用于陶瓷基质复合材料的具有可磨耗涂层的环境阻挡涂层的制作方法
【专利摘要】制品包括基材、布置在所述基材上的粘合涂层、布置在所述粘合涂层上的环境阻挡涂层和布置在第二顶涂层上的图案化可磨耗涂层。所述环境阻挡涂层包括布置在所述粘合涂层上的中间层、布置在所述中间层上的密封层、布置在所述密封层上的第一顶涂层和布置在所述第一顶涂层上的第二顶涂层。所述第一顶涂层与所述第二顶涂层不同。
【专利说明】用于陶瓷基质复合材料的具有可磨耗涂层的环境阻挡涂层
[0001 ] 政府权利
本发明是在美国能源部授予的合同号DE-FC26-05NT42643下的政府支持下进行。政府享有本发明中的某些权利。
技术领域
[0002]总体而言，本公开涉及高温部件，且更具体地讲，涉及可用以保护所述部件免于暴露于高温环境并适用于提供密封的具有可磨耗涂层的高温涂层。
【背景技术】
[0003]例如陶瓷、合金和金属间化合物的高温材料对于为在例如燃气涡轮发动机、换热器和内燃机的应用中高温工作而设计的结构提供有吸引力的性质。通常，燃气涡轮机的部件需要使用涂层例如热阻挡涂层来保护下面的支持材料和结构免受工作环境的极高温度。在涡轮机中，燃气涡轮机的涡轮工段中的转动叶片的每个盘片被位于邻近叶尖的分段叶片环紧紧包围，以防止工作气体因通过叶尖而绕过叶片。为了让叶尖和环形片之间的间隙最小，绝热阻挡涂层理想地为可磨耗的，从而降低在与涂层接触时叶尖的磨损。
[0004]需要另外的高温部件，且具体地讲，需要用于保护所述部件免于暴露于高温环境且用于提供密封的具有可磨耗涂层的高温涂层。
【发明内容】
[0005]本公开在第一方面提供了一种制品，其包括基材、布置在所述基材上的粘合涂层、布置在所述粘合涂层上的环境阻挡涂层和布置在第二顶涂层上的图案化可磨耗涂层。所述环境阻挡涂层包括布置在所述粘合涂层上的中间层、布置在所述中间层上的密封层、布置在所述密封层上的第一顶涂层和布置在所述第一顶涂层上的第二顶涂层。所述第一顶涂层与所述第二顶涂层不同。
[0006]本公开在第二方面提供了形成制品的方法，所述方法包括提供基材，形成布置在所述基材上的粘合涂层，在所述粘合涂层上形成中间层，在所述中间层上形成密封层，在所述密封层上形成第一顶涂层，在所述第一顶涂层上形成第二顶涂层和在所述第二顶涂层上形成图案化可磨耗涂层。
[0007]本公开的各方面提供了:
第I项.制品，其包括:
基材；
布置在所述基材上的粘合涂层；
布置在所述粘合涂层上的环境阻挡涂层，所述环境阻挡涂层包括:
布置在所述粘合涂层上的中间层；
布置在所述中间层上的密封层；
布置在所述密封层上的第一顶涂层； 布置在所述第一顶涂层上的第二顶涂层，所述第一顶涂层与所述第二顶涂层不同；和布置在所述第二顶涂层上的图案化可磨耗涂层。
[0008]第2项.第I项的制品，其中所述图案化可磨耗涂层包括实心部分和空隙。
[0009]第3项.第2项的制品，其中所述实心部分包括通常贯穿所述图案化可磨耗涂层的厚度的锥形侧。
[0010]第4项.第I项的制品，其中所述粘合涂层包含硅；
所述中间层包含稀土二硅酸盐；
所述密封层包含铝硅酸锶钡；
所述第一顶涂层包含稀土二硅酸盐;且所述第二顶涂层包含稀土单硅酸盐。
[0011]第5项.第4项的制品，其中所述图案化可磨耗涂层包括实心部分和空隙。
[0012]第6项.第5项的制品，其中所述实心部分包括通常贯穿所述图案化可磨耗涂层的厚度的锥形侧。
[0013]第7项.第I项的制品，其中所述基材包括陶瓷基质复合材料、整块陶瓷层或其组入口 ο
[0014]第8项.第I项的制品，其中所述粘合涂层包含硅。
[0015]第9项.第I项的制品，其中所述密封层包含至少一个由包含碱土金属铝硅酸盐和稀土硅酸盐的混合物形成的气密自密封层。
[0016]第10项.第I项的制品，其中所述密封层包含铝硅酸锶钡。
[0017]第11项.第I项的制品，其中所述可磨耗涂层的厚度在约0.1毫米-约2毫米范围内。
[0018]第12项.第I项的制品，其中所述可磨耗涂层包含氧化锆。
[0019]第13项.第I项的制品，其中所述基材包括陶瓷基质复合材料、整块陶瓷层或其组入口 ο
[0020]第14项.第I项的制品，其中所述粘合涂层和所述环境阻挡涂层的所述各层各自包括连续层。
[0021]第15项.第I项的制品，其中所述环境阻挡涂层和所述图案化可磨耗涂层能够经受住至少2，400华氏度的操作温度。
[0022]第I6项.第I项的制品，其中所述基材包括燃气涡轮机组件的部件。
[0023]第17项.第I项的制品，其中所述基材包括邻近于旋转涡轮叶片的尖端布置的具有所述可磨耗层的外表面的涡轮机罩壳。
[0024]第I8项.形成制品的方法，所述方法包括:
提供基材；
形成布置在所述基材上的粘合涂层；
在所述粘合涂层上形成中间层；
在所述中间层上形成密封层；
在所述密封层上形成第一顶涂层；
在所述第一顶涂层上形成第二顶涂层;及在所述第二顶涂层上形成图案化可磨耗涂层。
[0025]第19项.第18项的方法，其中形成所述图案化可磨耗涂层包括形成包括限定空隙的实心部分的图案化可磨耗涂层。
[0026]第20项.第19项的方法，其中所述实心部分包括通常贯穿所述图案化可磨耗涂层的厚度的锥形侧。
[0027]第21项.第20项的方法，其中:
所述粘合涂层包含硅；
所述中间层包含稀土二硅酸盐；
所述密封层包含铝硅酸锶钡；
所述第一顶涂层包含稀土二硅酸盐;且所述第二顶涂层包含稀土单硅酸盐。
[0028]第22项.第20项的方法，其中所述粘合涂层、第一中间层、所述密封层、所述第一顶涂层、所述第二顶涂层的形成各自包括形成连续涂层。
[0029]第23项.第20项的方法，其中形成所述图案化可磨耗涂层包括形成包括限定空隙的实心部分的图案化可磨耗涂层。
[0030]第24项.第20项的方法，其中所述实心部分包括通常贯穿所述图案化可磨耗涂层的厚度的锥形侧。
【附图说明】
[0031]结合附图，本公开的上述和其他特点、方面和优势将从本公开的各方面的以下详述显而易见，其中:
图1为根据本公开的方面的制品的一个实施方案的示意图，所述制品具有基材、粘合涂层、环境阻挡涂层和可磨耗涂层；
图2为图1的制品的示意图，其进一步说明环境阻挡涂层；
图3为氧化招/二氧化娃/碱土金属氧化物组成空间(composit1nal space)的示意图，为了方便起见，以本领域中常用型三元型组成图描绘，其中根据本公开的实施方案突出显示了某些组分；
图4为根据本公开的方面的图1的制品的一部分如罩壳以及叶片的横截面图；
图5为根据本公开具有可磨耗涂层的罩壳的例示性实施方案的俯视图，示出了一小部分经过的涡轮叶片；
图6为根据本公开的方面的制品的一部分的另一实施方案的横截面图，所述制品具有基材、粘合涂层、环境阻挡涂层和可磨耗涂层;及
图7为说明制造根据本公开的方面的制品的方法的一个实施方案的流程图。
【具体实施方式】
[0032]下文提供的各个实施方案有助于解释本公开的某些方面，且不应该解释为限制本公开的范围。此外，在整个说明书和权利要求中使用的近似语言可用于修饰任何定量表述，这些表述可准许在不造成其相关的基本功能发生变化的条件下进行改变。因此，由诸如“约”修饰的数值并不限于所指定的精确值。在某些情况下，近似语言可与用于测量该值的仪器的精度相对应。当介绍各种实施方案的要素时，冠词“一”、“该”和“所述”是用来指存在一个或多个所述要素。术语“包含”、“包括”和“具有”意在包含性的，且意味着除了所列要素之外还可能有其他要素。本文使用的术语“可”和“可为”表示以下可能性:在一组情况内发生事件;所说明性质、特征或功能的具备性;和/或通过表达与所限定动词相关的能力、性能或可能性中的一种或多种来限定另一动词。因此，使用“可”和“可为”表示被修饰术语对于所指定的能力、功能或用途是显然正确、有能力或适合的，同时考虑在一些情况下，被修饰术语有时可能并不正确、没有能力或并不适合。操作参数的任何实例并不排除所公开实施方案的其他参数。在本文中针对任何特定实施方案描述、说明或以其他方式公开的部件、方面、特点、构型、配置、用途等可类似地适用于本文公开的任何其他实施方案。
[0033]图1说明根据本公开的方面的制品10的一个例示性实施方案。在该实施方案中，粘合涂层30形成在基材20之上，环境阻挡涂层40形成在粘合涂层30之上，且可磨耗涂层50形成在环境阻挡涂层40之上。在某些实施方案中，制品10可为燃气涡轮机组件的部件，例如燃烧衬里、过渡件、罩壳、动叶(vane)或静叶(blade)。本公开的这一技术使得环境阻挡涂层40能够防止基材20暴露于高温水蒸气，这对于应用到含硅涡轮机部件可为有利的。另外，本发明的技术使得可磨耗涂层50能够使叶尖和罩壳的环形片之间维持最小间隙并例如较好地形成密封。应当理解的是，虽然本公开的实施方案的应用可参考在含硅基材上应用而防止被水蒸气攻击来描述，但是这些参考是例示性的并且本公开的实施方案包括非含硅材料的基材材料。
[0034]基材20可由例如陶瓷、金属合金或金属间材料的任何合适材料制成。在一些实施方案中，所述基材包含陶瓷，例如氧化物、氮化物或碳化物。基材20可包含含硅材料，例如氮化硅、二硅化钼或碳化硅。在某些实施方案中该材料为陶瓷-基质复合材料，例如由基质相和强化相制成的材料;在特定的实施方案中，所述基质相和所述强化相包括碳化娃。应当理解的是，虽然本公开的实施方案的应用可参考在含硅基材上应用而防止被水蒸气攻击来描述，但是这些参考是例示性的并且实施方案可包括非含硅材料的基材材料。
[0035]图2说明可包括环境阻挡涂层40的各种例示性层。例如，环境阻挡涂层40可包括布置在粘合涂层30上的中间层42、布置在中间层42上的密封层44、布置在密封层44上的第一顶涂层46和布置在第一顶涂层46上的第二顶涂层48。
[0036]在某些应用中，粘合涂层30布置在基材20之上。粘合涂层30可例如用于减轻热应力或抑制在基材20和密封层44之间的化学反应。在一些实施方案中，所述粘合涂层可用来为所述基材提供抗氧化性和/或帮助维持环境阻挡涂层44的粘附。在一些实施方案中，例如在基材20为陶瓷或含硅材料的情况下，粘合涂层30可包括布置在基材20和环境阻挡涂层40之间的硅基粘合涂层。例如，粘合涂层30在一些实施方案中可为元素硅或硅化物。
[0037]在特定的实施方案中，例如在粘合涂层30含有硅或氧化硅的情况下，中间层42布置在密封层44和粘合涂层30之间。所述中间层可由阻挡材料制成，所述阻挡材料对于氧化硅为基本惰性的，从而促进在涂层系统中的化学稳定性。“基本惰性”意指在二氧化硅和阻挡材料之间最多仅存在偶然的相互作用(溶解性或反应性)。稀土二硅酸盐例如钇、镱、镥、钪及其他稀土元素的二硅酸盐为合适阻挡材料的非限制性实例。
[0038]密封层44防止基材20暴露于高温水蒸气的能力对于其应用于含娃祸轮机部件可为有利的。应当理解的是，虽然本公开的实施方案的应用可参考在含硅基材上应用而防止被水蒸气攻击来描述，但是这些参考是例示性的并且本公开的实施方案可包括非含硅材料的基材材料。
[0039]根据本公开的一个实施方案，“密封层”可布置在制品的基材之上且包括自密封且基本气密的涂层。本文使用的术语“自密封”意指至少一定分数的涂层由能够在低于所述涂层主体的熔融温度的已知温度(“密封温度”)下或在高于该已知温度下形成例如液相或玻璃相的可流动相的材料(“密封材料”)制成。该液相或玻璃相在所述密封温度下具有适合允许可流动相流入且至少部分地填充缺陷例如裂缝和孔的粘度，由此增强涂层阻断有害物质从外部环境移动到基材中的能力。通过该机制，所述涂层可自己密封;也就是说，其可增加其对于有害物质传输的阻力，而无需使用例如沉积在孔和裂缝内的单独的密封材料。因此，在一些实施方案中，所述密封层基本不含布置在所述密封层的内表面内的任何另外的材料；当然，该限制并不排除如下实施方案，其中一个另外层布置在所述密封层之上。本文使用的术语“基本气密的”意指所述涂层具有低于约2 X 10—14Cm2(约2 X 10—6达西)的气体渗透率，该值为常用测量技术的检测极限。
[0040]由密封材料制成的密封层的分数可根据许多因素例如包括需要密封的缺陷的预期密度和可流动相的预期粘度来选择。在一些实施方案中，该分数为总密封层的至少约I体积％;在特定的实施方案中，所述分数为至少1体积％。
[0041]所述密封温度通常与所述密封材料内发生的相转变或转化有关。例如，可将所述密封温度选择为高于在密封材料中形成的玻璃相的玻璃化转变温度。或者，可将所述密封温度选择为处于或高于在密封材料中存在的特定相或组成的熔融温度，例如低共熔温度或固相线温度。在一些实施方案中，所述密封温度为至少约950摄氏度，且在特定的实施方案中，所述密封温度为至少约I，220摄氏度。在某些实施方案中，将所述制品的服务温度选择为低于所述密封温度，从而所述涂层在工作期间不会再次形成可流动相。然而，可能存在某些应用，其中可以接受或者需要在服务期间在密封层中具有可流动相，因此，本公开的实施方案还包括其中密封温度低于服务温度的那些。
[0042]概括地讲，选择所述密封层的组成，使得如上所述，在给定的所选密封温度下，至少一定分数的密封层为液相或可流动玻璃相。对于许多材料而言，随组成和温度而变的相转化行为在本领域中众所周知，且因此选择适合在本公开的实施方案中使用的材料的方法基于本文提供的概述对于专业人员将是显而易见的。除了上述相转化特性之外，在选择专门应用中使用的特定材料时通常考虑其他材料特性例如抗环境性、生产简易性、与邻近材料的化学相容性及其他性质。
[0043]密封层44可包含碱土金属铝硅酸盐。因为其作为在如涡轮机部件的高温应用中使用的环境阻挡涂层的实用性而选择这些材料。本文使用的术语“碱土金属铝硅酸盐”广泛适用于任何下述材料，该材料为使(I)至少一种碱土金属氧化物、(2) 二氧化硅和(3)氧化铝混合或反应的产物，且该术语适用于任何下述材料，该材料具有落入如在图3中描绘的在相应顶点具有碱土金属氧化物、氧化硅和氧化铝的三元等温截面内的组成。应注意到，虽然描绘了三元等温截面，但是在一些实施方案中碱土金属氧化物组分可包含多于一种碱土金属元素，由此使得整体材料为多于三种氧化物的混合物或产物。例如，认为通过使(I)两种或更多种碱土金属氧化物、(2) 二氧化硅和(3)氧化铝混合和/或反应制成的组合物在本文使用的术语“碱土金属铝硅酸盐”的范围内。在一些实施方案中，所述碱土金属铝硅酸盐包含至少一种选自锶和钡的碱土金属元素。
[0044]在整个说明书中，所述密封层的组成将用氧化铝(Al2O3)、二氧化硅(S12)和碱土金属氧化物的当量摩尔百分比描述。该符号与本领域中常用的一致，其中，例如，化合物例如铝硅酸锶钡常写为(Ba，Sr)0.Al2O3.2Si02(50摩尔％ Si02+25摩尔% Al203+25摩尔% (Ba,Sr)0)，而不是(Ba，Sr)Al2Si208。
[0045]某些碱土金属铝硅酸盐组合物由于其能够形成有效量的合乎需要的可流动相(即，液相或玻璃相)、耐受高温环境、加工经济性或这些或其他因素的组合的能力而提供相对优势。通常，二氧化硅、氧化铝和碱土金属氧化物以能够在高于约950摄氏度的温度下形成玻璃相或液相的相对比例提供。在一个实施方案中，所述碱土金属铝硅酸盐包含至多达约80摩尔％的二氧化硅。在另一实施方案中，所述碱土金属铝硅酸盐包含至多达约60摩尔％的二氧化铝。在又一实施方案中，所述碱土金属铝硅酸盐包含至多达约50摩尔％的碱土金属氧化物。
[0046]根据涂层所期望的特定应用，可选择其他碱土金属铝硅酸盐组成来服务。密封层的组成选择的细节可通过包括但不限于可流动相的性质和体积分数、密封层的总体热膨胀系数、密封层的相组成和由于与环境的相互作用(密封层与大气之间应当存在开放通道)而形成的挥发性物质的蒸气压和化学活性的数个因素控制。参考图3，在一些实施方案中，所述碱土金属铝硅酸盐具有最大二氧化硅含量，该最大二氧化硅含量为氧化铝和碱土金属氧化物的相应含量的函数。在一个实施方案中，所述碱土金属铝硅酸盐具有在由图3中四边形ABCD限定的氧化铝/二氧化硅/碱土金属氧化物组成空间中的区域约束的范围内的组成，其中点A为(11.8摩尔%氧化铝、76.1摩尔%二氧化硅、12.1摩尔%碱土金属氧化物)；点B为(58.6摩尔%氧化铝、29.8摩尔％二氧化硅、11.6摩尔%碱土金属氧化物)；点C为(44.3摩尔%氧化铝、8.2摩尔％二氧化硅、47.5摩尔%碱土金属氧化物)；且点D为(13.6摩尔%氧化铝、43.8摩尔％二氧化硅、42.6摩尔％碱土金属氧化物)。在某些实施方案中，所述组成在由图3中的多边形EFGHI限定的范围内，其中点E为(22.5摩尔%氧化铝、55摩尔％二氧化硅、22.5摩尔%碱土金属氧化物)；点F为(43.8摩尔%氧化铝、44.6摩尔％二氧化硅、11.6摩尔%碱土金属氧化物)；点G为(49.3摩尔%氧化铝、29.6摩尔%二氧化硅、21.1摩尔%碱土金属氧化物)；点H为(38.4摩尔％氧化铝、23.6摩尔％二氧化硅、38.0摩尔％碱土金属氧化物)；且点I为(19.3摩尔％氧化铝、46.5摩尔%二氧化硅、34.2摩尔%碱土金属氧化物)。与超出EFGHI多边形的那些组成相比，这些组成通常在给定温度下提供较低体积分数的可流动相，且与许多含硅基材较小的CTE失配。在特定的实施方案中，可实现可流动相体积分数和CTE失配的更进一步降低，在这些实施方案中碱土金属铝硅酸盐具有在由图3中的多边形JKLMNI限定的范围内的组成，其中点J为(25摩尔％氧化铝、50摩尔％二氧化硅、25摩尔％碱土金属氧化物)；点K为(33.7摩尔％氧化铝、47.5摩尔％二氧化硅、18.8摩尔%碱土金属氧化物)；点L为(45.5摩尔%氧化铝、36.4摩尔％二氧化硅、18.1摩尔％碱土金属氧化物)；点M为(39.6摩尔％氧化铝、38.0摩尔％二氧化硅、22.4摩尔%碱土金属氧化物)；点N为(31.5摩尔%氧化铝、37.0摩尔％二氧化硅、31.5摩尔%碱土金属氧化物)；且点I如上定义。
[0047]再次参考图2，在一些实施方案中，多个顶涂层布置在密封层44之上。所述顶涂层可用来提供热绝缘、环境保护或这些功能的组合。合适顶涂层材料的选择可取决于制品将暴露的环境的类型、下面的涂层和基材的组成、加工成本和本领域已知的其他因素。在一些实施方案中，所述顶涂层可为陶瓷材料。许多类型的陶瓷材料因其充当热和/或环境阻挡涂层的能力而已知，这些材料包括但不限于硅酸盐、铝硅酸盐和氧化钇-稳定的氧化锆。在某些实施方案中，所述顶涂层含有稀土单硅酸盐和/或稀土二硅酸盐。例如，多个顶涂层可为双层涂层，其具有稀土二硅酸盐的内层或第一顶涂层48和稀土单硅酸盐的外层或第二顶涂层48。在一些实施方案中，与这些单硅酸盐和二硅酸盐材料结合的稀土元素可包括钇、镱、镥和钪中的一种或多种。一个特定实例为其中外层为单硅酸钇且内层为稀土二硅酸盐(例如，二硅酸钇)。
[0048]通常选择上述各种涂覆层中的任一层的厚度以在给定的维护时间提供充分保护，同时保持热应力处于可忍受水平。此外，涂层厚度也可由在沉积区域之上制造连续层的所选涂覆方法的能力来确定。各种涂层的近似厚度范围的非限制性实例包括以下:对于密封层，约25微米-约150微米;对于粘合涂层，约75微米-约125微米;对于中间层，约50微米-约100微米;对于顶涂层，约50微米-约500微米。对于上述双层顶涂层实施方案，单娃酸乾外层在某些实施方案中可为约25微米-约50微米。
[0049]上述涂层可使用本领域已知的涂覆技术沉积。本公开的实施方案在所用涂覆沉积方法通常产生明显量的裂纹和内部开口孔隙率的情况下特别被关注。等离子体喷涂技术和基于浆料的涂覆方法为产生具有所述特点的涂层的常用涂覆方法的实例。在这样的情况下，密封层的存在用来显著增强密闭度，且因此增强涂层的保护功效。此外，在一些实施方案中，所述密封层可有效密封裂纹或在加工之后可能出现的对涂层的其他损坏，这些损坏例如包括在部件安装或部件服务期间产生的损坏。
[0050]为了激活密封层的自密封性质，将密封层加热到密封温度(上文描述)，在所述温度下密封层的至少一部分将流动;流动部分因此移动到裂纹和孔中，且在凝固时封堵不然将充当来自环境的例如水蒸气的有害物质进入基材的途径的这些缺陷。根据涂层的性质、加工的经济性和其他因素，加热步骤可在沉积密封层之后立即、在所有涂层都已经沉积之后但在成品进入服务之前或甚至在如果允许服务温度充分高则在服务本身期间进行。
[0051]维持密封温度历时有效的时间以达到可流动材料到达并至少部分地填充或以其他方式封堵缺陷的时间。实现此所需要的持续时间通常基于待密封的缺陷的数量和性质及在密封层中可利用的可流动材料的量来选择。在一个实施方案中，将所述密封层加热到在约950摄氏度-约I，350摄氏度的范围内的密封温度历时约30分钟-约10小时的时间；在特定的实施方案中，所述时间在约30分钟-约4小时范围内。在一些实施方案中，所述温度在约950摄氏度-约I，050摄氏度的范围内，历时约30分钟-约4小时的时间，而在其他实施方案中，所述温度为约I，250摄氏度-约I，350摄氏度，历时约30分钟-约4小时的时间。密封所述涂层的加热步骤可在空气、真空、惰性气氛或其他环境中进行，这至少部分地取决于被加热材料的需求(即，如果存在的话，基材及其他涂覆层)。
[0052]适用于本公开的制品的环境阻挡涂层的进一步描述和实施例在Sarraf1-Nour等的题为“Articl es For High Temperature Service And Methods For TheirManufacture”的美国专利申请公告号2011/0052925中见到，其全部内容通过引用结合到本文中。
[0053]再次参考图2，基材20可为含硅的基材且可提供粘合涂层30以减少不然将因含硅基材与氧化剂的反应而放出的气态产物。所述粘合涂层可优先与氧化剂反应以形成非气态产物。优选所述粘合涂层包含硅且施用在碳化硅(SiC)或氮化硅(Si3N4)基材和环境阻挡涂层40之间。
[0054]合适的含娃基材包括碳化娃(SiC)和氮化娃(Si3N4)以及例如银娃合金、钼娃合金等硅合金。所述含硅基材可为整块或复合材料。复合材料可包含强化纤维、颗粒或须晶和硅基基质。例示性纤维、颗粒或须晶为含碳化硅的、含碳的、含硅的或其混合物。所述纤维、颗粒或须晶任选可具有至少一个涂层，例如氮化硅、硼化硅或碳化硅涂层。所述基质可通过熔融浸渗(MI)、化学气相浸渗(CVI)或其他技术加工。例示性含硅基材包括整块碳化硅(SiC)和氮化硅(Si3N4)、碳化硅(SiC)纤维增强的碳化硅(SiC)基质复合材料、碳纤维增强的碳化硅(SiC)基质复合材料和碳化硅(SiC)纤维增强的氮化硅(Si3N4)复合材料。优选的基材包括通过硅熔融浸渗加工的碳化硅(S i C)纤维增强的硅-碳化硅(S1--SiC)基质复合材料。
[0055]所述粘合涂层的硅优选与氧气反应以形成非气态产物，减少空隙的形成，这些空隙不然将使含硅基材和环境阻挡涂层40之间的粘合劣化。另外，产生的二氧化硅(S12)具有低透氧性。因此，所述粘合涂层充当防护阻障，其通过至少两种机制阻止氧气渗透到基材层中。消除了气体发生的来源且防止了空隙，这些空隙不然将聚积在外涂层和含硅基材之间的界面上。另外，优先反应的产物提供了未反应的氧气向含硅基材渗透的阻障。
[0056]硅粘合涂层可提供另外的优势。硅具有与碳化硅(SiC)类似的热膨胀系数(CTE)。因此，硅粘合涂层可使环境阻挡涂层和含硅基材之间的热应力减至最小。
[0057]本公开的优选制品可包括含硅基材和包含硅的粘合涂层，所述含硅基材为用碳化硅(SiC)纤维增强的熔融浸渗的硅-碳化硅(S/SiC)基质。熔融浸渗的硅-碳化硅(Si/SiC)复合材料的基质包含约10-20体积百分比(体积％)残留硅。该残留基材硅降低了在含硅基材和硅粘合涂层之间的热膨胀系数(CTE)失配。在该实施方案中，所述硅粘合涂层可作为浸渗过程的延伸施用，其中使用过量的硅浸渗以在含硅基材的表面上积聚硅或富硅层/涂层。并且，所述硅粘合涂层可通过将含硅基材简单地浸泡到硅熔体中来施用。两种施用在含硅基材的表面上提供致密且均匀的硅层/涂层。环境阻挡涂层40可随后直接施用到硅粘合涂层上，而无需任何重要的处理。硅层/涂层预氧化以形成顶部二氧化硅(S12)层可改善氧化物外部阻挡涂层的粘合。所述硅粘合涂层也可通过化学气相沉积(CVD)、热喷涂、基于溶液的技术或其他方法施用。
[0058]当环境阻挡涂层的剩余层包含具有比含硅基材大的热膨胀系数(CTE)的氧化物时，在温度改变期间如在启动或关闭期间或由于在高温(高于约I，ooo°c)下涂层中的“过热点”而可产生应力。热应力是在这些制品中的涂层破损和粘合涂层破损的主因。所述粘合涂层在供这些制品使用时由于其还充当应力消除顺从区而具有特定的优势。硅在高于约600°C的温度(同时维持剪切强度高于1Mpa)下发生塑性变形。该塑性降低了施加在层/涂层上的热应力，由此改善层/涂层寿命。
[0059]可通过使用硅合金粘合涂层或将耐熔的第二相加到硅粘合涂层中而定制粘合涂层的容量，以经受住通过环境阻挡涂层的其他层扩散的较高温度。为此目的可使用基于硅的耐熔物质:碳化硅(Si C)和氮化硅(Si3N4)，条件是碳化硅(SiC)和氮化硅(Si 3N4)的比例受到限制，使得不会破坏消除气体发生的用途。一般而言，碳化硅(SiC)和氮化硅(Si3N4)的体积百分比应该限制在约20%或更低。也可使用例如二氧化硅(S12)和氧化铝(Al2O3)的其他非气体产生耐熔相，条件是它们不会使粘合涂层的抗氧化性降低。
[0060]纤维增强的碳化硅(SiC)基质组合物可具有化学气相沉积的碳化硅(SiC)外涂层以保护纤维和基质。碳化硅(SiC)中的一些或全部可替换为硅或硅合金粘合涂层。硅具有比碳化硅(SiC)低的热膨胀系数(CTE)。因此，与在粘合涂层和环境阻挡层之间的界面处相比，所述硅粘合涂层可在粘合涂层-基材界面处包括具有较高碳化硅(SiC)浓度的渐次变化的层/涂层。与在粘合涂层-基材界面处相比，所述硅浓度可朝向环境阻挡层增大。粘合涂层的最终分层(strata)将基本上由硅组成。硅和碳化硅的共沉积在使用四氯化硅(CH3 SiCl3)和氢气时例如通过控制氢/硅(H/Si)比率而成为可能。
[0061]适合在本公开的制品中使用的基材和粘合涂层的进一步描述和实施例在授权给Wang等的题为 “Ceramic With Preferential Oxygen Reactive Layer” 的美国专利号6，299，988中见到，其全部内容通过弓I用结合到本文中来。
[0062]再次参考图1，可磨耗涂层50可具有针对磨耗进行构造的基本光滑的表面或图案化表面。例如，制品10可为针对涡轮叶片接触罩壳时的磨耗进行构造的涡轮机罩壳。罩壳的基本光滑的可磨耗表面可维持流动路径的坚固性，但可引起严重的叶尖磨损。与未图案化或基本光滑的流动路径罩壳相比较，图案化可磨耗罩壳表面可产生降低的叶尖磨损，但造成越过叶尖的渗漏，这导致涡轮机效率减小。
[0063]在其他实施方案中，可磨耗涂层50可为使高流动路径坚固性、低叶尖磨损和高耐受性的显然对立的需求平衡的混合结构。
[0064]参考图4，可磨耗涂层50可包括第一区域52和第二区域54。在一些实施方案中，第二区域54在本质上可比第一区域52更可磨耗。例如，与包含第一区域52的材料而不是第二区域54的材料的基本相同的例示性可磨耗罩壳涂层相比较，仅包含第二区域54的材料的例示性可磨耗罩壳涂层可能更易于被旋转涡轮叶片的叶尖或涡轮机所磨损。第一区域52可为相对致密的脊或相对“高”的部分的图案化结构或支架，其提供机械整体性，同时支持叶尖122侵入而不会有过度叶片磨损。第二区域54可包括响应叶片侵入而易于磨耗、同时具有与第一区域或支架52相比作为独立结构的相对较差的机械整体性的高脆性的微观结构。第二区域54的高脆性结构可例如使用与第一区域52相比相对多孔和/或微裂缝的微观结构来实现。如在图4中所示，第二区域54可被相对致密的支架或第一区域52围住，从而促进叶片侵入，同时在包括在典型腐蚀、气体负载和动力学条件操作的典型涡轮机操作期间保持基本完整。在一些实施方案中，可磨耗涂层50的第一区域52和第二区域54可一起形成连续的基本光滑的流动路径表面60。可磨耗涂层50的第一区域52和第二区域54由此可形成使高流动路径坚固性、低叶尖磨损和高耐受性的显然对立的需求平衡的热机械方面稳健的可磨耗结构。
[0065]在一些实施方案中，第二区域54的密度可比第一区域52低。例如，在一些实施方案中，第二区域54可包括约20%-约65%的孔隙率，而第一区域52可包括小于约20%的孔隙率。更优选地，在一些实施方案中，第二区域54可包括约25%-约50%的孔隙率，而第一区域52可包括小于约15%的孔隙率。在一些实施方案中，可磨耗涂层50的第一区域52和第二区域54两者都能够经受住至少约I，150摄氏度且更优选至少约I，300摄氏度的温度。
[0066]在一些实施方案中，制造可磨耗涂层50的第二区域54的方法可包括使用一种或多种短效(fugitive)填充材料以限定体积分数、大小、形状、取向和孔隙率的空间分布。在一些这样的实施方案中，所述填充材料可包括短效材料和/或孔诱导物，例如但不限于聚苯乙烯、聚乙烯、聚酯、尼龙、胶乳、果壳粉、无机盐、石墨及其组合。第二区域54的填充材料可用以减小第二材料的使用中的密度。在一些实施方案中，第二区域54的填充材料的至少一部分可在制造过程(例如，随后的热处理或化学处理或机械处理)期间或在例如使用例如罩壳的制品10期间从第二区域54中蒸发、热解、溶解、浸提或以其他方式除去。在一些实施方案中，制造可磨耗涂层50的第二区域54的方法可包括使用一种或多种烧结助剂以形成轻微烧结的粉末团聚体。
[0067]在一些实施方案中，可磨耗涂层50的第一区域52和第二区域52可包括基本相同的组成或材料。例如，第一区域52和第二区域54两者都可基本包含稳定的氧化锆(例如，对于金属基材)或稀土硅酸盐(例如，对于陶瓷基材)。在一些实施方案中，第一区域52和第二区域54两者都可基本包含稳定的氧化锆且基材20(图1)可为基于镍的和/或基于钴的。在一些实施方案中，第一区域52和第二区域54两者都可基本包含稀土硅酸盐且该基材可为基于SiC和/或基于Mo-S1-B的。在一些其他的实施方案中，第一区域52和第二区域54的组成或材料可明显不同。在一些实施方案中，第一区域52和第二区域54中的至少一个可明显包含下面的环境阻挡涂层40的一种或多种材料或者由下面的环境阻挡涂层40的一种或多种材料形成。
[0068]如在图4中所示，第二区域54可由第一区域或支架52基本围住(S卩，安置在支架52的图案之间或在该图案内)。第一区域52和第二区域54可配置或构造成使得经过的涡轮叶片越过且潜在地擦入流动路径表面60中，由此除去第一区域52和第二区域54两者。以此方式，第一区域或支架52可提供机械完整性以保护明显脆性的第二区域54，以免在操作期间由于例如侵蚀而损坏，同时支持叶尖122侵入而没有过度叶片磨损。第一区域52和第二区域54可以使得第二区域54安置在第一区域52之间(S卩，由第一区域52围住)的任何图案、配置、取向等配置，如在图4中所说明。在一些实施方案中，第一区域52和第二区域54可配置成使得较致密的第一区域52有效遮挡更脆的第二区域54免受腐蚀性焊剂影响。
[0069]在一些例示性实施方案中，第一区域52可包括从环境阻挡涂层40延伸到流动路径表面60的脊或由所述脊限定。例如，第一区域52可包括从环境阻挡涂层40延伸的周期性脊。在一些实施方案中，第一区域52的邻近脊可彼此隔离。在一些其他的实施方案中，如在图4中所说明，第一区域52的邻近脊可经由其基底连绵不断。在一些实施方案中，所述脊(和/或第一区域52的其他部分)可沿例如至少通常垂直于经过涡轮叶片的方向的方向延伸。在一些实施方案中，第一区域52可沿与涡轮叶片的拱弧线基本匹配的路径或形状延伸。在一些实施方案中，第一区域52包括一组基本周期性间隔的脊，这些脊配置成使得周期性脊的平移方向与叶片经过方向基本平行。在一些供选的实施方案中，第一区域52的脊可具有彼此并不平行的部分，包括图案化脊结构，例如平行四边形、六边形、圆形、椭圆形或其他开放或闭合形状。在一些实施方案中，第一区域或脊52各自与其邻近的第一区域或脊52基本等距。在一些供选的实施方案中，一个或多个第一区域或脊52可与其邻近的第一区域或脊52可变地间隔开。
[0070]在一些实施方案中，第一区域52和第二区域54中的至少一个可线性地延伸、非线性地延伸(例如，可包括一个或多个弧形、弯曲或角度)、可彼此交叉或彼此不交叉、可形成规则或不规则的图案、或者由其组合或任何其他配置、图案或取向组成，使得在侵入期间涡轮叶片通过第一区域52和第二区域54，且第一区域52围住第二区域54 (S卩，第二区域54安置在第一区域52之间)。
[0071]在图4中所示的例示性实施方案中，第一区域52包括相对较厚的脊，使得平均厚度的脊实心率为约30%。在一些实施方案中，第一区域52可在环境阻挡涂层40之上延伸，且第二区域54可基本在第一区域52的谷或相对较薄的部分之上延伸。以此方式，第二区域54可填充第一区域52的谷。在一些其他的实施方案(未示出)中，第一区域和第二区域可从环境阻挡涂层40延伸到流动路径表面60。
[0072]在一些实施方案中，在第一区域52的邻近脊之间的中心间距离可在约I毫米-6毫米范围内，且更优选在约2毫米-5毫米范围内。在一些实施方案中，定义为由第一区域52构成的流动路径60的总表面积的分数的第一区域52的实心率可在约2%-约50%范围内且更优选可在约5%-约20%范围内。
[0073]如在图5中所不，制品10例如罩壳可包括覆盖罩壳10的至少一部分如在罩壳1上的环境阻挡涂层系统40的外表面之上的例示性可磨耗涂层50。在一些实施方案中，可磨耗涂层50可限定罩壳10的流动路径表面30，使得流动路径表面60在组装罩壳10和转子时面对涡轮机的中心线。例如，可磨耗涂层50可形成流动路径表面60，使得其至少通常面对或向着具有通过罩壳10的流动路径表面60的叶尖122(图4)的旋转涡轮叶片100。在一些实施方案中，叶片100可随着涡轮叶片100通过(和经过)可磨耗涂层50而磨耗、磨损或以其他方式沿叶片轨迹124除去部分可磨耗涂层50。涡轮机叶尖122(图4)侵入可磨耗涂层50内可在与其接触期间在可磨耗涂层50内形成磨损痕迹124。如在图5中所示，箭头102表示由于涡轮机转子的转动涡轮叶片100相对于可磨耗涂层50的平移方向。箭头104表示流体流相对于可磨耗涂层50和叶片100的轴向。涡轮机叶尖122(图4)可包括前沿112和后沿108，且前沿112和后沿108可限定磨损痕迹124的边界，如在图5中由短划线指示。磨损痕迹124可仅包括可磨耗涂层50的一部分，从而安置在磨损痕迹124的边界外侧的可磨耗涂层50的至少一个非磨耗部分126可保持未被磨损。可磨耗涂层50可包括围住第二区域54的第一区域52，从而如上所述叶片轨迹124贯穿第一区域52和第二区域54(例如，穿过多个第一区域52和第二区域54)。
[0074]在一些实施方案中，如从环境阻挡涂层40的最外表面到流动路径表面60所测量，可磨耗涂层50(即，第一区域52和第二区域54)的厚度可在约0.1毫米-约2毫米范围内，且更优选在约0.2毫米-约1.5毫米范围内。在一些这样的实施方案中，可磨耗涂层50(S卩，第一区域52和第二区域54)最初可制得比如上所述还要厚并机械加工或以其他方式处理以达到上述厚度。例如，在形成或制造具有第一区域52和第二区域54的可磨耗涂层50之后，可磨耗涂层50可通过从可磨耗涂层50中除去材料来机械加工、抛光或以其他方式处理，从而在叶尖12 2 (图4)和流动路径表面6 O之间提供所要的间隙。由刚制造的条件(a s - m a n u f a c t u r e dcondit1n)处理可磨耗涂层50以产生所要的流动路径表面60可降低可磨耗涂层50的厚度。在一些实施方案中，流动路径表面60可为基本光滑的。在一些实施方案中，流动路径表面60可包括在圆周和/或轴向上的一些弯曲。作为另一实例，基材20(图1和图2)可包括弯曲，流动路径表面60的弯曲可与基材20的弯曲基本相符(图1和2)。
[0075]适合在本公开的制品中使用的可磨耗涂层的进一步描述和实例在2014年6月10日由Lipkin等提交的题为“Abradable Coatings”的美国专利申请号14/300,520中见到，其全部内容通过引用结合到本文中来。
[0076]图6说明根据本公开的方面的制品200的另一例示性实施方案。在该实施方案中，粘合涂层230形成在基材220之上，环境阻挡涂层240形成在粘合涂层230之上，且图案化可磨耗涂层250形成在环境阻挡涂层240之上。粘合涂层和环境阻挡涂层可与上述制品10(图1和2)的粘合涂层和环境阻挡涂层的方面类似并合并这些方面。
[0077]在该实施方案中，图案化可磨耗涂层250可包括具有限定多个空隙260的间隔开的实心部分252的图案化表面。图案化可磨耗涂层250可具有在环境阻挡涂层之上延伸的基底部分251。基底部分可在环境阻挡涂层之上完全地延伸。实心部分与空隙的比率可为约1:1。在其他实施方案中，所述实心体可占限定实心部分和空隙部分的那部分图案化可磨耗涂层的约40%-约60%。在一些实施方案中，所述图案化可磨耗涂层可为多个具有锥形侧254和平坦上表面256的突起。所述锥形侧通常可延伸图案化可磨耗涂层的厚度。所述突起可为截头圆锥形(fustoconical)或可具有其他合适的构型。所述图案化可磨耗涂层可能够经受住至少约1，150摄氏度且更优选至少约1，300摄氏度的温度。
[0078]图案化可磨耗涂层250可包含一种或多种形成上述可磨耗涂层50(图1和图2)的材料。可磨耗涂层250可采用沉积或形成上述可磨耗涂层50(图1和2)的加工步骤中的一个或多个来沉积或形成。例如，所述空隙可通过通过例如超声波机械加工的方法从连续实心材料表面上去除材料而形成。其他方法包括末端研磨、钻孔、激光消融和电子束消融。从表面除去材料的一种供选方法为以由形成材料的方法在表面处产生空隙的方式制备材料。另夕卜，可磨耗涂层250的实心部分可构造成类似于上述可磨耗涂层50(图1和图2)的第一区域或第二区域中任一个的形状的形状。例如，所述图案化可磨耗涂层可配置成任何图案、配置、取向等。例如，空隙可包围实心部分，实心部分可包围空隙，空隙或实心部分两者可都不包围另一者，或者其组合。例如，实心部分可来自从环境阻挡涂层延伸到流动路径表面的细长锥形脊。在一些实施方案中，如从环境阻挡涂层240的最外表面到流动路径表面所测量，可磨耗涂层250的厚度可在约0.1毫米-约2毫米范围内，且更优选在约0.2毫米-约1.5毫米范围内。
[0079]图7说明形成制品例如罩壳的方法300。在该例示性实施方案中，方法300可包括:在310处，提供基材，在320处，沉积布置在所述基材上的粘合涂层;在330处，在所述粘合涂层上沉积中间层;在340处，在所述中间层上沉积密封层;在350处，在所述密封层上沉积第一顶涂层;在360处，在所述第一顶涂层上沉积第二顶涂层;和在370处，在所述第二顶涂层上沉积可磨耗涂层。
[0080]所述基材、粘合涂层、环境阻挡涂层和可磨耗涂层可包含上述材料。在一些例示性实施方案中，沉积粘合涂层和环境阻挡涂层可包括在基材表面的至少一部分之上喷涂、辊压、印刷或以其他方式机械和/或物理地施用涂层系统。在一些实施方案中，所述沉积可包括处理刚施用(as-applied)的材料以固化、干燥、扩散、烧结或以其他方式将该材料充分粘合或连接到基材和彼此上。
[0081]在一些实施方案中，可磨耗层的沉积可包括形成相对致密的可磨耗支架或第一区域，并在所述致密可磨耗支架中间形成相对多孔的脆性填充区域。例如，形成相对致密的可磨耗支架或第一区域可包括经由图案化掩模热喷涂相对致密的可磨耗材料以形成支架图案或结构，以支架形式直接写热喷涂(direct-write thermal spraying)相对致密的可磨耗材料，在涂层系统上以毛还支架(green scaffold)图案形式分配楽料糊，接着热处理楽料糊以将其烧结并形成相对致密的支架，施用相对致密的可磨耗材料的连续覆盖层，接着除去部分覆盖层以选择性地限定相对致密的可磨耗材料的支架或图案，和/或丝网印刷、浆料喷涂或用粘合剂和潜在地一种或多种烧结助剂图案化带式流延陶瓷粉末从而形成毛坯支架或图案。
[0082]例如，形成相对多孔的脆性填充区域可包括在相对致密的可磨耗支架或图案中间热喷涂(有或没有掩模)，施用浆料和/或通过带式流延或丝网印刷施用相对多孔的脆性填料。
[0083]可对可磨耗涂层进行处理。例如，所述处理可包括机械处理，例如磨、喷砂、蚀刻等;热处理，例如烧结等。所述可磨耗涂层的形成可包括首先通过上文提到的方法或通过其他方法形成相对多孔的脆性部分，接着通过上文提到的方法或通过其他方法形成相对致密的支架部分。所述可磨耗涂层的形成可包括形成相对多孔脆性材料的基本连续的覆盖层，接着使该相对多孔脆性材料的基本连续的覆盖层的一部分选择性致密化，从而在层内形成相对致密的可磨耗支架。
[0084]所述相对致密的可磨耗支架或第一区域可包含陶瓷材料，所述脆性填料可为可包含至少一种添加剂如短效填充材料、孔诱导物和/或烧结助剂的陶瓷粉末，从而所述至少一种添加剂例如经由热喷涂与陶瓷粉末共沉积。
[0085]适合在本公开中使用的形成可磨耗涂层的方法的进一步描述和实例在2014年6月10 日由Lipkin等提交的题为 “Methods Of Manufacturing A Shroud Abradable Coating”的美国专利申请号14/300，666中见到，其全部内容通过弓I用结合到本文中来。
[0086]如上所述，本公开的技术涉及制品例如涡轮机部件，其可包括陶瓷基质复合材料或整块陶瓷，对其施用粘合涂层和环境阻挡涂层，接着施用图案化可磨耗涂层以便控制间隙。在一些实施方案中，所述粘合涂层硅层覆盖基材，所述环境阻挡涂层可按照施用顺序包括包含稀土二硅酸盐的中间层、包含铝硅酸锶钡(BSAS)或由铝硅酸锶钡(BSAS)组成的密封层或水蒸气阻挡层、另一稀土二硅酸盐层和稀土单硅酸盐层。这些层各自可使用热喷涂技术作为连续涂层施用。在粘合涂层和四层环境阻挡涂层之上，例如还通过热喷涂技术施用可磨耗涂层。这五层结构和可磨耗可提供高性能且高温涂层系统，其能够经受住例如在燃气涡轮机或航空涡轮机环境中的至少2，400华氏度的操作温度。
[0087]应了解，各层在保护基材或CMC部件中可具有特定的作用。例如，硅粘合涂层可提供CMC部件的主要防氧化作用。紧接着的稀土二硅酸盐层可充当在紧接层BSAS和硅粘合涂层之间的化学阻挡过渡层。所述BSAS层可充当水蒸气阻障，其保护硅粘合涂层免受由于通过例如在涡轮机的操作环境内由热燃烧气体生成的水蒸气侵入造成的加速氧化引起的降解。在BSAS层之上为另一稀土二硅酸盐层，其可用以保护BSAS免于挥发。类似地，最终的稀土单硅酸盐连续层保护在其下面的稀土二硅酸盐免于过度挥发。最终可磨耗涂层的用途在于提供在固定CMC部件和转动部件例如机翼部件之间的间隙控制，并且可改善涡轮发动机的操作效率。
[0088]根据本描述，应了解暴露于高温如在燃气涡轮机和喷气式发动机中的CMC部件理想地必须加以保护以防止水蒸气氧化和在CMC部件中的硅和碳化硅挥发，并且环境阻挡涂层以及可磨耗涂层在高温下提供这样的保护。环境阻挡涂层以及可磨耗涂层可在燃气涡轮机和喷气式发动机内面对的操作温度下对下面的CMC部件提供充分、长期的保护。
[0089]应理解，以上描述意欲为说明性的，而并非限制性的。许多改变和改进可在不脱离如以下权利要求书或其等价物限定的本公开的一般精神和范围的情况下在本文中由本领域普通技术人员进行。例如，上述实施方案(和/或其方面)可以彼此组合使用。另外，可在不脱离其范围的情况下进行许多改进使特定的情形或材料适合各种实施方案的教导。虽然本文描述的材料的尺寸和类型意欲限定各种实施方案的参数，它们决非限制性的而仅仅是例示性的。在阅读上述说明书之后，许多其他实施方案对本领域技术人员将是显而易见的。因此，各种实施方案的范围应该参考随附权利要求书以及所述权利要求享有的等价物的全部范围来确定。在随附权利要求书中，术语“包括”和“在其中”用作相应术语“包含”和“其中”的简明英语等价物。此外，在以下权利要求书中，术语“第一”、“第二”和“第三”等只用作标记，而并非意欲对其对象强加数值要求。并且，与术语例如连结、连接、接合、密封等结合使用的术语“可操作式(operably)”在本文中用以指由直接或间接连接的单独的不同部件以及整体形成的部件(即，单件、整体或整块)产生的两种连接。而且，以下权利要求的限定未撰写成装置加功能形式，并且不旨在基于35 U.S.C.§112第六段来解释，除非且直到这类权利要求的限定明确地使用了短语“用于……的装置”并且随后陈述其他结构的功能无效。应当理解，上文所描述的不必所有这些目的或优点可根据任何具体实施方案实现。因此，例如本领域技术人员明了，文中所描述的体系和技术可以这样的方式被包含或执行，该方式实现或优化了本文教导的一个优点或优点集合，而不必实现文中可教导或暗示的其他目的或优点。
[0090]虽然已仅结合数量有限的实施方案描述了本发明，应当容易理解本发明不限制于这些公开的实施方案。相反，可以修改本发明以引入这里先前未描述但与本发明的精神和范围相符的任何数量的变化、改变、替代或等价物配置。另外，虽然业已描述了本发明的各个实施方案，应当理解，本发明的方面可以只包括所描述的实施方案中的一些。因此，本发明不应当视为受前述描述所限制，而是应视为只受随附权利要求的范围限制。
[0091]该书面说明书使用可包括最佳方式的实施例来公开本发明，且还使得任何本领域技术人员能够实施本发明，包括制备和使用任何设备或体系和进行任何结合方法。本发明的可专利范围由权利要求来限定，且可以包括本领域技术人员想到的其他实施例。如果其具有与权利要求的书面语言不同的结构要素或如果其包括具有与权利要求的书面语言无显著区别的等价结构要素，则这类其他实施例旨在权利要求的范围内。
【主权项】
1.制品，其包括: 基材； 布置在所述基材上的粘合涂层； 布置在所述粘合涂层上的环境阻挡涂层，所述环境阻挡涂层包括: 布置在所述粘合涂层上的中间层； 布置在所述中间层上的密封层； 布置在所述密封层上的第一顶涂层； 布置在所述第一顶涂层上的第二顶涂层，所述第一顶涂层与所述第二顶涂层不同；和 布置在所述第二顶涂层上的图案化可磨耗涂层。2.权利要求1的制品，其中所述图案化可磨耗涂层包括实心部分和空隙。3.权利要求2的制品，其中所述实心部分包括通常贯穿所述图案化可磨耗涂层的厚度的锥形侧。4.权利要求1的制品，其中 所述粘合涂层包含硅； 所述中间层包含稀土二硅酸盐； 所述密封层包含铝硅酸锶钡； 所述第一顶涂层包含稀土二硅酸盐;且 所述第二顶涂层包含稀土单硅酸盐。5.权利要求4的制品，其中所述图案化可磨耗涂层包括实心部分和空隙。6.权利要求5的制品，其中所述实心部分包括通常贯穿所述图案化可磨耗涂层的厚度的锥形侧。7.权利要求1的制品，其中所述基材包括陶瓷基质复合材料、整块陶瓷层或其组合。8.权利要求1的制品，其中所述粘合涂层包含硅。9.权利要求1的制品，其中所述密封层包含至少一个由包含碱土金属铝硅酸盐和稀土硅酸盐的混合物形成的气密自密封层。10.权利要求1的制品，其中所述密封层包含铝硅酸锶钡。
【文档编号】C04B41/89GK106045575SQ201510966228
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2015年12月22日
【发明人】L.S.罗森斯维希, C.A.约翰逊, P.J.梅施特, R.萨拉菲-诺尔
【申请人】通用电气公司