燃气涡轮机部件和用于制造这种燃气涡轮机部件的方法
专利汇可以提供燃气涡轮机部件和用于制造这种燃气涡轮机部件的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及燃气 涡轮 机部件和用于制造这种燃气 涡轮机 部件的方法。所述燃气涡轮机部件，其尤其暴露于燃气涡轮机内的高温和离心 力 ，具有由金属和称为MAX相的三元陶瓷构成的结构，MAX相具有分子式Mn+1AXn，其中n=1、2、或3，M是前过渡金属诸如Ti、V、Cr、Zr、Nb、Mo、Hf、Sc、Ta，并且A是A族元素诸如Al、Si、P、S、Ga、Ge、As、Cd、In、Sn、Tl、Pb，并且X是C和/或N，其中M在40‑60 at‑%范围内，A在10‑30 at‑%范围内并且X在20‑40 at‑%范围内，因此M+A+X在80‑100%范围内，以及0‑20%是上面没有列出且由于杂质或 氧 化引入的其他元素。，下面是燃气涡轮机部件和用于制造这种燃气涡轮机部件的方法专利的具体信息内容。
1. 一种燃气涡轮机部件（10a、10b），其尤其暴露于燃气涡轮机内的高温和离心力，其特征在于，所述燃气涡轮机部件（10a、10b）具有由金属和被称为MAX相的三元陶瓷构成的结构，所述MAX相具有分子式Mn+1AXn，其中，n=1、2、或3，M是前过渡金属，诸如Ti、V、Cr、Zr、Nb、Mo、Hf、Sc、Ta，并且A是A族元素，诸如Al、Si、P、S、Ga、Ge、As、Cd、In、Sn、Tl、Pb，并且X是C和/或N，因此M在40-60 at-%的范围内，A在10-30 at-%的范围内并且X在20-40 at-%的范围内，并且因此M+A+X在80-100%的范围内，以及0-20%是上面没有列出且由于杂质或氧化引入的其他元素。
2.如权利要求1所述的燃气涡轮机部件，其特征在于，所述MAX相是单相Ti2AlC或两相
Ti2AlC和Ti3AlC2的合成物，其中，所述Ti2AlC相的范围是60-95%。
3.如权利要求1所述的燃气涡轮机部件，其特征在于，所述MAX相是单相Ti3SiC2或两相Ti3SiC2和Ti4SiC3的合成物，其中，所述Ti3SiC2相的范围是60-95%。
4.如权利要求1所述的燃气涡轮机部件，其特征在于，所述MAX相是两个主相Ti3SiC2和Ti2AlC的混合物，其中，所述Ti3SiC2相的范围是40-90%，并且因此两个MAX相在50-100%的范围内，以及0-20%是其他MAX相或元素。
5.如权利要求1所述的燃气涡轮机部件，其特征在于，所述金属是Ni或Co基超合金，或者属于合成物MCrAlYX，其中，M表示Ni、Co或Fe，并且X表示少于20%的其他元素。
6.如权利要求1所述的燃气涡轮机部件，其特征在于，所述燃气涡轮机部件（10a）具有包括一个或多个腔（12）的中空金属结构（11），所述腔（12）填充有所述MAX相材料。
7.如权利要求1所述的燃气涡轮机部件，其特征在于，所述燃气涡轮机部件（10b）包括块体MAX相（15），所述块体MAX相（15）涂覆有所述金属（16）。
8.一种用于制造如权利要求1所述的燃气涡轮机部件（10a、10b）的方法，其包括如下步骤：
a）提供适合于在燃气涡轮机环境中使用的金属；
b）提供被称为MAX相的三元陶瓷，所述MAX相具有分子式Mn+1AXn，其中，n=1、2、或3，M是前过渡金属，诸如Ti、V、Cr、Zr、Nb、Mo、Hf、Sc、Ta，并且A是A族元素，诸如Al、Si、P、S、Ga、Ge、As、Cd、In、Sn、Tl、Pb，并且X是C和/或N，因此 M在40-60 at-%的范围内，A在10-30 at-%的范围内并且X在20-40 at-%的范围内，并且因此M+A+X在80-100%的范围内，以及0-20%是上面没有列出且由于杂质或氧化引入的其他元素；以及
c）通过粉末技术过程和/或喷涂方法结合所述金属和所述MAX相以构造所述燃气涡轮
机部件（10a、10b）。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述金属是Ni或Co基超合金或MCrAlYX，其
中，M表示Ni、Co或Fe，并且X表示少于20%的其他元素。
10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述燃气涡轮机部件（10a、10b）在步骤c）之后进行热处理或热等静压（HIP）过程。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述HIP或热处理过程在比所述金属和MAX相的熔点更低的温度下完成以便在高温下致密化和/或应力松弛。
12.如权利要求8所述的方法，其特征在于，在步骤c）中，所述金属的金属中空金属结构（11、12）填充有所述MAX相。
13.如权利要求8所述的方法，其特征在于，在步骤c）中，使用喷涂过程用所述金属涂覆块体MAX相（15）。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述喷涂过程包括冷等离子喷涂和超音速火焰喷涂（HVOF）中的一者。
15.如权利要求13所述的方法，其特征在于，对所述MAX相（15）进行预氧化以形成薄TGO（热生长氧化物），从而避免氧化和与所述金属的相互扩散。
16.如权利要求12所述的方法，其特征在于，对所述金属中空结构（11、12）进行预氧化以形成薄TGO（热生长氧化物），从而避免氧化和与所述MAX相的相互扩散。
17. 如权利要求8所述的方法，其特征在于，在步骤c）中，所述金属的金属中空金属结构（11、12）填充有MAX相和金属粉末的混合物，其中，所述MAX相占50-100 %wt，并且所述金属粉末具有比所述MAX相和所述金属中空结构（11、12）更低的熔点。
燃气涡轮机部件和用于制造这种燃气涡轮机部件的方法
技术领域
背景技术
Society Bulletin, Vol. 92, Nr. 3, p. 20-27（2013年4月）。
发明内容
b）提供被称为MAX相的三元陶瓷，其具有分子式Mn+1AXn，其中，n=1、2、或3，M是前过渡金属，诸如Ti、V、Cr、Zr、Nb、Mo、Hf、Sc、Ta，并且A是A族元素，诸如Al、Si、P、S、Ga、Ge、As、Cd、In、Sn、Tl、Pb，并且X是C和/或N，因此 M在40-60 at-%的范围内，A在10-30 at-%的范围内并且X在20-40 at-%的范围内，并且因此M+A+X在80-100%的范围内，以及0-20%是上面没有列出且由于杂质或氧化引入的其他元素；以及
c）通过粉末技术过程和/或喷涂方法将所述金属和所述MAX相结合以构造所述燃气涡
轮机部件。
图3示出用于在MAX相中产生压应力的热处理过程的示例；
图4示出在热屏蔽件的顶部上具有独立部件（翅部）的转子热屏蔽件，该翅部由MAX相制
成并被插入到在热屏蔽件的顶部上的凹部中；
图5示出根据本发明的燃气涡轮机部件的又一实施例；以及
图6示出用于制造图5的燃料涡轮机部件的过程的主要步骤。
具体实施方式
11 中空金属结构
12 腔
13 转子热屏蔽件
14 翅部
15 块体MAX相
16 金属涂层。
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