DE102017222489A1 - CMC moldings with a new surface, as well as manufacturing processes - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Formkörper wie beispielsweise eine Turbinenkomponente einer Gasturbine und/oder ein Bauteil eines Abgasstrangs, die zumindest teilweise aus CMC, also - Ceramic-Matrix-Composite - und/oder aus einem CMC-Metall-Hybrid aufgebaut sind und eine neue, insbesondere hinsichtlich ihrer Stabilität verbesserte, Oberfläche aufweisen. Insbesondere betrifft die Erfindung dabei die Verbesserung der Haftung von Beschichtungen auf einer CMC-Oberfläche sowie ein Herstellungsverfahren zur verbesserten Haftung einer - beispielsweise thermisch belastbaren - Beschichtung auf einer CMC-Oberfläche. Durch die Erfindung wird erstmals eine Möglichkeit angegeben, wie die Oberfläche von CMC - für beispielsweise eine Aufrauhung - mechanisch unempfindlicher gemacht, stabilisiert und/oder verstärkt werden kann. Dazu wird eine Glaskeramik in die Oberfläche des CMCs eingearbeitet und/oder darauf aufgebracht. Besonders bevorzugt ist die Ausführungsform, bei der ein glaskeramischer Schlicker zusammen und kombiniert mit einem CMC-Grünkörper gesintert wird.The invention relates to a shaped body such as a turbine component of a gas turbine and / or a component of an exhaust system, which are at least partially made of CMC, so - ceramic matrix composite - and / or a CMC-metal hybrid and a new, in particular improved in terms of their stability, surface. In particular, the invention relates to the improvement of the adhesion of coatings on a CMC surface and a manufacturing method for improved adhesion of a - for example thermally stable - coating on a CMC surface. The invention provides for the first time a possibility of how the surface of CMC-for example, a roughening-can be rendered mechanically less sensitive, stabilized and / or reinforced. For this purpose, a glass ceramic is incorporated into the surface of the CMC and / or applied thereto. Particularly preferred is the embodiment in which a glass-ceramic slip is sintered together and combined with a CMC green body.
Description
Die Erfindung betrifft einen Formkörper wie beispielsweise eine Turbinenkomponente einer Gasturbine und/oder ein Bauteil eines Abgasstrangs, die zumindest teilweise aus CMC, also - Ceramic-Matrix-Composite - und/oder aus einem CMC-Metall-Hybrid aufgebaut sind und eine neue, insbesondere hinsichtlich ihrer Stabilität verbesserte, Oberfläche aufweisen. Insbesondere betrifft die Erfindung dabei die Verbesserung der Haftung von Beschichtungen auf einer CMC-Oberfläche sowie ein Herstellungsverfahren zur verbesserten Haftung einer - beispielsweise thermisch belastbaren - Beschichtung auf einer CMC-Oberfläche.The invention relates to a shaped body such as a turbine component of a gas turbine and / or a component of an exhaust system, which are at least partially made of CMC, so - ceramic matrix composite - and / or a CMC-metal hybrid and a new, in particular improved in terms of their stability, surface. In particular, the invention relates to the improvement of the adhesion of coatings on a CMC surface and a manufacturing method for improved adhesion of a - for example thermally stable - coating on a CMC surface.
Bislang werden beispielsweise Formkörper wie Turbinenschaufeln, beispielsweise für stationäre Gasturbinen, aus Nickelbasierten Superlegierungen mit zusätzlichen Schutz-Beschichtungen, z.B. TBC-Beschichtungen, eingesetzt. Zwar werden die Eigenschaften dieser Materialien ständig weiterentwickelt, jedoch scheint diese Technik ziemlich ausgereizt zu sein und nur wenig substanzielle Steigerung noch möglich.So far, for example, moldings such as turbine blades, for example for stationary gas turbines, are made of nickel-based superalloys with additional protective coatings, e.g. TBC coatings used. Although the properties of these materials are constantly evolving, this technique seems to be quite exhausted and little substantial increase is still possible.
Dagegen ist die Technik der CMCs, insbesondere der Faserverstärkten CMCs eine Alternative und kann allein oder in Kombination mit Superlegierungen, als so genannte CMC-Metall-Hybrid-Formkörper, zur Schaffung neuartiger Formkörper wie Turbinenkomponenten und/oder Bauteile in einem Abgasstrang eingesetzt werden. In der Kombination mit Legierungen, insbesondere der genannten Superlegierungen, oder auch anderen Metallen spricht man dann von einem Hybridmaterial aus CMC und Metall.In contrast, the technique of CMCs, particularly fiber reinforced CMCs, is an alternative and may be used alone or in combination with superalloys, called CMC metal hybrid moldings, to create novel moldings such as turbine components and / or components in an exhaust line. In combination with alloys, in particular the superalloys mentioned, or other metals is then called a hybrid material of CMC and metal.
Trotz der verbesserten Eigenschaften gegenüber den reinen Metallen, wie erhöhter Oxidations-Beständigkeit und/oder geringerer Dichte der CMCs, die eine Steigerung der Betriebstemperatur und eine Reduzierung der Kühlluft der daraus hergestellten Formkörper erlauben, gibt es auch bei den CMCs limitierende Faktoren, wie beispielsweise das Kornwachstum innerhalb der keramischen Matrix.Despite the improved properties compared to the pure metals, such as increased oxidation resistance and / or lower density of the CMCs, which allow an increase in the operating temperature and a reduction in the cooling air of the moldings produced therefrom, there are also limiting factors in the CMCs, such as Grain growth within the ceramic matrix.
Die CMC-Material-Oberfläche an sich erlaubt daher keine unbegrenzten Steigerungen der thermischen Effizienz. So werden thermisch belastbare Beschichtungen, insbesondere so genannte TBC(Thermal-Barrier-Coating)-Beschichtungen auf CMCs notwendig.The CMC material surface therefore does not allow unlimited increases in thermal efficiency. Thus, thermally loadable coatings, in particular so-called TBC (Thermal Barrier Coating) coatings on CMCs are necessary.
Als CMCs werden insbesondere die Siliziumcarbid- und/oder Oxide-CMCs, also auf Metallcarbiden und/oder Metalloxiden basierende CMC-Materialien eingesetzt, da diese eine erhöhte Beständigkeit gegenüber beispielsweise Korrosion und/oder Oxidation auf.The CMCs used are in particular the silicon carbide and / or oxide CMCs, ie CMC materials based on metal carbides and / or metal oxides, since these have increased resistance to, for example, corrosion and / or oxidation.
So ist es auch angebracht, ähnlich wie bei den, hier beispielsweise als Formkörper genannten Turbinenkomponenten, die komplett aus Superlegierung gemacht sind, bei den CMC-Superlegierungs-Hybridlösungen und/oder auch bei ganz aus CMC gemachten Formkörpern, Beschichtungen, insbesondere thermisch wirksame Barriere-Beschichtungen wie die so genannten Thermal Barrier Coatings - so genannte TBC - Beschichtungen - aufzubringen.It is also appropriate, similar to the turbine components mentioned here, for example as moldings, which are made entirely of superalloy, in the CMC superalloy hybrid solutions and / or also in moldings entirely made of CMC, coatings, in particular thermally active barrier materials. Coatings such as the so-called thermal barrier coatings - so-called TBC coatings - apply.
Beispielsweise wird eine TBC auf einer CMC Oberfläche über ein Sprühverfahren, beispielsweise als Atmospheric Plasma Spraying APS- Beschichtung, aufgebracht. Damit die aufgesprühte und/oder über Plasma hergestellte Beschichtung jedoch gut haftet, wird vorzugsweise die an sich sehr glatte Oberfläche des CMCs oder CMC-Hybridmaterials noch vorbereitet, beispielsweise aufgeraut. Dabei kommen auch mechanisch anspruchsvolle Aufrauhungsmethoden, wie beispielsweise Sandstrahlen oder Laserbestrahlung zum Einsatz. Diese jedoch können auch Schäden der CMC-Oberfläche hervorrufen, die sich dann beispielsweise in Rissbildung mit den entsprechenden materiellen Nachteilen bei der Heißgasanwendung äußern. Daher wird nach dem Stand der Technik eine CMC-Oberfläche nur wenig bis ungenügend vor dem Aufbringen einer thermisch belastbaren Beschichtung aufgeraut, so dass die Haftung der Beschichtung oft nicht ausreichend ist.For example, a TBC is applied to a CMC surface via a spray process, for example as an Atmospheric Plasma Spraying APS coating. However, in order for the sprayed and / or plasma-formed coating to adhere well, it is preferable to prepare, for example roughen, the very smooth surface of the CMC or CMC hybrid material. Mechanically sophisticated roughening methods, such as sand blasting or laser irradiation, are also used. However, these can also cause damage to the CMC surface, which then manifests itself, for example, in cracking with the corresponding material disadvantages in the hot gas application. Therefore, according to the prior art, a CMC surface is roughened only slightly or insufficiently before the application of a thermally loadable coating, so that the adhesion of the coating is often insufficient.
Es sind verschiedene Ansätze bekannt, wie die Haftung der Beschichtungen auf den CMCs optimiert wird ohne die CMC-Oberfläche zu stark durch Aufrauen zu beschädigen. Aus der
Nachteilig daran kann unter Umständen eine gewisse Versprödung der CMC-Oberfläche sein.The disadvantage of this can possibly be a certain embrittlement of the CMC surface.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die Haftung einer CMC-Oberfläche mit einer thermisch belastbaren Beschichtung zu verbessern, insbesondere eine Verbesserung der Stabilität einer CMC-Oberfläche gegenüber Aufrauhungsmethoden wie Sandstrahlen und/oder Laserbehandlung zu erzielen.The object of the present invention is therefore to improve the adhesion of a CMC surface with a thermally loadable coating, in particular to achieve an improvement in the stability of a CMC surface over roughening methods such as sandblasting and / or laser treatment.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, wie er in der Beschreibung und den Ansprüchen offenbart wird, gelöst.This object is solved by the subject matter of the present invention as disclosed in the specification and the claims.
Dementsprechend ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung ein Formkörper aus einem keramischen Kompositmaterial CMC oder aus einem CMC-Metall-Hybridmaterial, wobei die CMC-Oberfläche zumindest teilweise Glaskeramik umfasst. Accordingly, the subject matter of the present invention is a shaped body made of a ceramic composite material CMC or of a CMC-metal hybrid material, wherein the CMC surface at least partially comprises glass-ceramic.
Außerdem ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers aus einem keramischen Matrix Komposit CMC, bei dem in einem
- - ersten Verfahrensschritt ein grüner CMC-Formkörper hergestellt wird,
- - in einem zweiten Verfahrensschritt und vor einer Erwärmung und/oder Versinterung des CMC-Formkörpers zur Ausbildung einer Glas-keramischen Oberfläche ein Glaskeramischer Schlicker auf die Oberfläche des grünen CMC-Formkörpers aufgebracht wird und
- - in einem dritten Verfahrensschritt der CMC-Formkörper mit einer Oberfläche aus Glaskeramischem Schlicker zum CMC-Formkörper mit Glaskeramischer Oberfläche oder Glaskeramischen Anteilen an Oberfläche kombiniert gesintert wird.
- - the first step of the process produces a green CMC molding,
- - In a second step and prior to heating and / or sintering of the CMC molding to form a glass-ceramic surface, a glass ceramic slurry is applied to the surface of the green CMC molding and
- - In a third step, the CMC molded body is sintered combined with a surface of glass ceramic slurry for CMC molding with glass-ceramic surface or glass ceramic portions of surface.
Allgemeine Erkenntnis der Erfindung ist, dass eine Glaskeramische Schicht oder zumindest Glas-keramische Anteile auf der Oberfläche eines CMC-Formkörpers dort quasi eine Schutzschicht ausbilden, die als thermische und mechanische Schutzschicht dient und/oder eine Oberfläche ausbildet, die die Weiterverarbeitung, also beispielsweise Vorbereitung zur Beschichtung mit einer Thermal-Barrier-Coating-(TBC)-Schicht, erleichtert oder erst beschädigungsfrei ermöglicht.General knowledge of the invention is that a glass-ceramic layer or at least glass-ceramic portions on the surface of a CMC molding there quasi form a protective layer that serves as a thermal and mechanical protective layer and / or forms a surface that further processing, so for example preparation For coating with a Thermal Barrier Coating (TBC) layer, facilitates or only damaging possible.
Insbesondere kann durch Aufbringung eines Schlickers aus glaskeramischem Material, der nach Sinterung eine Glaskeramik ausbildet, auf zumindest Teile der Oberfläche eines ungesinterten CMC-Formkörpers, wie beispielsweise eines Stapels aus grünen CMC-Prepreg-Lagen, eine Zwischenschicht auf einem Formkörper aus CMC-Material und/oder CMC-Hybridmaterial durch Wärmebehandlung und/oder Sintern erzeugt werden, deren Härt, thermische und/oder mechanische Beständigkeit weit besser als die der reinen CMC-Oberfläche ist und/oder eine Aufrauhung vor einem beispielsweise folgenden APS-Verfahren ohne Schaden, oder mit wesentlich weniger Schaden als die reine CMC-Oberfläche, aushält.In particular, by applying a slurry of glass-ceramic material which forms a glass ceramic after sintering, on at least parts of the surface of a unsintered CMC molding, such as a stack of green CMC prepreg layers, an intermediate layer on a molded body of CMC material and or CMC hybrid material produced by heat treatment and / or sintering, whose hardness, thermal and / or mechanical resistance is far better than that of the pure CMC surface and / or roughening before an example following APS process without damage, or with significantly less damage than the pure CMC surface.
So wird hier beispielsweise vorgeschlagen, die Durchführung eines APS-Verfahrens zur Haftverbesserung von TBC-Schichten mit einer vorhergehenden Ausbildung einer zumindest teilweisen Glaskeramischen Oberfläche, die mittels Laser oder Strahlenbehandlung aufzurauen ist, zu kombinieren. Besonders vorteilhaft ist dabei, dass weder die keramische Matrix des CMCs, noch die keramischen Fasern des CMCs durch die kombinierte Versinterung mit dem Glaskeramischen Schlicker beeinträchtigt werden.For example, it is proposed here to combine the implementation of an APS process for improving the adhesion of TBC layers with a preceding formation of an at least partially glass-ceramic surface which is to be roughened by means of laser or radiation treatment. It is particularly advantageous that neither the ceramic matrix of the CMC, nor the ceramic fibers of the CMC are affected by the combined sintering with the glass-ceramic slip.
Zur Herstellung werden im
- - ersten Verfahrensschritt beispielsweise CMC-Prepreg-Lagen auf eine Stützstruktur abgelegt, dann werden diese noch ungesinterten und/oder grünen CMC-Lagen im
- - zweiten Verfahrensschritt mit glaskeramischem Schlicker oberflächlich versehen, beispielsweise bestrichen, besprüht oder eingetaucht - und im
- - dritten Verfahrensschritt dann kombiniert gesintert und bilden entweder mit oder losgelöst von der Stützstruktur den Formkörper.
- - First step, for example, deposited CMC prepreg layers on a support structure, then these are still unsintered and / or green CMC layers in
- - Second method step provided with glass ceramic slurry surface, for example, coated, sprayed or dipped - and in
- - Third process step then combined sintered and form either with or detached from the support structure, the molding.
Eine CMC-Prepreg-Lage umfasst typischerweise eine keramische Matrix, wie einen Schlicker, in der Fasern, die als Einzelfaser, geflochtene Faser, Fasergewebe und/oder Faserverbunde vorliegen können, eingebettet sind. Beispielsweise handelt es sich um Siliziumcarbid-Keramik basierte oder um so genannte Oxid-Keramik-basierte Matrix- und/oder Fasermaterialien.A CMC prepreg sheet typically comprises a ceramic matrix, such as a slurry, in which fibers which may be single fiber, braided fiber, fiber fabric and / or fiber composites are embedded. By way of example, these are silicon carbide ceramic-based or so-called oxide-ceramic-based matrix and / or fiber materials.
Beispielsweise liegt ein CMC auf Basis von Oxid-Keramikbasierten Matrixmaterialien vor. Darin werden - wiederum beispielsweise - ebenfalls Oxid-Keramik-basierte Fasern, Fasergewebe und/oder Faserverbunde eingebettet. Deren Materialien sind beispielsweise ausgewählt aus der Gruppe folgender Materialien: Dotiertes oder undotiertes Aluminiumoxid, Mullit, Yttrium-Aluminium-Granat und/oder mit Zirkoniumoxid dotiertes Aluminiumoxid.For example, there is a CMC based on oxide-ceramic-based matrix materials. In it - again, for example - embedded oxide ceramic-based fibers, fiber fabrics and / or fiber composites. Their materials are for example selected from the group of the following materials: doped or undoped aluminum oxide, mullite, yttrium aluminum garnet and / or zirconium oxide-doped aluminum oxide.
Alle vorgenannten Fasermaterialien können in einer Faser, einem Fasergewebe und/oder in einem Faserverbund, wie er vorliegend eingesetzt wird, allein oder in beliebigen Kombinationen, wie beispielsweise als Aluminiumoxid-Mullit-Faser, vorliegen. Ebenso können die genannten Materialien allein oder in beliebigen Kombinationen zum Aufbau der Matrix dienen.All the aforementioned fiber materials may be present in a fiber, a fiber fabric and / or in a fiber composite, as used herein, alone or in any combination, such as alumina-mullite fiber. Likewise, the materials mentioned can serve alone or in any desired combinations for the construction of the matrix.
Als Glaskeramik wird vorliegend ein mineralisches Material, das - beispielsweise als Schlicker verarbeitet und dann gesintert - aus einer Glasschmelze durch gesteuerte Kristallisation herstellbar ist, bezeichnet. Die Verarbeitung des vorangehenden Schlickers, einer - Lösungsmittelhaltigen, also beispielsweise wässrigen - Aufschlämmung des mineralischen Materials, kann beliebig erfolgen.In the present case, a glass-ceramic material is a mineral material which is processed, for example, as a slip and then sintered, from a molten glass by controlled crystallization. The processing of the preceding slip, a - containing solvent, so for example aqueous - slurry of the mineral material, can be done arbitrarily.
Die zähflüssige Masse ist beispielsweise bei Raumtemperatur aufbringbar. Über eine Temperaturbehandlung bis hin zum Sintern wird dann ein Glas-keramischer Zustand des Materials erreicht, der sich speziell durch seine Härte auszeichnet, wie von den Glaskeramiken im täglichen Gebrauch her bekannt ist. Das glasartige Material ist nach Bildung zumindest teilweise kristallisiert, stabil und schmilzt nicht wieder. Hohe Dauergebrauchstemperaturen, wie beispielsweise 1200°C und mehr beeinträchtigen die Stabilität des glaskeramischen Materials nicht.The viscous mass can be applied, for example, at room temperature. Through a temperature treatment to sintering a glass-ceramic state of the material is achieved, which is characterized specifically by its hardness, as of the Glass ceramics is known in daily use. The glassy material is at least partially crystallized after formation, stable and does not melt again. High continuous service temperatures, such as 1200 ° C and more, do not affect the stability of the glass-ceramic material.
Als Beispiele für Glaskeramische Materialien sind unter anderem viele Arten von Disilikaten bekannt, beispielsweise das MAS-System, wobei MAS für MgO x Al2O3 x nSiO2 steht, sowie das analog mit Zinkoxid, ZnO2, anstelle des Magnesium-Oxids aufgebaute ZAS, sowie Glaskeramiken aus Lithium-Disilikat und solche mit Phlogopit als Basis. Beispielsweise wird dazu als epitaktischer Keimbildner Zirconium(IV)-Oxid in Kombination mit Titan(IV)-Oxid zugesetzt.As examples of glass ceramic materials, among other many kinds of disilicates are known, for example, the MAS system, MAS 3 x stands for MgO x Al 2 O n SiO 2, and the analog with zinc oxide, ZnO 2, constructed in place of the magnesium oxide ZAS and glass ceramics of lithium disilicate and those with phlogopite as base. For example, zirconium (IV) oxide in combination with titanium (IV) oxide is added as an epitaxial nucleating agent.
Vorteilhafterweise kann als Glaskeramisches Material vorliegend auch ein mineralisches Material, beispielsweise ein Disilikat, eingesetzt werden, dessen thermischer Ausdehnungskoeffizient an den des Trägersubstrats, also beispielsweise eines CMC-Formkörpers und/oder CMC-Laminatlagenstapels oder eines CMC-Metall-Hybridmaterial-Formkörpers, angeglichen ist. So kann die Glaskeramik mit der CMC-Keramik spannungsfrei, auch bei hohen Dauerbetriebstemperaturen von über 1200°C, kombiniert werden.Advantageously, a mineral material, for example a disilicate, whose thermal expansion coefficient matches that of the carrier substrate, that is, for example, a CMC shaped body and / or CMC laminate layer stack or a CMC metal hybrid material molded body, can also be used as the glass ceramic material , For example, the glass ceramic can be combined stress-free with the CMC ceramic, even at high continuous operating temperatures of over 1200 ° C.
Dafür eignet sich als Glaskeramik beispielsweise ein Yttrium-Aluminium-Granat (YAG) -Disilikat und/oder ein sonstiges Yttrium-Disilikat.For example, an yttrium-aluminum garnet (YAG) disilicate and / or another yttrium disilicate is suitable as the glass ceramic.
Die Glaskeramik wird bevorzugt, aber nicht ausschließlich, in Form ihres Schlickers, also der breiigen Aufschlämmung, auf den noch grünen, also ungesinterten, CMC-Laminatlagenstapel aufgebracht. Die Schmelze des noch nicht zur Glaskeramik gesinterten glaskeramischen Materials kann aber auch als Oberfläche und/oder Zwischenschicht auf eine CMC-Oberfläche aufgebracht werden.The glass ceramic is preferably, but not exclusively, applied in the form of its slip, that is the pulpy slurry, to the still green, that is unsintered, CMC laminate layer stack. However, the melt of the glass-ceramic material which has not yet been sintered into the glass-ceramic material can also be applied to a CMC surface as a surface and / or intermediate layer.
Der Glaskeramische Schlicker wird beispielsweise über Brushing, Spraying, also Bürsten, Wischen, Sprühen, Spritzen oder sonstige Verfahren auf den grünen CMC-Formkörper aufgebracht.The glass-ceramic slip is applied to the green CMC molding, for example, by brushing, spraying, ie brushing, wiping, spraying, spraying or other methods.
Nach erfolgter Versinterung erhält man einen CMC-Laminatlagenstapel, dessen Oberfläche durch die Glaskeramik temperaturbeständiger, robuster, beispielsweise auch gegenüber Aufrauhung und/oder korrosionsbeständiger als die ursprüngliche reine CMC-Oberfläche ist. In Tests konnte gezeigt werden, dass eine erfindungsgemäß gebildete glaskeramische CMC-Oberfläche auch wesentlich beständiger gegenüber Aufrauhung beispielsweise über Sandstrahlen und/oder mittels Laserbehandlung ist, als die unverglaste CMC-Oberfläche.After sintering, a CMC laminate layer stack is obtained, the surface of which is more temperature-resistant, more robust, for example roughening and / or more corrosion-resistant than the original pure CMC surface by the glass ceramic. Tests have shown that a glass-ceramic CMC surface formed according to the invention is also significantly more resistant to roughening, for example by sandblasting and / or by means of laser treatment, than the unglazed CMC surface.
Die Glaskeramische Oberfläche liegt bevorzugt mit der CMC-Oberfläche kombiniert vor, wenn die Glaskeramik beispielsweise während des gemeinsamen Sinterns zumindest zum Teil mit der CMC-Oberfläche verschmolzen ist. Zumindest liegt nach gemeinsamer Temperaturbehandlung eine gute Haftung zwischen der CMC-Oberfläche und der Glaskeramischen Schicht vor. Beispielsweise kann es durch die kombinierte Sinterung auch zur Ausbildung von keramischen Mischphasen und/oder kovalenten chemischen Bindungen zwischen der Glaskeramik und der CMC-Oberfläche kommen. Die Haftung der Glaskeramischen Schicht auf der Oberfläche des CMCs kann durch Ausbilden von chemischen Bindungen und/oder durch Ausbildung von keramischen Mischphasen verstärkt sein.The glass ceramic surface is preferably combined with the CMC surface if, for example, the glass ceramic is at least partially fused to the CMC surface during the common sintering. At least, after common thermal treatment, there is good adhesion between the CMC surface and the glass-ceramic layer. By way of example, combined sintering can also lead to the formation of ceramic mixed phases and / or covalent chemical bonds between the glass ceramic and the CMC surface. The adhesion of the glass-ceramic layer to the surface of the CMC may be enhanced by forming chemical bonds and / or by forming mixed ceramic phases.
Die Glaskeramische Oberfläche kann beispielsweise auch als Schutz des CMC-Laminatlagenstapels gegenüber Umwelteinflüssen, wie beispielsweise Wasserdampfkorrosion, dienen.The glass-ceramic surface can also serve, for example, as protection of the CMC laminate layer stack against environmental influences, such as, for example, water vapor corrosion.
Eine aufgeraute mit Glaskeramik gemäß der Erfindung versetzte Oberfläche kann mit einer thermischen Barriereschicht, beispielsweise über APS, beschichtet werden, wobei eine deutlich verbesserte Haftung der thermischen Barriereschicht, insbesondere gegenüber der reinen nicht aufgerauten CMC-Oberfläche zu beobachten ist.A roughened with glass ceramic according to the invention offset surface can be coated with a thermal barrier layer, for example via APS, with a significantly improved adhesion of the thermal barrier layer, especially with respect to the pure non-roughened CMC surface is observed.
Gemäß der Erfindung wird die Glaskeramik-Oberfläche zusammen mit dem Sintern des CMC-Laminatlagenstapels durchgeführt, so dass eine gute Anbindung der Glaskeramik an die CMC-Oberflächen durch Verschmelzen während der Sinterung gewährleistet ist.According to the invention, the glass-ceramic surface is carried out together with the sintering of the CMC laminate layer stack, so that a good bonding of the glass ceramic to the CMC surfaces is ensured by fusing during sintering.
Durch die Erfindung wird erstmals eine Möglichkeit angegeben, wie die Oberfläche von CMC - für beispielsweise eine Aufrauhung - mechanisch unempfindlicher gemacht, stabilisiert und/oder verstärkt werden kann. Dazu wird eine Glaskeramik in die Oberfläche des CMCs eingearbeitet und/oder darauf aufgebracht. Besonders bevorzugt ist die Ausführungsform, bei der ein glaskeramischer Schlicker zusammen und kombiniert mit einem CMC-Grünkörper gesintert wird.The invention provides for the first time a possibility of how the surface of CMC-for example, a roughening-can be rendered mechanically less sensitive, stabilized and / or reinforced. For this purpose, a glass ceramic is incorporated into the surface of the CMC and / or applied thereto. Particularly preferred is the embodiment in which a glass-ceramic slip is sintered together and combined with a CMC green body.
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