JPWO2020205733A5 - - Google Patents

Description

本開示は、遮熱コーティングに関し、より詳細には、遮熱コーティングにリソグラフィによって施工された層、パターン、応力要素又は犠牲層に関する。 The present disclosure relates to thermal barrier coatings, and more particularly to lithographically applied layers, patterns, stress elements , or sacrificial layers in thermal barrier coatings.

ガスタービンエンジンの高温セクション部品は遮熱コーティング（ＴＢＣ）で保護されることが多々あり、遮熱コーティングはその下の部品基材の温度を下げて部品の寿命を延ばす。セラミック材料、特にイットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）は、その高温性能、低い熱伝導率、並びにプラズマ溶射、フレーム溶射及び物理蒸着（ＰＶＤ）技術による成膜が比較的容易であるので、ＴＢＣ材料として多用されている。空気プラズマ溶射（ＡＰＳ）などのプラズマ溶射プロセスは、或る程度の不均一性及び多孔性を特徴とする非柱状コーティングをもたらし、比較的低い設備コスト及び施工の容易さという利点を有する。ガスタービンエンジンの最高温度の領域に使用されるＴＢＣは、歪みに耐える柱状結晶粒組織をもたらすＰＶＤ、とりわけ電子ビームＰＶＤ（ＥＢＰＶＤ）によって成膜される。 BACKGROUND OF THE INVENTION High temperature section components of gas turbine engines are often protected with thermal barrier coatings (TBCs) that reduce the temperature of the underlying component substrate and extend the life of the component. Ceramic materials , particularly yttria-stabilized zirconia (YSZ), are widely used as TBC materials due to their high temperature performance, low thermal conductivity, and relative ease of deposition by plasma spray, flame spray , and physical vapor deposition (PVD) techniques. It is used. Plasma spray processes, such as air plasma spraying (APS), yield non -columnar coatings characterized by some degree of non-uniformity and porosity, and have the advantages of relatively low equipment cost and ease of application . TBCs used in the hottest regions of gas turbine engines are deposited by PVD, particularly electron beam PVD (EBPVD), which provides a columnar grain structure that resists strain.

ＴＢＣを有効にするには、部品に強力に付着し、多数回の加熱及び冷却サイクルを通して付着したままでなければならない。後者の要件は、セラミック材料とそれによって保護される基材（典型的には超合金であるが、セラミックマトリックス複合（ＣＭＣ）材料も使用される）との間の熱膨張係数（ＣＴＥ）の差のため、きわめて厳しい。接着を促進し、ＴＢＣの耐用年数を延ばし、下方に位置する基材を酸化及び高温腐食の攻撃による損傷から保護するために耐酸化性ボンドコートが使用されることが多い。超合金基材で使用されるボンドコートは、典型的には、ＭＣｒＡｌＸ（式中、Ｍは鉄、コバルト及び／又はニッケルであり、Ｘはイットリウムその他の希土類元素である）などの上塗りコーティング又は拡散アルミナイドコーティングの形態である。セラミックＴＢＣの成膜及び後のエンジン動作時などの高温への曝露の際に、これらのボンドコートは、ＴＢＣをボンドコートに付着させる強い付着の薄いアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）層又はスケールを形成する。 To be effective, a TBC must adhere strongly to the part and remain adhered through multiple heating and cooling cycles. The latter requirement is due to the difference in coefficient of thermal expansion (CTE) between the ceramic material and the substrate it protects ( typically a superalloy, but ceramic matrix composite (CMC) materials are also used ) . Therefore , it is extremely difficult. Oxidation-resistant bond coats are often used to promote adhesion , extend the service life of the TBC, and protect the underlying substrate from damage from oxidation and hot corrosion attacks. Bond coats used on superalloy substrates are typically overcoatings or diffusions such as MCrAlX (where M is iron, cobalt and / or nickel, and X is yttrium or other rare earth element). It is in the form of an aluminide coating. Upon deposition of ceramic TBCs and subsequent exposure to high temperatures such as during engine operation, these bond coats form a thin alumina (Al ₂ O ₃ ) layer or scale with strong adhesion that adheres the TBC to the bond coat. do.

ＴＢＣ系の耐用年数は、典型的には、ボンドコートの酸化、大きな界面応力及び結果として生じる熱疲労によって駆動される破砕事象又は異物による損傷（ＦＯＤ）によって制限される。ＦＯＤは、典型的には、タービンの動作の最中に発生し、異物によって引き起こされるＴＢＣの衝撃が、遮熱コーティングを損傷させる可能性があり、損傷させることが多い。ＴＢＣの摩耗又は脱落につれて、ＴＢＣを組み込んだタービン部品の性能及び寿命が低下する可能性がある。 The service life of TBC systems is typically limited by fracture events or foreign object damage (FOD) driven by bond coat oxidation, high interfacial stresses , and resultant thermal fatigue. FOD typically occurs during turbine operation, and the impact of the TBC caused by foreign objects can, and often does, damage the thermal barrier coating. As the TBC wears or falls off, the performance and lifespan of turbine components incorporating the TBC can be reduced.

国際公開第２０１１／０８５３７６号パンフレットInternational Publication No. 2011/085376 pamphlet

一態様によれば、部品の表面上のコーティングを保護するための方法が提供される。本方法は、部品の少なくとも一部分をセラミックスラリーで被覆するコーティングステップを含む。投影ステップは、リソグラフィックプロセスによってセラミック層を露光及び凝固させるため部品へと光パターンを投影する、。除去ステップは、セラミックスラリーの未露光部分を部品から除去する。セラミック層は、複数の応力上昇要素又は複数のアンカー要素を含む。 According to one aspect, a method for protecting a coating on a surface of a component is provided. The method includes coating at least a portion of the component with a ceramic slurry. The projection step projects a light pattern onto the part to expose and solidify the ceramic layer by a lithographic process. The removal step removes the unexposed portions of the ceramic slurry from the part . The ceramic layer includes a plurality of stress raising elements or a plurality of anchor elements.

別の態様によれば、部品の表面上のコーティングを保護するための方法が提供される。部品は、複数の層で形成され、層のうちの１つはボンドコーティングである。コーティングステップは、ボンドコーティングをセラミックスラリーで被覆する。投影ステップは、リソグラフィックプロセスによってセラミック層を露光及び凝固させるため部品へと光パターンを投影する。除去ステップは、セラミックスラリーの未露光部分を部品から除去する。セラミック層は、複数の応力上昇要素又は複数のアンカー要素を含む。 According to another aspect, a method for protecting a coating on a surface of a component is provided. The part is formed of multiple layers, one of the layers being a bond coating. The coating step coats the bond coating with a ceramic slurry. The projection step projects a light pattern onto the part to expose and solidify the ceramic layer through a lithographic process . The removal step removes the unexposed portions of the ceramic slurry from the part . The ceramic layer includes a plurality of stress raising elements or a plurality of anchor elements.

本発明の上記その他の特徴、態様及び利点については、添付図面と併せて以下の詳細な説明を参照することによって理解を深めることができよう。図面を通して、同様の部材には同様の符号を付した。These and other features, aspects, and advantages of the present invention may be better understood by reference to the following detailed description in conjunction with the accompanying drawings. Like parts are given like reference numerals throughout the drawings.

ここで図面を参照すると、いくつかの図では、同様の構成要素には同様の番号を付した。 Referring now to the drawings, like components are numbered like in the several figures .

本開示の一態様による部品の表面の遮熱コーティングを強化又は保護するための方法を示している。1 illustrates a method for enhancing or protecting a thermal barrier coating on a surface of a component according to one aspect of the present disclosure. 本開示の一態様による部品の一部分の概略の断面図を示している。1 illustrates a schematic cross-sectional view of a portion of a component according to one aspect of the present disclosure; FIG. 本開示の一態様による犠牲層の一部分の拡大断面図を示している。FIG. 4 illustrates an enlarged cross-sectional view of a portion of a sacrificial layer according to one aspect of the present disclosure. 本開示の一態様による複数の***部を有する摩耗用又は犠牲コーティングのためのパターンの上面図を示している。FIG. 3 illustrates a top view of a pattern for an abrasive or sacrificial coating having multiple ridges according to an aspect of the present disclosure. 本開示の一態様による部品の一部分の概略の断面図を示している。1 illustrates a schematic cross-sectional view of a portion of a component according to one aspect of the present disclosure; FIG.

以下、本発明の１以上の特定の実施形態について説明する。これらの実施形態を簡潔に説明するため、現実の実施に際してのあらゆる特徴について本明細書に記載しないこともある。実施化に向けての開発に際して、あらゆるエンジニアリング又は設計プロジェクトの場合と同様に、実施毎に異なる開発者の特定の目標（システム及び業務に関連した制約に従うことなど）を達成すべく、実施に特有の多くの決定を行う必要があることは明らかであろう。さらに、かかる開発努力は複雑で時間を要することもあるが、本明細書の開示内容に接した当業者にとっては日常的な設計、組立及び製造にすぎないことも明らかである。One or more specific embodiments of the invention are described below. In order to provide a concise description of these embodiments, all features of an actual implementation may not be described in the specification. As with any engineering or design project, when developing for an implementation, implementation-specific It will be clear that many decisions need to be made. Furthermore, while such development efforts may be complex and time consuming, it will be apparent that design, assembly, and manufacture are routine to those of ordinary skill in the art after being informed of the disclosure herein.

本発明の様々な実施形態の構成要素について紹介する際、単数形で記載したものは、その構成要素が１以上存在することを意味する。「含む」、「備える」及び「有する」という用語は内包的なものであり、記載した構成要素以外の追加の要素が存在していてもよいことを意味する。また、本発明の「一実施形態」、「一態様」或いは「実施形態」又は「態様」というとき、記載された特徴を含む追加の実施形態又は態様の存在を除外するものと解釈すべきではない。ターボ機械は、限定されるものではないが、航空機エンジン、ガスタービン、蒸気タービン及び圧縮機など、ロータと流体との間でエネルギーを伝達する機械として定義される。 When introducing components of various embodiments of the present invention, the singular term refers to the presence of one or more of that component. The terms "comprising,""comprising," and "having" are inclusive, meaning that additional elements beyond those listed may be present. Furthermore, references to "one embodiment,""oneaspect," or "embodiment" or "aspect" of the present invention should not be construed as excluding the existence of additional embodiments or aspects that include the recited features. do not have. A turbomachine is defined as a machine that transfers energy between a rotor and a fluid, such as, but not limited to, aircraft engines, gas turbines, steam turbines , and compressors.

本明細書に開示される態様によれば、異物による損傷（ＦＯＤ）及び腐食に起因する他の損傷に対する保護のための犠牲コーティングを含む改善された遮熱コーティングを提供する方法が開示される。さらに、部品を、パターン加工による表面を備えて製造することができ、これらの表面を機械加工しなければならないことによって生じる損傷を低減又は排除することができる。さらに、遮熱コーティングの性能も、より高い温度での性能が向上したセラミック製の応力上昇要素又はアンカー構造の使用によって改善することができる。 According to aspects disclosed herein, methods of providing improved thermal barrier coatings that include sacrificial coatings for protection against foreign object damage (FOD) and other damage caused by corrosion are disclosed. Furthermore, parts can be manufactured with patterned surfaces, reducing or eliminating damage caused by having to machine these surfaces. Additionally, the performance of thermal barrier coatings can also be improved through the use of ceramic stress-raising elements or anchor structures with improved performance at higher temperatures.

図１が、本開示の一態様による部品の表面の遮熱コーティングを強化又は保護するための方法１００を示している。部品は、機械部品、ターボ機械部品であってよい。あくまでもこれらに限られるわけではない例として、部品は、タービンブレード（又はバケット）、ノズル、燃焼器、トランジションピース又はタービンシュラウドであってよく、これらの部品はいずれも、ガスタービンにおいて使用されるように構成されてよい。ステップ１１０において、部品は、セラミックスラリーでコーティングされる。例えば、部品の全部又は一部をセラミックスラリーに浸すことができ、或いはセラミックスラリーを部品に噴き付けても、ブラッシングしてもよい。ドクターブレード法を使用して部品の全部又は一部をセラミックスラリーで被覆することも可能である。セラミックスラリーは、光反応性ポリマーを含む。セラミックスラリーは、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、チッ化ケイ素（Ｓｉ_３Ｎ_４）、シリカ（ＳｉＯ_２）、１種以上のケイ酸塩又はジルコニア及びこれらの組み合わせで構成されてよい。セラミックスラリーは、結合剤、可塑剤及び分散剤の１種以上と混合してもよい。セラミックスラリーは、部品の表面を被覆する。 FIG. 1 illustrates a method 100 for enhancing or protecting a thermal barrier coating on a surface of a component according to one aspect of the present disclosure. The part may be a mechanical part, a turbomachinery part. By way of non-limiting example, the component may be a turbine blade ( or bucket), a nozzle, a combustor, a transition piece, or a turbine shroud, any of which components may be used in a gas turbine. It may be configured as follows. In step 110, the part is coated with a ceramic slurry. For example, all or part of the part can be immersed in the ceramic slurry, or the part can be sprayed or brushed with the ceramic slurry. It is also possible to coat all or part of the part with the ceramic slurry using the doctor blade method. The ceramic slurry includes a photoreactive polymer. The ceramic slurry is composed of alumina (Al ₂ O ₃ ), silicon carbide (SiC), silicon nitride (Si ₃ N ₄ ), silica (SiO ₂ ), one or more silicates or zirconia , and combinations thereof. It's fine. The ceramic slurry may be mixed with one or more of binders, plasticizers , and dispersants. The ceramic slurry coats the surface of the part .

任意ステップ１２０において、部品は、セラミックスラリーから取り去られる。ここで、部品のうちのセラミックスラリーと接触した部分が、セラミックスラリーでコーティングされる。ここで、部品は、リソグラフィック装置へと運ばれる。「リソグラフィ」又は「リソグラフィック」という用語は、フォトリソグラフィ、光リソグラフィ及び／又は紫外線リソグラフィを含むように定義され、一般に、光を使用してマスクから基材又はベース材料上の感光性レジスト又はスラリーに幾何学的パターンを転写するプロセスを指す。或いは、部品にロボットシステムによってセラミックスラリーを噴き付けることができ、このロボットシステムは、後に所望の光パターンで部品の露光を行うためのミラー及び光学系を備えることができる。ステップ１３０において、リソグラフィ装置は、マスク又は制御された光源を介して部品へと光パターンを投影する。得られた光パターンは、部品の表面上のセラミックスラリーの一部を露光し、これらの領域のスラリーをセラミック層へと凝固させる。セラミックスラリーのうちの露光されていない部分は、液状又は粘性の状態のままである。リソグラフィプロセスは、光の投影パターンを得るためにマスクを使用することができ、或いはマスクが使用されず、光源がおそらくは１つ以上のミラーを介して部品上に所望のパターンを生成するマスクレスプロセスであってよい。 In optional step 120, the part is removed from the ceramic slurry. Here, the portion of the component that came into contact with the ceramic slurry is coated with the ceramic slurry. Here, the part is transferred to a lithographic apparatus. The term "lithography" or "lithographic" is defined to include photolithography, optical lithography and / or ultraviolet lithography, generally using light to move a photosensitive resist or slurry onto a substrate or base material using light. refers to the process of transferring geometric patterns to Alternatively , the part can be sprayed with the ceramic slurry by a robotic system that can be equipped with mirrors and optics for subsequent exposure of the part with the desired light pattern. In step 130, the lithographic apparatus projects a light pattern onto the part via a mask or a controlled light source. The resulting light pattern exposes portions of the ceramic slurry on the surface of the part and solidifies the slurry in these areas into a ceramic layer. The unexposed portions of the ceramic slurry remain in a liquid or viscous state. A lithography process may use a mask to obtain a projected pattern of light, or it may be a maskless process in which no mask is used and a light source produces the desired pattern on the part , possibly through one or more mirrors. It may be.

ステップ１４０において、セラミックスラリー又はセラミック層のうちの露光されていない部分が、任意の適切な手段（例えば、流体での洗浄又は灌注）によって除去される。除去後に、セラミック層のうちの露光されて凝固した部分だけが、部品の表面に残る。ステップ１５０において、ステップ１１０、１２０、１３０、１４０及び／又は１５０を繰り返すか否かが決定される。さらなるセラミック層が所望される場合、これらのステップ（又はその一部）を繰り返すことができる。或いは、所望の数のセラミック層が得られた場合、この方法はステップ１６０に進むことができる。 In step 140, the unexposed portions of the ceramic slurry or ceramic layer are removed by any suitable means (eg, flushing or irrigation with a fluid). After removal, only the exposed and solidified portions of the ceramic layer remain on the surface of the part . In step 150, it is determined whether steps 110, 120, 130, 140 and / or 150 are to be repeated. These steps ( or portions thereof) can be repeated if additional ceramic layers are desired. Alternatively , if the desired number of ceramic layers is obtained, the method can proceed to step 160.

所望の数のステップ１１０～１５０が完了した後に、生のセラミック層又は未硬化のセラミック層が得られる。得られた「生の」セラミック層を硬化させて固めるために、部品は、ステップ１６０において、部品を焼結させるために加熱される。部品は、結合剤を除去するように加熱され、セラミック層について所望の密度を得るために、所定の時間にわたって所望の高い温度に保持される。加熱プロセスの後に、完成したセラミック層は、使用できる状態である。 After completing the desired number of steps 110-150, a green or uncured ceramic layer is obtained. In order to harden and solidify the resulting "green" ceramic layer, the part is heated in step 160 to sinter the part . The part is heated to remove the binder and held at the desired elevated temperature for a predetermined period of time to obtain the desired density for the ceramic layer. After the heating process, the finished ceramic layer is ready for use.

図２が、本開示の一態様による部品２００の一部分の概略の断面図を示している。図３が、本開示の一態様による犠牲層２６０の上面図を示している。部品２００は、規定のマクロ組織及びミクロ組織を有する複数の層で構成される。ベース層／材料又は基材層２１０を、ニッケル、コバルト、鉄又はこれらの組み合わせを含む超合金材料で形成することができる。タービンブレード、ベーン、シュラウド及び他の部品などの多くのガスタービン用途において、ベース層２１０は、一方向凝固又は単結晶のニッケル基超合金である。金属間層又は中間層２２０を、ベース層又は基材２１０上に堆積させることができる。 FIG. 2 shows a schematic cross-sectional view of a portion of a component 200 according to one aspect of the present disclosure. FIG. 3 illustrates a top view of sacrificial layer 260 according to one aspect of the present disclosure. Component 200 is comprised of multiple layers with defined macrostructures and microstructures . The base layer/material or substrate layer 210 may be formed of a superalloy material including nickel, cobalt, iron or combinations thereof. In many gas turbine applications, such as turbine blades, vanes, shrouds , and other components , the base layer 210 is a directionally solidified or single crystal nickel-based superalloy. An intermetallic or intermediate layer 220 can be deposited on the base layer or substrate 210.

経験から、セラミック絶縁層又はＴＢＣを、（特定の用途において）金属の基材２１０上に直接堆積させるべきではないことが示されており、その理由は、部分的には、これら２つの異なる材料間の接着が充分に大きくないためであり、部分的には、セラミックと金属との熱膨張の差によって熱サイクルの最中にセラミックに亀裂及び欠けが生じるためである。すなわち、タービンがオンにされ、さまざまな出力レベルで運転され、オフにされるにつれて、部品２００が加熱及び冷却されると、熱膨張係数の差により、脆いセラミックに亀裂が発生する。亀裂が特定の領域を通って伝播し、最終的にセラミックの破片が影響を受けた領域の基材から分離し、このプロセスは当技術分野において剥離として知られている。次いで、これらの領域内の露出した金属基材が、高温ガスによって急速に劣化する。ブレードの一領域で剥離が発生すると、故障までの寿命がきわめて短くなる可能性がある。 Experience has shown that the ceramic insulating layer or TBC should not be deposited directly onto the metallic substrate 210 (in certain applications), in part because these two different materials This is because the adhesion between them is not great enough and, in part, the difference in thermal expansion between the ceramic and the metal causes the ceramic to crack and chip during thermal cycling. That is, as the component 200 heats and cools as the turbine is turned on, operated at various power levels, and turned off, differences in thermal expansion coefficients cause the brittle ceramic to crack. The crack propagates through a particular area and eventually the ceramic shards separate from the substrate in the affected area, a process known in the art as exfoliation. The exposed metal substrate in these areas is then rapidly degraded by the hot gases. If delamination occurs in one area of the blade, the lifetime before failure can be extremely shortened.

良好な接着を保証し、剥離の不具合を回避するために、遮熱コーティング系は、ＴＢＣと基材２１０との間にボンドコーティング２３０及び中間層２２０を含む。１つの好ましい中間層は、化合物ＮｉＡｌ又はＮｉ２Ａｌ３などの金属間ニッケルアルミナイド又はＮｉＡｌ－Ｃｒなどの修飾金属間化合物である。中間層２２０は、例えばパックセメンテーション又は物理蒸着などの任意の許容可能な堆積技術によって基材２１０上に堆積させられる。中間層２２０は、堆積時に約０．００１インチ～約０．００５インチの厚さであってよく、或いは個々の用途において必要とされるとおりの任意の他の厚さであってよい。 To ensure good adhesion and avoid peeling defects, the thermal barrier coating system includes a bond coating 230 and an intermediate layer 220 between the TBC and the substrate 210. One preferred intermediate layer is an intermetallic nickel aluminide, such as the compound NiAl or Ni2Al3 , or a modified intermetallic compound, such as NiAl-Cr. Intermediate layer 220 is deposited on substrate 210 by any acceptable deposition technique, such as pack cementation or physical vapor deposition. Intermediate layer 220 may be about 0.001 inch to about 0.005 inch thick as deposited, or any other thickness as required in the particular application.

ボンドコーティング２３０を、中間層２２０上に堆積させることができる。適切なボンドコート又はコーティング２３０として、限定されるものではないが、ニッケル及び白金アルミナイドなどの従来からの拡散コーティング、ＭＣｒＡｌＹコーティングなどが挙げられる。アルミニウムに富むボンドコートは、ボンドコート２３０の酸化によって成長する酸化アルミニウム（アルミナ）スケールを発生させることが知られている。アルミナスケールは、ＴＢＣをボンドコート２３０及び基材２１０に化学的に結合させる。ボンドコーティング２３０の厚さは、当業者であれば理解できるように、所期の用途に合わせた任意の適切な厚さであってよく、ボンドコーティング２３０は、具体的な用途に応じて省略されてもよい。 A bond coating 230 may be deposited on intermediate layer 220. Suitable bond coats or coatings 230 include, but are not limited to, conventional diffusion coatings such as nickel and platinum aluminides, MCrAlY coatings , and the like . Aluminum-rich bond coats are known to generate aluminum oxide (alumina) scale that grows due to oxidation of the bond coat 230. The alumina scale chemically bonds the TBC to the bond coat 230 and the substrate 210. The thickness of bond coating 230 may be any suitable thickness for the intended application, as will be understood by those skilled in the art , and bond coating 230 may be omitted depending on the specific application. It's okay.

遮熱コーティング（ＴＢＣ）２４０は、１つ以上のボンドコート層２３０を覆って堆積させられる。遮熱コーティング２４０は、任意の適切なセラミック材料を単独で又は他の材料と組み合わせて含むことができる。例えば、遮熱コーティング２４０は、完全又は部分的に安定化されたイットリア安定化ジルコニアなど、並びに当技術分野で知られている他の低伝導性の酸化物コーティング材料を含むことができる。他の適切なセラミックの例として、これに限られるわけではないが、非安定化ジルコニア、或いはカルシア、マグネシア、セリア、スカンジア、イットリア、希土類酸化物又は他の酸化物のうちの１つ以上によって部分的又は完全に安定化されたジルコニアなどの他の既知のセラミック遮熱コーティングの中でもとりわけ、約７～８重量％のイットリアで安定化された約９２～９３重量％のジルコニアが挙げられる。遮熱コーティング２４０は、ハフニア、ジルコニア、或いはイットリア、スカンジア、マグネシア、カルシア、セリア及びランタニド系列の酸化物のうちの１つ以上によって安定化されたハフニアとジルコニアとの混合物を含んでもよい。 A thermal barrier coating (TBC) 240 is deposited over the one or more bond coat layers 230. Thermal barrier coating 240 may include any suitable ceramic material alone or in combination with other materials. For example, thermal barrier coating 240 can include fully or partially stabilized yttria-stabilized zirconia, as well as other low conductivity oxide coating materials known in the art. Examples of other suitable ceramics include, but are not limited to, unstabilized zirconia, or moiety with one or more of calcia, magnesia, ceria, scandia, yttria, rare earth oxides , or other oxides. Among other known ceramic thermal barrier coatings, such as partially or fully stabilized zirconia, about 92-93% by weight zirconia stabilized with about 7-8% by weight yttria. Thermal barrier coating 240 may include hafnia, zirconia, or a mixture of hafnia and zirconia stabilized with one or more of yttria, scandia, magnesia, calcia, ceria , and lanthanide series oxides.

遮熱コーティング２４０を、任意の適切な方法によって施工することができる。堆積のための１つの適切な方法は、電子ビーム物理蒸着（ＥＢ－ＰＶＤ）によるが、空気プラズマ溶射（ＡＰＳ）などのプラズマ溶射堆積プロセスも、燃焼器の用途に使用することができる。適切なＥＢ－ＰＶＤによって施工されたセラミック遮熱コーティング２４０の密度は、他の適切な密度の中でもとりわけ約４．７ｇ／ｃｍ^３であってよい。遮熱コーティング２４０を、任意の所望の厚さ及びミクロ組織まで施工することができる。例えば、コーティング２４０は、約７５μｍ～約３，０００μｍの間の厚さを有することができる。厚さは、例えば最適な冷却のレベル及び熱応力のバランスをもたらすために、所与の部品の場所ごとに変化してもよい。ＴＢＣ２４０の上部は、層２４０と同一又は同様の材料で形成された粗面化層又は多孔質層２５０をさらに含んでもよい。層２５０の粗面化及び／又は多孔質の性質は、犠牲層２６０の形態のセラミック層の結合を容易にする。 Thermal barrier coating 240 can be applied by any suitable method. One suitable method for deposition is by electron beam physical vapor deposition (EB-PVD), although plasma spray deposition processes such as air plasma spraying (APS) can also be used for combustor applications. The density of a suitable EB-PVD applied ceramic thermal barrier coating 240 may be about 4.7 g/cm ³ , among other suitable densities. Thermal barrier coating 240 can be applied to any desired thickness and microstructure . For example, coating 240 can have a thickness between about 75 μm and about 3,000 μm . Thickness may vary from location to location on a given part, eg, to provide an optimal level of cooling and thermal stress balance. The top of TBC 240 may further include a roughened or porous layer 250 formed of the same or similar material as layer 240. The roughened and / or porous nature of layer 250 facilitates bonding of the ceramic layer in the form of sacrificial layer 260.

犠牲層（又はセラミック層）２６０は、層２４０及び２５０と同一又は同様の材料で構成されてよく、或いは犠牲層は、希土類ケイ酸塩から構成されてよい。適切な希土類ケイ酸塩として、限定されるものではないが、ランタン、プラセオジム、ネオジム、プロメチウム、サマリウム、ユーロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、ルテチウム、スカンジウム、イットリウム及びこれらの混合物のケイ酸塩が挙げられる。希土類ケイ酸塩は、一ケイ酸塩Ｍ２ＳｉＯ５、二ケイ酸塩Ｍ２Ｓｉ２Ｏ７又はこれらの組み合わせの形態であってよい。さらに、一ケイ酸塩、二ケイ酸塩又は組み合わせを、希土類酸化物Ｍ２Ｏ３と組み合わせて堆積させてもよい。或いは、犠牲層２６０を、リソグラフィック法によって堆積させられる結果として緻密なミクロ組織を有することができるアルミナで構成してもよい。犠牲層２６０の機能は、下方に位置する遮熱コーティング層２４０、２６０の異物による損傷を制限、低減又は排除することである。犠牲層２６０の適切な厚さは、約０．１～約２００μｍの間であってよい。犠牲層２６０は、図１に関連して説明したセラミックスラリー及びセラミック層、並びに前述の方法によって形成される。 Sacrificial layer ( or ceramic layer) 260 may be comprised of the same or similar material as layers 240 and 250, or the sacrificial layer may be comprised of a rare earth silicate. Suitable rare earth silicates include, but are not limited to, lanthanum, praseodymium, neodymium, promethium, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, ytterbium, lutetium, scandium, yttrium and the like. Mention may be made of silicates of mixtures. The rare earth silicates may be in the form of monosilicates M2SiO5, disilicates M2Si2O7 or combinations thereof. Furthermore, monosilicates, disilicates or combinations may be deposited in combination with rare earth oxides M2O3. Alternatively , sacrificial layer 260 may be comprised of alumina, which can have a dense microstructure as a result of being lithographically deposited. The function of the sacrificial layer 260 is to limit, reduce or eliminate damage to the underlying thermal barrier coating layer 240, 260 due to foreign objects. A suitable thickness for sacrificial layer 260 may be between about 0.1 and about 200 μm . Sacrificial layer 260 is formed by the ceramic slurry and ceramic layer described in connection with FIG. 1 and the methods described above .

犠牲層２６０は、異物による損傷又は衝撃を受けたときに層２６０がどのように破損するかについて特定の制御を可能にする微視的及び巨視的な弱点及び破断面を有する。破断面は、化学的性質、ミクロ組織、構成などによって衝撃力を吸収し、下方に位置するＴＢＣ層２４０、２５０への正味の衝撃及び応力を低減することによって、異物による損傷を抑えるように設計される。例えば、犠牲層２６０は、その表面によって定められる複数の平行であり、さらには／或いは交差する破断面を有することができる。 The sacrificial layer 260 has microscopic and macroscopic weaknesses and fracture surfaces that allow specific control over how the layer 260 will fail when damaged or impacted by foreign objects. The fracture surface absorbs impact forces through chemistry, microstructure , composition, etc. to reduce foreign object damage by reducing the net impact and stress on the underlying TBC layers 240, 250. Designed. For example, sacrificial layer 260 can have multiple parallel and/ or intersecting fracture planes defined by its surface.

図３が、犠牲層（又はセラミック層）２６０の一部分の拡大断面図を示している。犠牲層は、下方に位置する遮熱コーティング層２４０及び／又は２５０の異物による損傷を低減する複数の要素で構成される。犠牲層２６０は、複数の巨視的な支持部材３１０を含む。巨視的な支持部材３１０を、列３１１に配置することができ、各々の巨視的な支持部材を、（図３の図に関して）垂直方向及び／又は水平方向に隣接する巨視的な支持部材に連結させることができる。巨視的な支持部材３１０は、おおむね立方体、長方形、ダイヤモンド又は多角形の形状を有することができる。巨視的な支持部材は、その外面に破断面を定める。例えば、巨視的な支持部材３１０によって定められる破断面は、下方に位置する基材層の表面に対して＋４５度及び－４５度である。４５度よりも大きい角度又は小さい角度を使用してもよいことを、理解すべきである。 FIG. 3 shows an enlarged cross-sectional view of a portion of the sacrificial layer ( or ceramic layer) 260. The sacrificial layer is comprised of a plurality of elements that reduce damage to the underlying thermal barrier coating layer 240 and / or 250 due to foreign objects. Sacrificial layer 260 includes a plurality of macroscopic support members 310. Macroscopic support members 310 can be arranged in rows 311, each macroscopic support member being connected to a vertically and / or horizontally adjacent macroscopic support member (with respect to the illustration of FIG. 3). can be done. Macroscopic support member 310 can have a generally cubic, rectangular, diamond or polygonal shape. The macroscopic support member defines a fracture surface on its outer surface. For example, the fracture plane defined by the macroscopic support member 310 is at +45 degrees and -45 degrees with respect to the surface of the underlying substrate layer. It should be understood that angles greater or less than 45 degrees may be used.

列３１１の間の介在領域に、セラミック材料の複数の平行なシート３２０が配置され、シート３２０は、介在する支持要素３３０によって支持される。シート３２０は、互いに平行、かつ下方に位置する基材層の表面に平行な複数の破断面を定める。例えば、シート３２０によって定められる破断面は、下方に位置する基材層に対して０度又は１８０度だけ傾けられると考えられる。支持要素３３０も、セラミック材料で形成され、おおむね三角形又は角錐形の形状であってよい。平行なシート３２０に衝突する異物は、衝突の衝撃力を吸収し、衝撃が充分に強い場合には剥がれ落ちることができる。シート３２０への衝撃に関して、衝撃力は、巨視的な支持部材３１０に向かって水平方向に向けられ、この時点で、衝撃力は、＋／－４５度の角度に向けられる。支持要素３３０は、セラミック層２６０及びシート３２０に強度を付加し、支持要素３３０の間隔又は位置周波数を、セラミック層２６０内の位置又は深さに基づいて変えることができる。一例にすぎないが、セラミック層２６０の上方の層は、セラミック層２６０の下方の層よりも密度の低い支持要素３３０を有していてもよく、或いはその逆であってもよい。さらに、複数の破断面は、基材２１０の上面に対して約１０～８０度、１０～７０度、１０～６０度、１０～５０度、１０～４０度、１０～３０度、２０～８９度、２０～８０度、３０～８０度、４０～８０度、５０～８０度、３０～７０度又は４０～６０度の間の角度を形成することができる。傾斜した破断面は、入射する異物（点線のＦＯＤ線によって示される）の力をより横方向に向け直し、したがって、力は、下方に位置するＴＢＣ層に到達する前に犠牲層２６０をより多く通過する。さらに、犠牲層２６０の一部分を破砕するために必要な力が、ＴＢＣ層に到達するＦＯＤの衝撃の正味の力を減少させる。 In the intervening areas between the rows 311 a plurality of parallel sheets 320 of ceramic material are arranged, the sheets 320 being supported by intervening support elements 330. Sheet 320 defines a plurality of fracture planes parallel to each other and parallel to the surface of the underlying substrate layer. For example, the fracture surface defined by sheet 320 may be tilted by 0 degrees or 180 degrees with respect to the underlying substrate layer. The support element 330 is also formed of a ceramic material and may be generally triangular or pyramidal in shape. Foreign objects impacting the parallel sheets 320 will absorb the impact force of the impact and can be dislodged if the impact is strong enough. Regarding the impact on the sheet 320, the impact force is directed horizontally towards the macroscopic support member 310, at which point the impact force is directed at an angle of +/-45 degrees. The support elements 330 add strength to the ceramic layer 260 and the sheet 320, and the spacing or position frequency of the support elements 330 can be varied based on the position or depth within the ceramic layer 260. By way of example only, layers above ceramic layer 260 may have a lower density of support elements 330 than layers below ceramic layer 260, or vice versa. Further, the plurality of fracture surfaces are approximately 10 to 80 degrees, 10 to 70 degrees, 10 to 60 degrees, 10 to 50 degrees, 10 to 40 degrees, 10 to 30 degrees, and 20 to 89 degrees with respect to the upper surface of the base material 210. An angle between 20 and 80 degrees, 30 and 80 degrees, 40 and 80 degrees, 50 and 80 degrees, 30 and 70 degrees or 40 and 60 degrees can be formed. The slanted fracture surface redirects the force of the incoming foreign object (indicated by the dotted FOD line) more laterally, thus forcing the force to penetrate more of the sacrificial layer 260 before reaching the underlying TBC layer. pass. Additionally, the force required to fracture a portion of sacrificial layer 260 reduces the net force of the FOD impact reaching the TBC layer.

リソグラフィックプロセスは、犠牲層の高度に制御された堆積を可能にし、したがって、きわめて複雑な多数の破断面を含み、力を吸収する形状構成を、犠牲／セラミック層２６０について生成することができる。犠牲層２６０の各々の破断面及び各々のレベルが、全体としての衝撃力の一部を吸収することによって、下方に位置するＴＢＣ層２４０、２５０を保護する。 The lithographic process allows highly controlled deposition of the sacrificial layer and thus highly complex, multi-fractured, force-absorbing geometries can be produced for the sacrificial/ceramic layer 260. Each fracture surface and each level of sacrificial layer 260 protects the underlying TBC layers 240, 250 by absorbing a portion of the overall impact force.

図４が、複数の***部４１０を定めている摩耗性又は犠牲コーティングのためのパターン４０５の代替の例示的な実施形態の図を示している。***部４１０を形成する層は、図１に関連して説明したセラミックスラリー及びセラミック層、並びに前述の方法によって形成される。パターン４０５は、湾曲部分４２０及び直線部分４３０を含む。湾曲部分４２０を、タービンブレード先端がパターンと摩耗可能に連絡している場合、パターンのうちのタービンブレード先端の前部に対応する部分に配置することができる。直線部分４３０は、タービンブレード先端がパターン４０５と摩耗可能に連絡している場合、***部４１０のうちのタービンブレード先端の後部に対応する部分に配置される。直線部分４３０は、***部４１０の第１の端部に位置する。複数の***部４１０が、各々の***部４１０が直線部分４３０において他の***部４１０と互いに実質的に平行であるように、ＴＢＣ層２４０、２５０上に配置される。***部のパターンは、ブレード外面に局所的に位置してもよい。さらに、各々の***部４１０は、湾曲部分４２０及び直線部分４３０の両方において隣り合う***部４１０の間の距離が等しくなるように配置される。各々の***部４１０の間の距離４４０は、約１μｍ～約１４ｍｍの間の範囲であってよく、各々の***部４１０の間の好ましい距離４４０は、約５０μｍ～約７ｍｍの範囲である。***部４１０の一部分は、基準線４５１に対して角度４５０が形成されるように直線部分４３０に配置される。角度４５０は、約２０度～約７０度の範囲である。湾曲部分４２０は、湾曲部分４２０を通る平均反り線形状に実質的に一致するように構成された半径を含む。リソグラフィ印刷の***部４１０の利点は、機械加工が不要（又は少なくともきわめて最小限）であり、機械加工がないことで、機械加工プロセスによって引き起こされるであろう残留応力を排除（又は低減）することによって部品の寿命が延びることである。***部は、任意の所望の構成をとることができ、例えば、***部４１０は、直線状、湾曲状、曲線状、一方側又は他方側へと傾斜、或いは（ターボ機械に対して）半径方向に沿って幅がテーパ状であってよく、***部のマトリックス又はクロスハッチ又は六角形のグループを形成してもよい。***部４１０を利用する部品の一例は、これに限られるわけではないが、ガスタービンにおいて使用されるように構成されたシュラウドである。 FIG. 4 shows a diagram of an alternative exemplary embodiment of a pattern 405 for an abradable or sacrificial coating defining a plurality of ridges 410. The layer forming the ridge 410 is formed by the ceramic slurry and ceramic layer described in connection with FIG. 1 and the method described above . Pattern 405 includes curved portions 420 and straight portions 430. The curved portion 420 may be located in a portion of the pattern corresponding to the front of the turbine blade tip if the turbine blade tip is in abradable communication with the pattern. Straight portion 430 is located at a portion of ridge 410 that corresponds to the rear of the turbine blade tip when the turbine blade tip is in abradable communication with pattern 405 . Straight portion 430 is located at the first end of raised portion 410 . A plurality of ridges 410 are disposed on the TBC layers 240, 250 such that each ridge 410 is substantially parallel to the other ridges 410 in the straight portion 430. The pattern of ridges may be located locally on the outer surface of the blade. Further, each raised portion 410 is arranged such that the distance between adjacent raised portions 410 in both the curved portion 420 and the straight portion 430 is equal. The distance 440 between each ridge 410 may range between about 1 μm and about 14 mm, and the preferred distance 440 between each ridge 410 ranges between about 50 μm and about 7 mm. . A portion of the raised portion 410 is placed on the straight portion 430 such that an angle 450 is formed with respect to the reference line 451. Angle 450 ranges from about 20 degrees to about 70 degrees. Curved portion 420 includes a radius configured to substantially match an average bow line shape through curved portion 420 . The advantage of lithographically printed ridges 410 is that no machining is required ( or at least very minimal), and the absence of machining eliminates ( or reduces) residual stresses that would otherwise be caused by the machining process. This means that the life of the parts will be extended. The ridges can take any desired configuration; for example, the ridges 410 can be straight, curved, curvilinear, sloped to one side or the other, or (for turbomachines) radially may be tapered in width along the ridges to form a matrix or crosshatch or hexagonal grouping of ridges. One example of a component that utilizes ridges 410 is, but is not limited to, shrouds configured for use in gas turbines.

図５が、本開示の一態様による部品５００の一部分の概略の断面図を示している。部品５００は、複数の層で構成される。ベース層／材料又は基材層２１０を、ニッケル、コバルト、鉄又はこれらの組み合わせを含む超合金材料で形成することができる。タービンブレード、ベーン、シュラウド及び他の部品などの多くのガスタービン用途において、ベース層２１０は、一方向凝固又は単結晶のニッケル基超合金である。金属間層又は中間層２２０を、ベース層又は基材２１０上に堆積させることができる。 FIG. 5 shows a schematic cross-sectional view of a portion of a component 500 according to one aspect of the present disclosure. Component 500 is composed of multiple layers. The base layer/material or substrate layer 210 may be formed of a superalloy material including nickel, cobalt, iron or combinations thereof. In many gas turbine applications, such as turbine blades, vanes, shrouds , and other components , the base layer 210 is a directionally solidified or single crystal nickel-based superalloy. An intermetallic or intermediate layer 220 can be deposited on the base layer or substrate 210.

良好な接着を保証し、剥離の不具合を回避するために、遮熱コーティング系は、遮熱コーティング２４０と基材２１０との間にボンドコーティング２３０及び中間層２２０を含む。中間層２２０は、例えばパックセメンテーション又は物理蒸着などの任意の許容可能な堆積技術によって基材２１０上に堆積させられる。ボンドコーティング２３０が、中間層２２０上に堆積させられる。適切なボンドコート又はコーティング２３０として、限定されるものではないが、ニッケル及び白金アルミナイドなどの従来からの拡散コーティング、ＭＣｒＡｌＹコーティングなどが挙げられる。 To ensure good adhesion and avoid peeling defects, the thermal barrier coating system includes a bond coating 230 and an intermediate layer 220 between the thermal barrier coating 240 and the substrate 210. Intermediate layer 220 is deposited on substrate 210 by any acceptable deposition technique, such as pack cementation or physical vapor deposition. A bond coating 230 is deposited on intermediate layer 220. Suitable bond coats or coatings 230 include, but are not limited to, conventional diffusion coatings such as nickel and platinum aluminides, MCrAlY coatings , and the like .

過去において、ボンドコートへのセラミックコーティングのより良好な接着を助けるために、金属のアンカー構造がボンドコートに追加されてきた。しかしながら、これらのアンカー構造に使用される金属材料は、金属がセラミックよりも低い温度で溶融して不具合を来すがゆえに、動作時の最大許容温度を制限する。図１に関連して説明した方法を使用して、ボンドコーティング２３０上に複数の応力上昇要素５５０又はアンカー構造をリソグラフィによって印刷することができる。リソグラフィによって印刷されたセラミックスラリー及び得られたセラミック層（応力上昇要素５５０を形成する）は、ＴＢＣ層２４０と同一又は同様のセラミック材料であってよく、したがって、金属組織と比較して改善された温度性能を示す。応力上昇要素５５０（金属－セラミック複合材料であってもよい）は、ＴＢＣ層２４０が所望の位置で所望の破断面に沿って割れるように促すことで、ＴＢＣコーティング２４０の不具合を低減するように構成及び配置される。例えば、応力上昇要素５５０の形状、位置、サイズ及び高さを、所望の場所で砕けるような自然な傾向をＴＢＣコーティングにもたらすように個別に調整することができる。応力上昇要素５５０の形状は、長方形であってよく、或いは台形５５１又は応力上昇要素の（図５における）上部付近において寸法がより大きいダブテール５５２であってよい。この「ダブテール形状」は、ＴＢＣコーティング２４０をボンドコーティング２３０及び部品５００に固定する。 In the past, metallic anchor structures have been added to bond coats to help better adhere the ceramic coating to the bond coat. However, the metallic materials used in these anchor structures limit the maximum allowable operating temperature because metals melt and fail at lower temperatures than ceramics. A plurality of stress raising elements 550 or anchor structures can be lithographically printed on the bond coating 230 using the method described in connection with FIG. The lithographically printed ceramic slurry and the resulting ceramic layer (forming the stress raising element 550) may be the same or similar ceramic material as the TBC layer 240, and thus have an improved structure compared to the metallographic structure . Indicates temperature performance. The stress raising element 550 (which may be a metal-ceramic composite) is configured to reduce failure of the TBC coating 240 by encouraging the TBC layer 240 to fracture at a desired location and along a desired fracture plane. configured and arranged. For example, the shape, location, size , and height of the stress raising elements 550 can be individually tailored to provide the TBC coating with a natural tendency to fracture at desired locations. The shape of the stress-raising element 550 may be rectangular, or it may be a trapezoid 551 or a dovetail 552 with larger dimensions near the top (in FIG. 5) of the stress-raising element. This " dovetail shape" secures TBC coating 240 to bond coating 230 and component 500.

応力上昇要素５５０がリソグラフィによって堆積させられた後に、遮熱コーティング（ＴＢＣ）２４０が、ボンドコーティング層２３０及び応力上昇要素５５０を覆って堆積させられる。遮熱コーティング２４０は、上述のように、任意の適切なセラミック材料を単独で又は他の材料と組み合わせて含むことができる。リソグラフィックプロセスは、きわめて複雑で力を案内する形状構成を生成することができるように、応力上昇要素５５０の高度に制御された堆積を可能にする。例えば、応力上昇要素５５０の第１のグループを、応力上昇要素の第２のグループよりも大きい高さ（又は厚さ）を有するように設計することができる。さらに、本明細書に記載の方法を、部品の損傷（例えば、ＦＯＤ又は腐食による損傷）を修復するため又は部品の寿命を延ばすために、部品に対して実行してもよい。セラミック層は、異物による損傷又は腐食を被りやすいことが知られている部品上の位置だけに局所的に施工してもよいし、或いはセラミック層を部品の表面全体に施工してもよい。 After stress-raising element 550 is lithographically deposited, a thermal barrier coating (TBC) 240 is deposited over bond coating layer 230 and stress-raising element 550. Thermal barrier coating 240 may include any suitable ceramic material alone or in combination with other materials, as described above. The lithographic process allows for highly controlled deposition of stress raising elements 550 such that highly complex force guiding geometries can be produced. For example, a first group of stress-raising elements 550 can be designed to have a greater height ( or thickness) than a second group of stress-raising elements. Additionally, the methods described herein may be performed on a component to repair damage to the component (eg, FOD or corrosion damage) or to extend the life of the component . The ceramic layer may be applied locally to only those locations on the part that are known to be susceptible to foreign object damage or corrosion, or the ceramic layer may be applied to the entire surface of the part .

例示的な実施形態を参照して本発明を説明してきたが、本発明の技術的範囲内で様々な変更をなすことができ、ある構成要素を均等なもので置き換えることができることは当業者には明らかであろう。さらに、本発明の本質的な技術的範囲内で、特定の状況又は材料を本発明の教示に適合させるべく数多くの修正を加えることができる。従って、本発明は、本発明を実施するための最良の形態と思料される特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に属するあらゆる実施形態を包含する。さらに、「第１」、「第２」などの用語は、順序又は重要性を示すものではなく、ある構成要素を他の構成要素から区別するために用いられるものであり、また、不定冠詞は数量を示すものではなく、その不定冠詞が付されたものが１以上存在することを意味する。Although the present invention has been described with reference to illustrative embodiments, those skilled in the art will recognize that various modifications can be made and certain elements may be replaced by equivalents within the scope of the invention. should be obvious. In addition, many modifications may be made to adapt a particular situation or material to the teachings of the invention while remaining within the essential scope thereof. Therefore, the invention is not limited to the particular embodiments contemplated as the best mode for carrying out the invention, but includes all embodiments falling within the scope of the claims. Further, terms such as "first" and "second" do not indicate order or importance, but are used to distinguish one element from another, and the indefinite article It does not indicate a quantity, but means that there is one or more of the things to which the indefinite article is attached.

１００ 方法
２００ 部品
２１０ 基材層、基材、ベース層
２２０ 中間層
２３０ ボンドコーティング、ボンドコーティング層、ボンドコート、ボンドコート層
２４０ 遮熱コーティング（ＴＢＣ）、遮熱コーティング層、ＴＢＣコーティング、ＴＢＣ層、セラミック遮熱コーティング
２５０ 粗面化層又は多孔質層
２６０ 犠牲層、遮熱コーティング層、セラミック層
３１０ 支持部材
３１１ 列
３２０ シート
３３０ 支持要素
４０５ パターン
４１０ ***部
４２０ 湾曲部分
４３０ 直線部分
４４０ 距離
４５０ 角度
４５１ 基準線
５００ 部品
５５０ 応力上昇要素
５５１ 台形
５５２ ダブテール 100 methods 200 parts
210 Substrate layer, base material, base layer 220 Intermediate layer 230 Bond coating, bond coating layer, bond coat, bond coat layer 240 Thermal barrier coating (TBC), thermal barrier coating layer, TBC coating, TBC layer, ceramic thermal barrier coating 250 Roughened layer or porous layer 260 Sacrificial layer, thermal barrier coating layer, ceramic layer 310 Support member 311 Row 320 Sheet 330 Support element 405 Pattern 410 Raised portion 420 Curved portion 430 Straight portion 440 Distance 450 Angle 451 Reference line 500 parts
550 Stress increasing element 551 Trapezoid 552 Dovetail

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