Высокотемпературная слоистая система для теплоотвода и способ для ее изготовления - RU2006120543A

Реферат

1. Слоистая система, состоящая, по меньшей мере, из подложки (4), и, по меньшей мере, частично пористого слоя (10) на подложке (4), причем пора (25) пористого слоя (10) соответственно ограничена стенками пор (22), которые частично граничат с поверхностью (9, 14) подложки (4), отличающаяся тем, что стенки пор (22), которые граничат с поверхностью (9, 14), имеют в области поверхности (9, 14) подложки (4) увеличенную плоскость поперечного сечения по сравнению со стенками пор (22), которые не граничат с областью поверхности (9, 14) подложки (4), так что получается улучшенное механическое соединение стенок пор (22) с подложкой (4).

2. Слоистая система по п.1, отличающаяся тем, что слоистая система (1) со своей подложкой (4) граничит своей поверхностью (9) с областью (110, 111), которая содержит горячую среду, и пористый слой (10) выполнен на противоположной поверхности (9) поверхности (14) подложки (4).

3. Слоистая система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что слоистая система (1) поверхностью (9) своей подложки (4) подвержена воздействию горячей среды, которая имеется в области (110, 111), и пористый слой (10) выполнен на поверхности (9) подложки (4).

4. Слоистая система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что контактные зоны между слоем (10) и подложкой (4) образованы на поверхности (9, 14) соответственно за счет плоскости сечения стенки, и размер плоскости сечения стенки (19) на поверхности (9, 14) по сравнению с плоскостями сечения стенок (19), которые не граничат с областью поверхности (9, 14), увеличен так, что получается улучшенное механическое соединение плоскости сечения стенки (19) с подложкой (4).

5. Слоистая система по п.1, отличающаяся тем, что поверхность контакта стенок пор (22) и/или плоскостей сечения стенок (19) с подложкой (4) составляет по крайней мере 10% поверхности (9, 14) подложки (4), которая покрывается пористым слоем (10).

6. Слоистая система по п.1 или 5, отличающаяся тем, что толщина стенок пор (22), в частности, в радиальном направлении (11), которое проходит вертикально к поверхности подложки (4), является различной.

7. Слоистая система по п.6, отличающаяся тем, что толщина стенок пор (22) имеет градиент вдоль радиального направления (11).

8. Слоистая система по п.6, отличающаяся тем, что толщина стенок пор (22) является большей вблизи подложки (4).

9. Слоистая система по п.6, отличающаяся тем, что толщина стенок пор (22), исходя от подложки (4) в направлении к внешней поверхности (16) пористого слоя (10), выполнена большей.

10. Слоистая система по п.1, отличающаяся тем, что радиальное направление (11) проходит, исходя от подложки (4) в направлении к внешней поверхности (16) слоистой системы (1), и размеры (28) пор (25) имеют градиент вдоль радиального направления (11).

11. Слоистая система по п.10, отличающаяся тем, что размер (28) пор вблизи подложки (4) является меньшим, чем вблизи внешней поверхности (16) пористого слоя (10).

12. Слоистая система по п.1, отличающаяся тем, что края стенок пор (22) или каналов (26) в стенках пор (22) являются скругленными по крайней мере частично.

13. Слоистая система по п.1, отличающаяся тем, что пористый слой (10) имеет сотовую структуру.

14. Слоистая система по п.1, отличающаяся тем, что пористый слой (10) имеет по крайней мере частично пропускающую охлаждающую среду структуру.

15. Слоистая система по п.1, отличающаяся тем, что пористый слой (10), по меньшей мере, в области внешней поверхности (16) слоя (10) имеет по крайней мере один защитный слой (12).

16. Слоистая система по п.1 или 15, отличающаяся тем, что внутри пористого слоя (10) по крайней мере в области внешней поверхности (16) расположен, по меньшей мере, один защитный слой (12).

17. Слоистая система по п.1 или 15, отличающаяся тем, что по меньшей мере один защитный слой (12) расположен на поверхности (16) пористого слоя (10).

18. Слоистая система по п.15, отличающаяся тем, что по меньшей мере один защитный слой (12) является металлическим или керамическим.

19. Слоистая система по п.15, отличающаяся тем, что пористый слой (10) является металлическим, а защитный слой (12) является керамическим.

20. Слоистая система по п.1, отличающаяся тем, что слоистая система (1) является деталью газовой или паровой турбины, в частности, лопаткой (120, 130) турбины или футеровкой (155) камеры сгорания.

21. Слоистая система по п.1 или 20, отличающаяся тем, что подложка (4) является металлической, в частности, жаропрочным сплавом на основе железа, никеля или кобальта.

22. Слоистая система по п.1 или 18, отличающаяся тем, что пористый слой (10) выполнен керамическим.

23. Слоистая система по п.1, отличающаяся тем, что пористый слой (10) является металлическим, в частности, имеет состав состава MCrAlX, причем М обозначает по меньшей мере один элемент группы железо, кобальт или никель, а Х является иттрием и/или по меньшей мере одним из редкоземельных элементов.

24. Слоистая система по п.1 или 23, отличающаяся тем, что пористый слой (10) выполнен цельным с подложкой (4).

25. Слоистая система по п.1, отличающаяся тем, что слоистая система (1) имеет охлаждающие каналы (13, 26) в подложке (4) и/или в стенках пор (22).

26. Слоистая система по п.1, отличающаяся тем, что поры (25) слоя (10) имеют размер (28), который является меньше, чем размер примесных частиц в среде, которая обтекает слой (10).

27. Способ для изготовления слоистой системы (1) с пористым слоем (10), в частности, по п.1, отличающийся тем, что пористый слой (10) изготавливают послойно в нескольких частичных шагах.

28. Способ по п.27, отличающийся тем, что внешнюю поверхность пористого слоя (10) соединяют с подложкой (4), в частности, пайкой.

29. Способ по п.27, отличающийся тем, что применяют стереолитографию, в частности, лазерную стереолитографию, для изготовления пористого слоя (10).

30. Способ по п.27 или 29, отличающийся тем, что на подложку (4) наносят послойно (10', 10", 10''') пластмассу или подобный материал в качестве негативной формы и отверждают посредством лазера (20) так, что в результате получаются поры (25) пористого слоя (10), которые затем покрывают материалом слоя (10), в частности, заливают так, что получается пористый слой (10).

31. Способ по п.27 или 29, отличающийся тем, что изготавливают модель пористого слоя (10), в частности, из пластмассы, из которой путем формования готовят литейную форму для пористого слоя (10), и что изготавливают пористый слой (10) с этой литейной формой.

32. Способ по п.27, отличающийся тем, что на подложку (4) наносят слоями печатную пасту, которая содержит материал слоя (10), так, что получается пористый слой (10) и поры (25).

33. Способ для изготовления слоистой системы по п.2, отличающийся тем, что пористый слой (10) изготавливают вместе с подложкой (4).

34. Способ по п.33, отличающийся тем, что подложку (4) изготавливают вместе с пористым слоем (10) пирометаллургическим путем, в частности, разливкой.