによりＨＰ圧縮機２４の作動を維持する。次いで、燃焼ガス６６は、ＬＰタービン３０を通って送られ、ここで熱及び運動エネルギーの第２の部分が、外側ケーシング１８に結合されたＬＰタービンステータベーン７２と、ＬＰシャフト又はスプール３６に結合されたＬＰタービンロータブレード７４との連続する段を介して燃焼ガスから取り出され、従って、ＬＰシャフト又はスプール３６が回転を生じ、これによりＬＰ圧縮機２２の作動及び／又はファン３８の回転を維持する。
【0028】
その後、燃焼ガス６６は、コアタービンエンジン１６のジェット排気ノズルセクション３２を通って送られて、推進力をもたらす。同時に、空気の第１の部分６２は、バイパス空気流通路５６を通って送られるときにその圧力が実質的に増大し、その後、ターボファン１０のファンノズル排気セクション７６から排出されて、同様に推進力をもたらす。ＨＰタービン２８、ＬＰタービン３０、及びジェット排気ノズルセクション３２は、コアタービンエンジン１６を通じて燃焼ガス６６を送るための高温ガス経路７８を少なくとも部分的に画成する。
【0029】
ここで図２を参照すると、図１の例示的なターボファンエンジン１０の燃焼セクション２６の拡大断面図が提示される。より詳細には、図２は、本開示の例示的な実施形態による、図１の例示的なターボファンエンジン１０の燃焼セクション２６に位置付けることができる燃焼器組立体１００の斜視断面図を示す。図２は、明確にするために外側燃焼器ケーシングが取り外された燃焼器組立体１００の斜視断面図を示している点に留意されたい。
【0030】
図示のように、燃焼器組立体１００は、一般に、後端１０４と前端１０６の間で軸方向Ａにほぼ沿って延びる内側ライナ１０２と、後端１１０と前端１１２の間で軸方向Ａにほぼ沿って同様に延びる外側ライナ１０８とを含む。内側及び外側ライナ１０２，１０８は共に、これらの間に燃焼室１１４を少なくとも部分的に画成する。内側及び外側ライナ１０２，１０８は各々、環状ドームに取り付けられる。より詳細には、燃焼器組立体１００は、内側ライナ１０２の前端１０６に取り付けられた内側環状ドーム１１６と、外側ライナ１０８の前端１１２に取り付けられた外側環状ドーム１１８とを含む。内側及び外側環状ドーム１１６，１１８は各々、内側及び外側ライナ１０２，１０８それぞれの前端１０６，１１２を受けるためのスロット１２２を画成する密閉面を含むように図示されているが、ライナをそれぞれのドームに取り付けるために好適な取り付け方式を利用することができる。また、例示的な燃焼器組立体１００は、内側及び外側環状ドームを含めて図示されているが、本開示のコーティング及びコーティング系はまた、単一のドーム構成及び複数ドーム構成（例えば、３つのドーム、その他）にも適用されることは理解されたい。
【0031】
燃焼器組立体１００は更に、外側ドーム１１８内で円周方向に沿って離間して配置された複数の燃料空気ミキサ１２４を含む。より詳細には、複数の燃料空気ミキサ１２４は、半径方向Ｒに沿って外側ドーム１１８と内側ドーム１１６との間に配置される。ターボファンエンジン１０の圧縮機セクションからの圧縮空気は、燃料空気ミキサ１２４内に又は燃料空気ミキサ１２４を通って流れ、ここで圧縮空気が燃料と混合されて点火され、燃焼室１１４内で燃焼ガス６６を生成する。内側及び外側ドーム１１６，１１８は、燃料空気ミキサ１２４内に又は燃料空気ミキサ１２４を通る圧縮機セクションからの圧縮空気のこのような流れを提供するのを助けるように構成される。例えば、外側ドーム１１８は、前端１２８において外側カウル１２６を含み、内側ドーム１１６は同様に、前端１３２において内側カウル１３０を含む。外側カウル１２６及び内側カウル１３０は、燃料空気ミキサのうちの１又はそれ以上内に又は燃料空気ミキサのうちの１又はそれ以上を通る圧縮機セクション２６からの圧縮空気の流れを配向するのを助けることができる。
【0032】
更に、内側及び外側ドーム１１６，１１８は各々、ターボファンエンジン１０内に燃焼器組立体１００を装着するのを助けるように構成された取付部分を含む。例えば、外側ドーム１１８は、外側燃焼器ケーシング（図示せず）に装着するように構成された取付延伸部１３４を含み、内側ドーム１１６は、ターボファンエンジン１０内で環状支持部材（図示せず）に取り付けるように構成された同様の取付延伸部１３８を含む。特定の例示的な実施形態では、内側ドーム１１６は、単一の環状部品として一体的に形成することができ、同様に、外側ドーム１１８もまた、単一の環状部品として一体的に形成することができる。しかしながら、他の例示的な実施形態では、内側ドーム１１６及び／又は外側ドーム１１８は、代替として、好適な方式で接合された１又はそれ以上の部品によって形成されてもよいことは理解されたい。例えば、外側ドーム１１８に関して、特定の例示的な実施形態では、外側カウル１２６は、外側ドーム１１８とは別個に形成されて、例えば、溶接工程を用いて外側ドーム１１８の前端１２８に取り付けることができる。同様に、取付延伸部１３４もまた、外側ドーム１１８とは別個に形成されて、例えば、溶接工程を用いて外側ドーム１１８の前端１２８に取り付けることができる。これに加えて又は代替として、内側ドーム１１６は、同様の構成を有することができる。
【0033】
図２を更に参照すると、例示的な燃焼器組立体１００は更に、各燃料空気ミキサ１２４の周りに円周方向に配列された複数の熱シールド１４２を含む。熱シールド１４２は、図示の実施形態では、外側ドーム１１８と内側ドーム１１６との間に延びて取り付けられる。熱シールド１４２は、燃焼室１１４の比較的過酷な温度からターボファンエンジン１０の特定の部品を保護するよう構成される。
【0034】
特定の実施形態では、内側ライナ１０２及び外側ライナ１０８は各々、ニッケル基超合金又はコバルト基超合金などの金属から構成される。代替の実施形態では、内側ライナ１０２及び外側ライナ１０８は各々、高い温度性能を有する非金属材料であるセラミックマトリックス複合材（ＣＭＣ）材料から構成される。このようなライナ１０２，１０８に利用される例示的なＣＭＣ材料は、炭化ケイ素、ケイ素、シリカ、又はアルミナマトリックス材料及びこれらの組合せを含むことができる。サファイア及び炭化ケイ素などのモノフィラメントを含む酸化安定性強化繊維（例えば、ＴｅｘｔｒｏｎのＳＣＳ−６）、並びに炭化ケイ素を含むロービング及びヤーン（例えば、日本カーボンのＮＩＣＡＬＯＮ（登録商標）、宇部興産のＴＹＲＡＮＮＯ（登録商標）、及びＤｏｗ ＣｏｒｎｉｎｇのＳＹＬＲＡＭＩＣ（登録商標））、アルミナシリケイト（例えば、Ｎｅｘｔｅｌの４４０及び４８０）、及びチョップドウィスカー及び繊維（例えば、Ｎｅｘｔｅｌの４４０及びＳＡＦＦＩＬ（登録商標））、及び任意選択的にセラミック粒子（例えば、Ｓｉ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｙ及びその組合せの酸化物）及び有機繊維（例えば、パイロフィライト、珪灰石、マイカ、タルク、カイアナイト、及びモンモリロナイト）のようなセラミック繊維をマトリックス内に埋め込むことができる。
【0035】
内側カウル１３０及び外側カウル１２６をそれぞれ含む内側ドーム１１６及び外側ドーム１１８、並びに熱シールド１４２は、ニッケル基超合金又はコバルト基超合金などの金属から形成することができる。
【0036】
上述のように、これらの部品の各々は、比較的高い温度及び／又は圧力の厳しい条件に晒される。従って、遮熱コーティングは、何れかの金属部品の少なくとも露出面上に存在する。
【0037】
図３は、基材３０２上にＴＢＣコーティング系３１０を有する例示的なタービンエンジン部品３００の断面図を示す。一般に、基材３０２は、エンジン内の燃焼ガスに晒される部品３００の表面であることから「高温」側と呼ばれるコーティング表面３０３（すなわち、コーティングを有する第１の表面３０３）を画成する。また、部品は、部品３００の「低温」側には、コーティング表面３０３の反対側に位置する第２の表面３０１を有する。一実施形態では、基材３０２は、何れかの実施可能材料から形成される。例えば、基材３０２は、ニッケル又はコバルト及び／又は鉄合金又は超合金のものを含む、様々な金属又は金属合金の何れかから形成することができる。一実施形態では、基材３０２は、ニッケル基合金から作られ、別の実施形態では、基材３０２は、ニッケル基超合金から作られる。ニッケル基超合金は、ガンマプライム又は関連相の析出によって強化することができる。一例では、重量％単位で、約４〜約２０％のコバルト、約１〜約１０％のクロム、約５〜約７％のアルミニウム、約０〜約２％のモリブデン、約３〜約８％のタングステン、約４〜約１２％のタンタル、約０〜約２％のチタン、約０〜約８％のレニウム、約０〜約６％のルテニウム、約０〜約１％のニオブ、約０〜約０．１％の炭素、約０〜約０．０１％のホウ素、約０〜約０．１％のイットリウム、約０〜約１．５％のハフニウム、残部のニッケル及び不可避不純物からなる組成を有する。例えば、好適なニッケル基超合金は、商標Ｒｅｎｅ Ｎ５により入手可能であり、その公称組成は、重量基準で、７．５％コバルト、７％クロム、１．５％モリブデン、６．５％タンタル、６．２％アルミニウム、５％タングステン、３％レニウム、０．１５％ハフニウム、０．００４％ホウ素、及び０．０５％炭素、並びに残部のニッケル及び微量不純物である。
【0038】
図示の実施形態では、ＴＢＣコーティング系３１０は、基材３０２の第１の表面３０３上に内側ボンドコート３０４と、内側ボンドコート３０４の表面３０５上に外側ボンドコート３０６と、外側ボンドコート３０６の粗面３０７上にセラミックコート３０８とを含む。従って、セラミックコート３０８は、露出される外面３０９を画成する。
【0039】
上述のように、内側ボンドコート３０４は、耐酸化性、耐腐食性、及び耐亀裂性に特に好適な稠密ミクロ組織及び化学的性質を有する。他方、外側ボンドコート３０６は、ＴＢＣ接着に適合する化学的性質及び構造を有すると共に、ＴＢＣ接着に適合する表面粗さを提供する。従って、内側ボンドコート３０４は、一般に、外側ボンドコート３０６に比べて稠密な層である。すなわち、内側ボンドコート３０４は、外側ボンドコート３０６よりも低い気孔率を有する。例えば、内側ボンドコート３０４は、約５％以下（例えば、約０．５％〜約５％）の気孔率を有し、外側ボンドコート３０６は、約５％超の気孔率（例えば、約５％〜約２５％）を有する。
【0040】
内側ボンドコート３０４は、ある特定の実施形態では、コバルト含有材料（例えば、ＣｏＮｉＣｒＡｌＹ）を含む。特定の理論によって制限することを意図するものではないが、内側ボンドコート３０４中にコバルトが存在すると、特に比較的稠密な構成（例えば、５％未満の気孔率）と併用された場合には、内側ボンドコート３０４を通る硫黄拡散に対する耐性を向上させることができる。一実施形態では、内側ボンドコート３０４は、重量基準で、約３１．０％〜約３３．５％ニッケル、約２１．０％〜約２３．０％クロム、約９．５％〜約１０．５％アルミニウム、０．０５％〜約０．５０％イットリウム、０％〜約０．０１％リン、０％〜約０．０１％窒素、０％〜約０．０４０％酸素、及び残部のコバルトからなる組成を有するＣｏＮｉＣｒＡｌＹ合金のようなＣｏＮｉＣｒＡｌＹを含む。
【0041】
一実施形態では、内側ボンドコート３０４は、基材３０２の表面３０３上に複数の粒子を高速酸素燃料コーティング溶射して内側ボンドコート３０４を形成することによって形成される。粒子は、比較的稠密な（すなわち、比較的気孔率が低い）層をもたらすように、比較的微細な平均粒径を有する。例えば、複数の粒子は、最初に、約３２５〜約４００のメッシュレーティングを有するメッシュを通して選別して、９０％を上回る（例えば、約９９％を上回る）粒子が、約４５μｍよりも小さい平均直径を有することができる。例えば、９０％を上回る（例えば、約９９％を上回る）粒子が、約４４μｍ未満（３２５メッシュサイズに対して）又は約３７μｍ未満（４００メッシュサイズに対して）の平均直径を有することができる。
【0042】
図示の実施形態では、内側ボンドコート３０４と外側ボンドコート３０６（又は、存在する場合には、中間ボンドコート）との間の接合が化学結合（例えば、拡散接合）であるので、内側ボンドコート３０４は、実質的に滑らかな表面３０５を画成する。例えば、表面３０５は、約１．５μｍＲａ〜約７．５μｍＲａ（例えば、約１．７５μｍＲａ〜約５．２５μｍＲａ）の表面粗さを有することができ、ここでＲａは、得られる粗度を定量的に表すために計算される変位値の算術平均である。
【0043】
内側ボンドコート３０４の厚さは、部品及び作動環境に応じて変わることができる。内側ボンドコート３０４は、一実施形態では、内側ボンドコート３０４にわたる複数点において内側ボンドコート３０４のベース（図３の実施形態では基材３０２の表面３０３として示される）から内側ボンドコート３０４の表面３０５までの最短距離の平均をとって測定したときに、約２００μｍ〜約３５０μｍである平均厚さ（ＴIBC）を有する。
【0044】
外側ボンドコート３０６は、一実施形態では、コバルトを実質的に含んでいない。本明細書で使用される場合、用語「実質的に含んでいない」とは、微量を超えない程存在することを意味し、及び完全に含まれないことを含む（例えば、０重量％〜最大で０．５重量％）。
【0045】
一実施形態では、外側ボンドコート３０６は、金属、金属を含む、金属間化合物、金属合金、複合材及びこれらの組合せとすることができる。一実施形態では、外側ボンドコート３０６はＮｉＡｌである。一実施形態では、外側ボンドコート３０６は、主成分としてβ−ＮｉＡｌ層などの合金化添加が限定的なＮｉＡｌである。ＮｉＡｌコーティングは、約９〜約１２重量％のアルミニウム含有量を有し、残部は本質的にニッケルとすることができ、別の実施形態では、約１８〜約２１重量％のアルミニウム含有量を有し、残部は本質的にニッケルとすることができる。しかしながら、外側ボンドコート３０６の組成は、ＮｉＡｌボンドコートに限定されず、適切な接合及び温度性能を有する金属コーティングであってもよい。例えば、外側ボンドコート３０６は、（重量で）約２１．０％〜約２３．０％クロム、約９％〜約１１％アルミニウム、０．０５％〜約１．２０％イットリウム、０％〜約０．０１％リン、０％〜約０．０１％窒素、０％〜約０．０４０％酸素及び残部のニッケルからなる組成を有する。特定の実施形態では、他の反応性元素は、イットリウムの追加として又は代替として含めることができる。例えば、外側ボンドコート３０６は、ＮｉＣｒＡｌＹ化合物と組合せて、ＮｉＣｒＡｌＺｒ、ＮｉＣｒＡｌＨｆＳｉ、ＮｉＣｒＡｌＹＺｒ、ＮｉＣｒＡｌＲｅＹ、又はこれらの組合せの材料を含む化合物を含むことができる。このような材料の含有は、ボンドコートへのスケール付着を助け、従って、ＴＢＣ寿命を向上させることができる。
【0046】
一実施形態では、外側ボンドコート３０６は、拡散コーティング３０８の接合を助けるため複数の山部及び谷部を含む粗面３０７（外側ボンドコート３０６の）をセラミックコート３０８が機械的に接合する酸化物表面層（スケール）３０７を画成する。例えば、表面３０７は、約８．５μｍＲａ〜約２０μｍＲａ（例えば、約９μｍＲａ〜約１５μｍＲａ）の表面粗さを有することができる。
【0047】
外側ボンドコート３０６の厚さは、部品及び作動環境に応じて変わることができる。外側ボンドコート３０６は、一実施形態では、外側ボンドコート３０６にわたる複数点において外側ボンドコート３０６のベース（図３の実施形態では内側ボンドコート３０４の表面３０５として示される）から外側ボンドコート３０６の表面３０７までの最短距離の平均をとって測定したときに、約１００μｍ〜約４００μｍである平均厚さ（ＴOBC）を有する。
【0048】
外側ボンドコート３０６は、空気プラズマ溶射（ＡＰＳ）、高速酸素燃料コーティング溶射（ＨＶＯＦ）、高速空気燃料プロセス（ＨＶＡＦ）、ワイヤーアーク溶射、減圧プラズマ溶射（ＬＰＰＳ）プロセス、その他を含む、好適な堆積プロセスにより形成することができる。一実施形態では、外側ボンドコート３０６は、内側ボンドコート３０４の表面３０５上に複数の粒子を高速酸素燃料コーティング溶射して外側ボンドコート３０６を形成することによって形成される。粒子は、比較的高い気孔率を有する層をもたらすように、比較的粗い平均粒径を有する。例えば、複数の粒子は、最初に、約１００〜約２７０のメッシュレーティングを有するメッシュを通して選別して、９０％を上回る（例えば、約９９％を上回る）粒子が、約５０μｍ〜約１５０μｍの平均直径を有することができる。例えば、９０％を上回る（例えば、約９９％を上回る）粒子が、約５３μｍ（２７０メッシュサイズに対して）〜約１４９μｍ（１００メッシュサイズに対して）の平均直径を有することができる。
【0049】
内側ボンドコート３０４及び外側ボンドコート３０６はまた、それぞれの硫黄拡散速度に関して異なっている。内側ボンドコート３０４は、外側ボンドコート３０６よりも低い硫黄拡散速度を有する。一実施形態では、内側ボンドコート３０４は、外側ボンドコート３０６の硫黄拡散速度よりも少なくとも１０倍低い（例えば、約１００倍又はそれ以上低いなど、約５０倍又はそれ以上低い）硫黄拡散速度を有する。
【0050】
セラミックコート３０８は、一実施形態では、低熱伝導率のセラミックを含むことができる。例えば、低熱伝導率のセラミックは、約０．１〜１．０ＢＴＵ／ｆｔ・ｈｒ・°Ｆ、好ましくは、０．３〜０．６ＢＴＵ／ｆｔ・ｈｒ・°Ｆの範囲の熱伝導率を有することができる。一実施形態では、セラミックコート３０８は、ジルコニウム酸化物、イットリウム酸化物、イッテルビウム酸化物及びネオジム酸化物の混合物を含むことができる。別の実施形態では、セラミックコート３０８は、イットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）を含むことができる。一実施形態では、セラミックコート３０８は、約３〜約１０重量％イットリアの組成を有するＹＳＺとすることができる。別の実施形態では、セラミックコート３０８は、イットリア、非安定化ジルコニア、又はマグネシア（ＭｇＯ）、セリア（ＣｅＯ2）、酸化スカンジウム（Ｓｃ2Ｏ3）又はアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）などの酸化物によって安定化されたジルコニアのような別のセラミック材料とすることができる。更に他の実施形態では、セラミックコート３０８は、限定ではないが、イッテルビア、酸化スカンジウム、酸化ランタン、酸化ネオジム、エルビア、及びこれらの組合せなどの１又はそれ以上の希土類酸化物を含むことができる。これらの更に他の実施形態では、希土類酸化物は、安定化ジルコニア系においてイットリアの一部又は全部を置き換えることができる。セラミックコート３０８は、下にある基材３０２の所要の熱保護を提供するのに十分な厚さ、一般的には約７５μｍ〜約３５０μｍ程度を堆積される。
【0051】
限定ではないが、物理蒸着（ＰＶＤ）法、化学蒸着法、減圧プラズマ溶射（ＬＰＰＳ）法、空気プラズマ溶射（ＡＰＳ）、その他を含む、セラミックコート３０８を形成するのに好適な堆積法を用いることができる。
【0052】
隣接する層上に直接的に（すなわち、間に中間層が存在せずに）示されているが、特定の実施形態では、ＴＢＣ系３１０内に別の１以上の層が存在してもよい。例えば、ＴＢＣ系３１０に追加のボンドコートが存在することができる。
【0053】
図４は、内側ボンドコート３０４と外側ボンドコート３０６との間に位置する中間ボンドコート３１２を含むＴＢＣ系３１０を示している。中間ボンドコート３１２は、内側ボンドコート３０４の気孔率よりも高い気孔率を有する（すなわち、内側ボンドコート３０４は、中間ボンドコート３１２よりも稠密である）。また、中間ボンドコート３１２は、外側ボンドコート３０６の気孔率よりも低い気孔率を有する（すなわち、中間ボンドコート３１２は、外側ボンドコート３０６よりも稠密である）。
【0054】
このような実施形態では、内側ボンドコート３０４は、Ｃｏ（例えば、ＣｏＮｉＣｒＡｌＹ）を含有することができ、中間ボンドコート３１２及び外側ボンドコート３０６は、コバルトを実質的に含んでいない。中間ボンドコート３１２及び外側ボンドコート３０６は、同じ組成から、又は異なる組成から作ることができる。例えば、中間ボンドコート３１２は、金属、金属を含む、金属間化合物、金属合金、複合材及びこれらの組合せとすることができる。一実施形態では、中間ボンドコート３１２は、外側ボンドコート３０６に関して上述しように、合金化添加が限定的な主成分としてβ−ＮｉＡｌ層のようなＮｉＡｌとすることができる。しかしながら、中間ボンドコート３１２の組成は、ＮｉＡｌボンドコートに限定されず、適切な接合及び温度性能を有する金属コーティングであってもよい。例えば、中間ボンドコート３１２は、ＮｉＣｒＡｌＹコーティングとすることができる。一実施形態では、中間ボンドコート３１２は、ＮｉＣｒＡｌＹを含むことができ、外側ボンドコート３０６は、ＮｉＣｒＡｌを含むことができる。
【0055】
一実施形態では、内側ボンドコート３０４、中間ボンドコート３１２、及び外側ボンドコート３０６の気孔率は異なり、これらのコーティングは、基材３０２に近くなるほどより稠密である。従って、内側ボンドコート３０４は、一般に、中間ボンドコート３１２及び外側ボンドコート３０６と比べて稠密な層である。すなわち、内側ボンドコート３０４は、中間ボンドコート３１２の気孔率及び外側ボンドコート３０６の気孔率よりも低い気孔率を有する。反対に、外側ボンドコート３０６は、一般に、中間ボンドコート３１２及び内側ボンドコート３０４に比べて多孔性の層である。すなわち、外側ボンドコート３０６は、中間ボンドコート３１２の気孔率及び内側ボンドコート３０４の気孔率よりも高い気孔率を有する。従って、中間ボンドコート３１２は、一実施形態では、内側ボンドコート３０４の気孔率よりも高い気孔率を有し、外側ボンドコート３０６の気孔率よりも低い気孔率を有する。例えば、内側ボンドコート３０４は、約５％以下（例えば、約０．５％〜約５％）の気孔率を有することができ、中間ボンドコート３１２は、約４％〜約６％の気孔率を有することができ、外側ボンドコート３０６は、約５％超（例えば、約５％〜約２５％）の気孔率を有することができる。
【0056】
中間ボンドコート３１２は、一実施形態では、中間ボンドコート３１２にわたる複数点において中間ボンドコート３１２のベース（図４の実施形態では内側ボンドコート３０４の表面３１３として示される）から中間ボンドコート３１２の表面３１３までの最短距離の平均をとって測定したときに、約１００μｍ〜約４００μｍである平均厚さ（ＴINT）を有する。
【0057】
図４の実施形態では、中間ボンドコート３１２と外側ボンドコート３０６との間の接合が化学結合（例えば、拡散接合）であるので、中間ボンドコート３１２は、実質的に滑らかな表面３１３５を画成する。例えば、表面３１３は、約１．５μｍＲａ〜約７．５μｍＲａ（例えば、約１．７５μｍＲａ〜約５．２５μｍＲａ）の表面粗さを有することができる。
【0058】
中間ボンドコート３１２は、空気プラズマ溶射（ＡＰＳ）、高速酸素燃料コーティング溶射（ＨＶＯＦ）、ワイヤーアーク溶射、減圧プラズマ溶射（ＬＰＰＳ）プロセス、その他を含む、好適な堆積プロセスにより形成することができる。粒子は、内側ボンドコート３０４を形成するのに利用される粒子よりも大きく、外側ボンドコート３０６を形成するのに利用される粒子よりも小さい平均粒径を有する。従って、中間ボンドコート３１２は、比較的稠密な内側ボンドコート３０４と比較的多孔性の外側ボンドコート３０６との間の相対気孔率を有する。
【0059】
上述のＴＢＣ系３１０は、内側カウル１３０及び外側カウル１２６をそれぞれ含む内側ドーム１１６及び外側ドーム１１８、熱シールド１４２、その他のような、図２の燃焼器組立体１００内の金属製エンジン部品上で使用するのに特に好適である。しかしながら、ＴＢＣ系３１０は、ガスタービンエンジン１０内の好適な部品上に利用することができる。
【0060】
また、基材上の既存のＴＢＣを補修する方法も提供される。使用期間を経て、エンジン部品は、エンジンの作動中に高温燃焼ガスに晒されている。従って、部品の表面上のＴＢＣは、過酷な環境からの厳しい作用を受けており、酸化、腐食、浸食、亀裂、摩擦事象、その他を通じて損傷を受ける可能性がある。
【0061】
本方法は、特に、ボンドコート（例えば、本出願において記載された単一層ボンドコート又は二重層ボンドコート）及びセラミックコートを有するＴＢＣを含む、基材の表面上に堆積される何れかのＴＢＣで利用することができる。本方法は、基材の表面全体上のＴＢＣ又は基材の表面上のＴＢＣの局所的部分を補修するのに利用することができる。
【0062】
本方法によれば、既存のセラミックコーティングが、基材の表面上の補修すべき区域から除去される。上述のように、補修される区域は、基材の表面全体又は表面の局所的部分とすることができる。何れかの既存のセラミックコーティングを表面から除去するのに様々な技法を用いることができるが、１以上の既存層を除去する１つの特に好適な方法は、ペンシルグリットブラストとして知られる技法によるような、露出面をグリッドブラストするものである。
【0063】
図５は、基材３０２の表面３０３にわたって損傷を受けたＴＢＣ５００を有した基材３０２を示している。損傷を受けたＴＢＣ５００は、結合層５０２と、ＴＢＣ５００の露出面５０６を画成するセラミック層５０４とを含む。図示のように、結合層５０２は、基材３０２の高温表面３０３上にあり、基材３０２とセラミック層５０４との間に位置する。
【0064】
図６Ａは、損傷を受けたＴＢＣ５００の全てを除去した後に表面全体３０３が露出した図５の基材３０２を示している。すなわち、セラミック層５０４全体及び結合層５０２の実質的に全てが除去されて、部品全体にわたって基材の表面が露出している。次いで、図３及び図４に関して上記で検討したように、表面３０３上に、内側ボンドコート３０４、任意選択の中間ボンドコート３１２、及びセラミック層５０４を形成することができる。
【0065】
図６Ｂは、損傷を受けたセラミック層５０４のＴＢＣ５００の全て及び結合層５０２の一部を除去した後に基材３０２の表面全体３０３にわたって接合面５０３を露出した図５の基材３０２を示している。すなわち、セラミック層５０４全体及び結合層５０２の一部が除去され、基材３０２の表面全体３０３にわたって結合層５０２の一部を残している。結合層５０２上に形成される表面５０３は、実質的に粗い面として示され、結合層５０２と、その上に後で形成される層（例えば、内側ボンドコート３０４）との間の接着を助けるようにする。図３及び４に関して上記で検討したように、残存する結合層５０２の表面５０３上に内側ボンドコート３０４、任意選択の中間ボンドコート３１２、外側ボンドコート３０６及びセラミック層３１２を形成することができる。例えば、図７は、残存する結合層５０２の表面５０３上に内側ボンドコート３０４、任意選択の中間ボンドコート３１２、外側ボンドコート３０６及びセラミック層３１２を形成した後の図６Ｂの基材３０２を示している。
【0066】
図８は、基材３０２の表面３０３上の第１の部分５１０にわたって損傷を受けたＴＢＣ５００と、損傷を受けていないＴＢＣ５００の第２の部分５１２とを有する基材３０２を示している。一実施形態によれば、セラミック層５０４は、ＴＢＣの損傷を受けた部分５１０から局所的に除去され、セラミック層５０４の損傷を受けていない部分５１２が残される。例えば、補修方法は、損傷を受けた部分５１０においてのみセラミック層５０４の酸化物及び残存破片並びに内側の結合層５０２の少なくとも一部を除去することができる。様々な技法を用いることができるが、好ましい方法は、ペンシルグリットブラストとして知られる技法によるような、損傷を受けた部分５１０におけるＴＢＣ５００の露出面をグリッドブラストするものである。この方法は、損傷を受けた部分５１０におけるＴＢＣ５００の選択的除去を可能にして、損傷を受けていない部分５１２における残存するセラミック層５０４が本処置を確実に受けないようにする。特定の実施形態では、例えば、グリッドブラスト工程中にテープマスキングにより損傷を受けていない部分５１２における周囲のセラミック層５０４をマスクすることが望ましいとすることができる。損傷を受けていない部分５１２におけるセラミック層５０４に対して所定レベルの保護を提供することに加えて、テープマスキングはまた、損傷を受けた部分５１０を直ちに囲む損傷を受けていない部分５１２におけるセラミック層５０４の保全性に対する証明試験としても機能を果たす。
【0067】
図９Ａは、ＴＢＣ５００の損傷を受けた部分５１０の全てを除去した後に下にある表面３０３が露出され、ＴＢＣ５００の損傷を受けていない部分５１２を残した、図８の基材３０２を示している。すなわち、セラミック層５０４及び結合層５０２の実質的に全てが除去されて、損傷を受けた部分５１０における表面３０３が露出されている。次いで、図３及び４に関して上記で検討したように、表面３０３上に内側ボンドコート３０４、任意選択の中間ボンドコート３１２、及びセラミック層３１２を形成することができる。図１０Ａは、表面３０３上に内側ボンドコート３０４、任意選択の中間ボンドコート３１２、外側ボンドコート３０６及びセラミック層３１２を形成して、図８及び９Ａの損傷を受けた区域５１０に対応する補修区域５２０を定めた後の図９Ａの基材３０２を示している。
【0068】
図９Ｂは、ＴＢＣ５００の損傷を受けた部分５１０の全て及び結合層５０２の一部を除去した後、ＴＢＣ５００の損傷を受けていない部分５１２が残った図８の基材３０２を示している。すなわち、セラミック層５０４及び結合層５０２の一部が除去され、損傷を受けた部分５１０内の結合層５０２の一部を残している。結合層５０２上に形成される表面５０３は、実質的に粗い面として示され、結合層５０２と、その上に後で形成される層（例えば、内側ボンドコート３０４）との間の接着を助けるようにする。次いで、図３及び４に関して上記で検討したように、残存する結合層５０２の表面５０３上に内側ボンドコート３０４、任意選択の中間ボンドコート３１２、外側ボンドコート３０６及びセラミック層３１２を形成することができる。図１０Ｂは、残存する結合層５０２上に内側ボンドコート３０４、外側ボンドコート３０６及びセラミック層３１２を形成して、図８及び９Ａの損傷を受けた区域５１０に対応する補修区域５２０を定めた後の図１０Ａの基材３０２を示している。
【0069】
本明細書は、最良の形態を含む実施例を用いて本発明を開示し、また、当業者が、デバイス又はシステムを実施及び利用すること並びに組み込み方法を実施することを含む本発明を実施することを可能にする。本発明の特許保護される範囲は、請求項によって定義され、当業者であれば想起される他の実施例を含むことができる。このような他の実施例は、請求項の文言と差違のない構造要素を有する場合、或いは、請求項の文言と僅かな差違を有する均等な構造要素を含む場合には、本発明の範囲内にあるものとする。
【0070】
最後に、代表的な実施態様を以下に示す。［実施態様１］
補修された遮熱コーティングを有するタービンエンジン部品であって、
表面を画成する基材と、
上記基材の表面の第１の部分上の遮熱コーティングと、
を備え、上記遮熱コーティングが、内側結合層と、第１のセラミック層とを含み、上記内側結合層が、上記基材と上記第１のセラミック層との間に位置し、
上記タービンエンジン部品が更に、
上記基材の表面の第２の部分上の補修された遮熱コーティングと
を備え、
上記補修された遮熱コーティングが、
上記基材の表面上の内側ボンドコートであってコバルト含有材料を含む内側ボンドコートと、
上記内側ボンドコート上の外側ボンドコートであってコバルトを実質的に含んでいない外側ボンドコートと、
上記外側ボンドコート上のセラミックコートと
を含む、タービンエンジン部品。
［実施態様２］
上記補修された遮熱コーティングが更に、
上記基材の表面と上記内側ボンドコートとの間に位置する内側結合層を含む、実施態様１に記載のタービンエンジン部品。
［実施態様３］
上記内側ボンドコートが、約５％以下の気孔率を有し、上記外側ボンドコートが約５％超の気孔率を有する、、実施態様１に記載のタービンエンジン部品。
［実施態様４］
上記内側ボンドコートが、上記外側ボンドコートの硫黄拡散速度よりも少なくとも１０倍遅い硫黄拡散速度を有する、実施態様１に記載のタービンエンジン部品。
［実施態様５］
上記内側ボンドコートがＣｏＮｉＣｒＡｌＹを含み、上記外側ボンドコートがＮｉＣｒＡｌＹを含む、実施態様１に記載のタービンエンジン部品。
［実施態様６］
上記内側ボンドコートが、約２００μｍ〜約３５０μｍの平均厚さを有し、上記外側ボンドコートが、約１００μｍ〜約４００μｍの平均厚さを有する、実施態様１に記載のタービンエンジン部品。
［実施態様７］
上記外側ボンドコートと上記セラミックコートとの間に位置する中間ボンドコートを更に備え、上記中間ボンドコートが、上記内側ボンドコートの気孔率よりも高い気孔率を有し、更に上記中間ボンドコートが、上記外側ボンドコートの気孔率よりも低い気孔率を有する、実施態様１に記載のタービンエンジン部品。
［実施態様８］
補修された遮熱コーティングを有するタービンエンジン部品であって、
表面を画成する基材と、
上記基材の表面上の内側結合層と、
上記内側結合層上の内側ボンドコートであってコバルト含有材料を含む内側ボンドコートと、
上記内側ボンドコート上の外側ボンドコートであってコバルトを実質的に含んでいない外側ボンドコートと、
上記外側ボンドコート上のセラミックコートと
を備える、タービンエンジン部品。
［実施態様９］
上記内側ボンドコートが、約５％以下の気孔率を有し、上記外側ボンドコートが約５％超の気孔率を有する、実施態様８に記載のタービンエンジン部品。
［実施態様１０］
上記外側ボンドコートの硫黄拡散速度よりも少なくとも１０倍遅い硫黄拡散速度を有する、実施態様８に記載のタービンエンジン部品。
［実施態様１１］
上記内側ボンドコートがＣｏＮｉＣｒＡｌＹを含み、上記外側ボンドコートがＮｉＣｒＡｌＹを含む、実施態様８に記載のタービンエンジン部品。
［実施態様１２］
上記内側ボンドコートが、約２００μｍ〜約３５０μｍの平均厚さを有し、上記外側ボンドコートが、約１００μｍ〜約４００μｍの平均厚さを有する、実施態様８に記載のタービンエンジン部品。
［実施態様１３］
上記外側ボンドコートと上記セラミックコートとの間に位置する中間ボンドコートを更に備え、上記中間ボンドコートが、上記内側ボンドコートの気孔率よりも高い気孔率を有し、更に上記中間ボンドコートが、上記外側ボンドコートの気孔率よりも低い気孔率を有する、実施態様８に記載のタービンエンジン部品。
［実施態様１４］
タービンエンジン部品上の遮熱コーティングを補修する方法であって、
基材の表面の区域からセラミックコーティングを除去するステップと、
上記基材の表面の区域の上にコバルト含有材料を含む内側ボンドコートを形成するステップと、
上記内側ボンドコートの上にコバルトを実質的に含んでいない外側ボンドコートを形成するステップと、
上記外側ボンドコート上にセラミックコートを形成するステップと
を含む、方法。
［実施態様１５］
上記内側ボンドコートを形成するステップが、上記基材の区域上に複数の第１の粒子を高速酸素燃料コーティング溶射して上記内側ボンドコートを形成するステップを含み、上記複数の第１の粒子が、コバルト含有材料を含み且つ約４５μｍ未満の平均粒径を有する、実施態様１４に記載の方法。
［実施態様１６］
上記複数の第１の粒子が、ＣｏＮｉＣｒＡｌＹを含む、実施態様１５に記載の方法。
［実施態様１７］
上記外側ボンドコートが、約５０μｍ〜約１５０μｍの平均直径を有する複数の第２の粒子を高速酸素燃料コーティング溶射することにより形成され、該複数の第２の粒子がＮｉＣｒＡｌＹを含む、実施態様１５に記載の方法。
［実施態様１８］
上記外側ボンドコートを形成するステップの前に、上記内側ボンドコート上に中間ボンドコートを形成するステップを更に含み、上記中間ボンドコートが実質的にコバルトが含まれておらず、上記中間ボンドコートが、上記内側ボンドコートの気孔率よりも高い気孔率を有し、更に上記中間ボンドコートが、上記外側ボンドコートの気孔率よりも低い気孔率を有する、実施態様１４に記載の方法。
［実施態様１９］
上記基材の表面から何れかのセラミックコーティング除去することが、上記基材の表面から全ての材料を除去して基材の表面を露出させることを含む、実施態様１４に記載の方法。
［実施態様２０］
上記基材の表面から何れかのセラミックコーティング除去することが、上記基材の表面の区域から全てのセラミックコーティング材料を除去して、基材の表面上に既存のボンドコートの一部を残すようにすることを含む、実施態様１４に記載の方法。
【符号の説明】
【0071】
１０ ターボファンエンジン１２ 長手方向中心線
１４ ファンセクション
１６ コアタービンエンジン
１８ 外側ケーシング
２０ 環状入口
２２ 低圧圧縮機
２４ 高圧圧縮機
２６ 燃焼セクション
２８ 高圧タービン
３０ 低圧タービン
３２ ジェット排気ノズルセクション
３４ 高圧シャフト又はスプール
３６ 低圧シャフト又はスプール
３８ 可変ピッチファン
４０ ファンブレード
４２ ディスク
４４ 作動部材
４６ 出力ギアボックス
４８ 回転可能な前方ナセル
５０ 外側ナセル
５２ ガイドベーン
５４ 下流側セクション
５６ バイパス空気流通路
５８ 空気
６０ 入口
６２ 空気の第１の部分
６４ 空気の第２の部分
６６ 燃焼ガス
６８ 高圧タービンステータベーン
７０ 高圧タービンロータブレード
７２ 低圧タービンステータベーン
７４ 低圧タービンロータブレード
７６ ファンノズル排気セクション
７８ 高温ガス経路
１００ 燃焼器組立体
１０２ 内側ライナ
１０４ 後端
１０６ 前端
１０８ 外側ライナ
１１０ 後端
１１２ 前端
１１４ 燃焼室
１１６ 内側環状ドーム
１１８ 外側環状ドーム
１２２ スロット
１２４ 燃料空気ミキサ
１２６ 外側カウル
１２８ 前端
１３０ 内側カウル
１３２ 前端
１３４ 取付延伸部
１３８ 取付延伸部
１４２ 熱シールド
３００ 部品
３０１ 第２の表面
３０２ 基材
３０３ 第１の表面
３０４ 内側ボンドコート
３０５ 表面
３０６ 外側ボンドコート
３０７ 粗面
３０８ セラミックコート
３０９ 外面
３１０ ＴＢＣ系
３１２ 中間ボンドコート
３１３ 表面
５００ 損傷を受けたＴＢＣ
５０２ 内側結合層
５０３ 接合面
５０４ セラミック層
５０６ 露出面
５１０ 損傷を受けた部分
５１２ 損傷を受けていない部分
５２０ 補修区域