用于提高CMAS抵抗力的开槽陶瓷涂层及其形成方法

摘要

提供了一种用于燃气涡轮发动机的涂覆部件。涂覆部件包括具有表面的基底和陶瓷涂层。陶瓷涂层包括一个或多个线性狭槽和一个或多个非线性狭槽。一个或多个线性狭槽与一个或多个非线性狭槽相交。多个线性狭槽和多个非线性狭槽形成陶瓷涂层材料的部段。

说明书

技术领域

本发明的实施例大体上涉及用于诸如燃气涡轮发动机的涡轮机的部件的陶瓷涂层(例如，热障涂层和环境障涂层)。

背景技术

最新的高性能燃气涡轮发动机大体上需要热障涂层(TBC)。燃气涡轮发动机的效率随着燃烧气体的燃烧温度的升高而提高。随着燃烧温度的升高，需要提高涡轮部件的高温耐久性。镍基和钴基超合金材料现在广泛用于热气体流动路径中的部件，诸如燃烧器衬里和燃烧器过渡件以及涡轮旋转和固定叶片(定向凝固和单晶)。然而，即使是这些最新的超级合金也不能在有时可超过1400℃的温度下经受长期操作。在许多应用中，金属基底涂覆有陶瓷绝缘材料的TBC，以降低部件下面金属部段的服务温度。

通过使用由空气等离子喷涂(APS)和悬浮等离子喷涂(SPS)方法产生的TBC内的孔和贯穿厚度的裂缝，以及使用由电子束物理气相沉积(EBPVD)方法产生的柱状TBC，在燃气涡轮发动机中使用的TBC的应变耐受度增加。然而，环境粉尘(诸如含有钙镁铝硅酸盐的某种组合(CMAS)的粉尘)经常被吸入燃气涡轮发动机的高温区段中。粉尘可沉积在发动机中的部件上，并且由于环境温度较高，可变成熔融的。所得的低粘度液体渗入保护金属基底的部件上的TBC的工程化孔和/或柱中。一旦液态CMAS在冷却时固化，TBC的柔顺性和涂层的应变耐受能力便急剧降低。应变耐受性所需的涂层特征由固化的CMAS填充。

此外，随着CMAS渗透，TBC中产生的应力可导致涂层的早期剥落。TBC的剥落在金属基底上产生热点，导致部件寿命缩短。剥落又导致计划外的维护以及零件更换，导致操作成本增加和维修成本增加。

近年来，燃气涡轮发动机的高压涡轮区段中的气体温度不断升高，因此陶瓷TBC变得越来越容易受到随着空气的吸入而摄入硅质颗粒物(例如，粉尘、沙子、火山灰、碎片)所产生的熔融CMAS沉积物的侵蚀。即使当采用颗粒去除策略时，小直径颗粒仍然能够到达涡轮区段，在那里它们熔融，并通过其互连的柱间孔网络渗透。

因此，本领域需要一种涂覆TBC的金属部件的改进设计，特别是用于燃气涡轮发动机的部件。

发明内容

本发明的方面和优点将在下面的描述中部分地阐述，或者可从描述中显而易见，或者可通过本发明的实践获知。

在本公开的一个示例性实施例中，提供了一种用于燃气涡轮发动机的涂覆部件。该涂覆部件限定了纵向方向，并且涂覆部件包括限定表面的基底和沿着基底的表面设置的陶瓷涂层。陶瓷涂层具有设置在陶瓷涂层中的多个线性狭槽，以及设置在陶瓷涂层中的多个非线性狭槽，多个非线性狭槽与多个线性狭槽相交。多个线性狭槽和多个非线性狭槽形成陶瓷涂层材料的部段。

在某些示例性实施例中，多个线性狭槽中的每一个从纵向方向径向地延伸。

在某些示例性实施例中，基底的表面具有平面区域和平面外区域，使得平面外区域上的所有点与平面区域在不同的平面上。多个线性狭槽中的至少一个设置在平面区域和平面外区域两者上。

在某些示例性实施例中，多个线性狭槽中的每一个延伸到陶瓷涂层中达一深度，并且多个线性狭槽中的每一个之间的最大距离不大于多个线性狭槽的深度的约2.5倍。

在某些示例性实施例中，多个线性狭槽和多个非线性狭槽仅设置在陶瓷涂层中，并且不延伸到基底的表面中。

在某些示例性实施例中，多个线性狭槽中的每一个之间的距离在涂覆部件的最内部段处为约430微米至约490微米，并且多个线性狭槽中的每一个之间的距离随着其远离最内部段而连续增加。

在某些示例性实施例中，线性狭槽中的至少一个与设置有线性狭槽的表面处的切线之间的角度为约10度至约85度。

在某些示例性实施例中，多个非线性狭槽中的每一个围绕涂覆部件中的孔口周向地延伸。

在某些示例性实施例中，涂覆部件是燃烧室的燃料喷嘴隔热罩。

在某些示例性实施例中，涂覆部件是用于燃烧室的穹顶组件的部件。

在某些示例性实施例中，多个线性狭槽中的每一个和多个非线性狭槽中的每一个延伸到陶瓷涂层中达50微米至1000微米深。

在某些示例性实施例中，陶瓷涂层包括氧化钇稳定的氧化锆、稀土稳定的氧化锆组合物、莫来石、氧化铝、二氧化铈、稀土锆酸盐、稀土氧化物、金属-玻璃复合材料或它们的组合。

在本公开的另一个示例性实施例中，一种形成用于燃气涡轮发动机的涂覆部件的方法包括：沿着基底的表面形成陶瓷涂层；沿着陶瓷涂层形成多个线性狭槽；以及沿着陶瓷涂层形成与多个线性狭槽相交的多个非线性狭槽，使得多个线性狭槽和多个非线性狭槽形成陶瓷涂层材料的部段。

在某些示例性实施例中，多个线性狭槽中的每一个从纵向方向径向地延伸。

在某些示例性实施例中，基底的表面具有平面区域122和平面外区域124，使得平面外区域124上的所有点与平面区域在不同的平面上，其中，形成多个线性狭槽的步骤包括在平面区域122和平面外区域124两者上形成多个线性狭槽中的至少一个。

在某些示例性实施例中，形成多个线性狭槽的步骤包括仅在陶瓷涂层中形成至少一个线性狭槽，使得该至少一个线性狭槽不延伸到基底的表面或结合涂层中，并且形成多个非线性狭槽的步骤包括仅在陶瓷涂层中形成至少一个非线性狭槽，使得该至少一个非线性狭槽不延伸到基底的表面或结合涂层中。

在某些示例性实施例中，多个线性狭槽中的每一个之间的距离在涂覆部件的最内部段处为约430微米至约490微米，并且多个线性狭槽中的每一个之间的距离随着其远离最内部段而连续增加。

在某些示例性实施例中，形成多个非线性狭槽的步骤包括在涂覆部件的孔口周围的周向方向上形成非线性狭槽。

在某些示例性实施例中，多个线性狭槽中的每一个延伸到陶瓷涂层中达一深度，并且多个线性狭槽中的每一个之间的最大距离不大于多个线性狭槽的深度的约2.5倍。

技术方案1. 一种用于燃气涡轮发动机的涂覆部件，所述涂覆部件限定纵向方向，所述涂覆部件包括：

基底，其限定表面；和

陶瓷涂层，其沿着所述基底的表面设置，所述陶瓷涂层包括：

设置在所述陶瓷涂层中的多个线性狭槽；以及

设置在所述陶瓷涂层中的多个非线性狭槽，其与所述多个线性狭槽相交，所述多个线性狭槽和所述多个非线性狭槽形成所述陶瓷涂层材料的部段。

技术方案2. 根据技术方案1所述的涂覆部件，其特征在于，所述多个线性狭槽中的每一个从所述纵向方向径向地延伸。

技术方案3. 根据技术方案1所述的涂覆部件，其特征在于，所述基底的表面具有平面区域和平面外区域，使得所述平面外区域上的所有点与所述平面区域在不同的平面上，其中，所述多个线性狭槽中的至少一个设置在所述平面区域和所述平面外区域两者上。

技术方案4. 根据技术方案1所述的涂覆部件，其特征在于，所述多个线性狭槽中的每一个延伸到所述陶瓷涂层中达一深度，并且所述多个线性狭槽中的每一个之间的最大距离不大于所述多个线性狭槽的深度的约2.5倍。

技术方案5. 根据技术方案1所述的涂覆部件，其特征在于，所述多个线性狭槽和所述多个非线性狭槽仅设置在所述陶瓷涂层中，并且不延伸到所述基底的表面中。

技术方案6. 根据技术方案1所述的涂覆部件，其特征在于，所述多个线性狭槽中的每一个之间的距离在所述涂覆部件的最内部段处为约430微米至约490微米，并且所述多个线性狭槽中的每一个之间的距离随着其远离所述最内部段而连续增加。

技术方案7. 根据技术方案1所述的涂覆部件，其特征在于，所述线性狭槽中的至少一个与设置有所述线性狭槽的表面处的切线之间的角度为约10度至约85度。

技术方案8. 根据技术方案1所述的涂覆部件，其特征在于，所述多个非线性狭槽中的每一个围绕所述涂覆部件中的孔口周向地延伸。

技术方案9. 根据技术方案8所述的涂覆部件，其特征在于，所述涂覆部件是燃烧室的燃料喷嘴隔热罩。

技术方案10. 根据技术方案3所述的涂覆部件，其特征在于，所述涂覆部件是用于燃烧室的穹顶组件的部件。

技术方案11. 根据技术方案1所述的涂覆部件，其特征在于，所述多个线性狭槽中的每一个和所述多个非线性狭槽中的每一个延伸到所述陶瓷涂层中达50微米至1000微米深。

技术方案12. 根据技术方案1所述的涂覆部件，其特征在于，所述陶瓷涂层包括氧化钇稳定的氧化锆、稀土稳定的氧化锆组合物、莫来石、氧化铝、二氧化铈、稀土锆酸盐、稀土氧化物、金属-玻璃复合材料或它们的组合。

技术方案13. 一种形成燃气涡轮发动机的涂覆部件的方法，所述涂覆部件限定纵向方向，所述方法包括：

沿着基底的表面形成陶瓷涂层；

沿着所述陶瓷涂层形成多个线性狭槽；以及

沿着所述陶瓷涂层形成与所述多个线性狭槽相交的多个非线性狭槽，使得所述多个线性狭槽和所述多个非线性狭槽形成陶瓷涂层材料的部段。

技术方案14. 根据技术方案13所述的方法，其特征在于，所述多个线性狭槽中的每一个从所述纵向方向径向地延伸。

技术方案15. 根据技术方案13所述的方法，其特征在于，所述基底的表面具有平面区域和平面外区域，使得所述平面外区域上的所有点与所述平面区域在不同的平面上，其中，形成多个线性狭槽的步骤包括在所述平面区域和所述平面外区域两者上形成所述多个线性狭槽中的至少一个。

技术方案16. 根据技术方案13所述的方法，其特征在于，形成多个线性狭槽的步骤包括仅在所述陶瓷涂层中形成至少一个线性狭槽，使得所述至少一个线性狭槽不延伸到所述基底的表面或结合涂层中，并且形成多个非线性狭槽的步骤包括仅在所述陶瓷涂层中形成至少一个非线性狭槽，使得所述至少一个非线性狭槽不延伸到所述基底的表面或所述结合涂层中。

技术方案17. 根据技术方案13所述的方法，其特征在于，所述多个线性狭槽中的每一个之间的距离在所述涂覆部件的最内部段处为约430微米至约490微米，并且所述多个线性狭槽中的每一个之间的距离随着其远离所述最内部段而连续增加。

技术方案18. 根据技术方案13所述的方法，其特征在于，形成多个非线性狭槽的步骤包括在所述涂覆部件的孔口周围的周向方向上形成非线性狭槽。

技术方案19. 根据技术方案13所述的方法，其特征在于，所述多个线性狭槽中的每一个延伸到所述陶瓷涂层中达一深度，并且所述多个线性狭槽中的每一个之间的最大距离不大于所述多个线性狭槽的深度的约2.5倍。

参考以下描述和所附权利要求书，本发明的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解。并入并构成本说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并与描述一起用于解释本发明的原理。

附图说明

在参考附图的说明书中阐述了针对本领域普通技术人员而言的本发明的完整且能够实现的公开，包括其最佳模式，在附图中：

图1示出了形成在TBC中的常规裂缝和根据本公开的一个实施例的形成在TBC中的狭槽的比较；

图2示出了根据本公开的一个实施例的涂层中的多个狭槽的平面图；

图3是根据本公开的一个实施例的涂层的横截面；

图4示出了根据本公开的一个实施例的具有多个狭槽的燃气涡轮发动机的部件；

图5示出了根据本公开的一个实施例的图4的部件的一部分；

图6示出了根据本公开的一个实施例的图4的部件的径向扇区；

图7示出了根据本公开的一个实施例的图4的部件的一部分的横截面图；

图8示出了根据本公开的一个实施例的具有多个狭槽的燃气涡轮发动机的部件；

图9示出了根据本公开的一个实施例的图8的部件的侧视图；

图10示出了根据本公开的一个实施例的图8的部件的径向扇区；

图11示出了根据本公开的一个实施例的图8的部件的径向扇区；

图12示出了根据本公开的一个实施例的图8的部件的一部分的横截面图；

图13是根据本公开的一个实施例的形成涂层的方法的流程图；

图14A是根据本公开的一个实施例的涂层的横截面的显微照片；

图14B是根据本公开的一个实施例的双层涂层的横截面的显微照片；

图15是示出示例中测试的每个几何形状的两个试样的数据的条形图；

图16是示例的开槽TBC的显微照片；以及

图17示出了根据示例的具有1000微米的狭槽间距和500微米的深度的开槽双层DVM 55YSZ的光学显微照片。

在本说明书和附图中重复使用附图标记旨在表示本发明的相同或相似的特征或元件。

具体实施方式

现在将详细参考本发明的实施例，其一个或多个示例在附图中示出。每个示例通过解释本发明而不是限制本发明的方式提供。事实上，对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明的范围的情况下，可对本发明做出各种修改和变型。例如，作为一个实施例的一部分示出或描述的特征可与另一个实施例一起使用，以产生又一个实施例。因此，本发明旨在覆盖如归入所附权利要求书及其等同物的范围内的这种修改和变型。

在本公开中，当一层被描述为“在另一层或基底上”或“在另一层或基底上方”时，应当理解，这些层可彼此直接接触，或者在这些层之间具有另一层或特征，除非明确地相反地陈述。因此，这些术语仅仅描述了各层彼此的相对位置，并不一定意味着“在...的顶部上”，因为上方或下方的相对位置取决于设备相对于观察者的取向。

化学元素在本公开中使用它们常用的化学缩写进行讨论，诸如元素周期表中常见的化学缩写。例如，氢用它常用的化学缩写H来表示；氦用它常用的化学缩写He来表示；等等。

如本文在整个说明书和权利要求书中所使用的，近似语言用于修饰可容许变化的任何定量表示，而不导致与其相关的基本功能改变。因此，由诸如“约”、“大约”和“基本上”的一个或多个术语修饰的值不限于指定的精确值。在至少一些情况下，近似语言可对应于用于测量值的仪器的精度，或者用于构造或制造部件和/或系统的方法或机器的精度。例如，近似语言可指在10%的裕度内。

这里以及整个说明书和权利要求书中，范围限制被组合和互换，这样的范围被标识并包括其中包含的所有子范围，除非上下文或语言另有指示。例如，本文公开的所有范围都包括端点，并且端点能够彼此独立地组合。

现在参考附图，改进的陶瓷涂层大体上设置有局部开槽，以提高涂层的耐久性。改进的陶瓷涂层具有在部件(诸如燃烧器、翼型件、隔热罩等)易损区中热应变耐受性、环境抵抗力和热传递性能之间的改进的平衡。该涂层具有改善的环境抵抗力，特别是对CMAS的抵抗力。涡轮发动机在高操作温度下操作期间形成的熔融粉尘典型地包括CaO-MgO-Al

图1示出了涂层120中形成的常规裂缝10，其与根据本公开的一个实施例的包括形成在TBC 104材料中的狭槽100的涂层120相比较。图1是横截面，并且包括结合涂层102、TBC104和一层CMAS 106。图1还包括常规的裂缝10和本发明的狭槽100。如图1所示，常规裂缝10完全被熔融CMAS 106填充，降低了涂层120的应变耐受性。相比之下，由于狭槽的构造，CMAS106没有完全填满狭槽。熔融的CMAS 106可渗入狭槽中，然而，至少部分地由于狭槽的几何形状和宽度，CMAS不能桥接狭槽。狭槽100的构造减少了可将CMAS拉入狭槽中的毛细作用力，并且可能低于熔融等温线。保持低的面内模量，并且可保持TBC 104在垂直于狭槽100的平面中的面内柔顺性。狭槽100还可通过充当防止分层裂缝形成的“止裂器”来防止或延迟大面积剥落。

图2示出了形成在TBC 104中的多个狭槽100。特别地，图2示出了涂覆有TBC 104的基底，该基底具有设置在TBC 104中的多个狭槽100。在一些实施例中，狭槽100可以任何图案设置，而不考虑基底101中诸如孔口或冷却孔的特征的位置。在图2的示例性实施例中，多个狭槽100以栅格图案设置，在基底101的表面上形成TBC 104材料的部段114，狭槽100设置在名义上平行和垂直的方向(大约0 °/90°角)。

图3还示出了涂层120中的狭槽100的形成。图3是涂层120的横截面，涂层120包括结合涂层102、TBC 104和形成在TBC 104中的狭槽100。特别地，在图3所示的实施例中，涂层120包括结合涂层102和TBC 104，其中TBC 104包括单层TBC 104材料。然而，在其它实施例中，可利用多层来形成TBC 104。狭槽100可横穿一层TBC 104材料，或者可横穿多层TBC 104材料。TBC 104可具有约100微米(约3.9密耳)至约2500微米(约98.4密耳)的总厚度，诸如约350微米(约13.8密耳)至约700微米(约27.6密耳)。

如图所示，在TBC 104的整个涂层120上形成多个狭槽100。涂层120沿着诸如部件130(在图4和图8中示出)的部件的基底101设置。在图3所示的实施例中，狭槽100没有延伸到结合涂层102。不希望受任何特定理论的约束，据信将狭槽100延伸到结合涂层102中在一些情况下可降低部件寿命。因此，在特定实施例中，狭槽100可部分地或完全地延伸穿过TBC104的陶瓷材料。

在特定实施例中，狭槽100延伸穿过TBC 104的总厚度的约40%至约85%，诸如约50%至约85%。例如，如果总的TBC 104厚度为约610微米(约24密耳)至约660微米(约26密耳)，则狭槽100的深度D可为约380微米(约15密耳)至约510微米(约20密耳)。在另一个示例中，如果总的TBC 104厚度为约355微米(约14密耳)至约406微米(约16密耳)，则狭槽100的深度可为约254微米(约10密耳)至约305微米(约12密耳)。

狭槽100的狭槽宽度SW可被设计成足够大以保持期望的低毛细作用力并降低熔融材料桥接狭槽100的风险，但是足够小以基本上不影响TBC 104的热性能。例如，狭槽100可为约10微米(约0.4密耳)至约200微米(约7.9密耳)宽，诸如约10微米(约0.4密耳)至约100微米(约3.9密耳)宽、约15微米(约0.6密耳)至约90微米(约3.5密耳)宽或者约20微米(约0.8密耳)至约80微米(约3.2密耳)宽。例如，狭槽100可为约25微米(约1密耳)宽至约75微米(约3密耳)宽，以提供对完全CMAS渗透的改善的抵抗力。另外，狭槽100可具有足以允许颗粒沉积在其中但是不会到达下面的基底101的深度。例如，狭槽100可具有约50微米(约2密耳)至约1000微米(约39密耳)的深度，诸如约100微米(约3.9密耳)至约800微米(约31.5密耳)或者约200微米(约7.9密耳)至约700微米(约27.6密耳)。狭槽100的纵横比(深度与宽度比)可为约2至约50，诸如约3至约10或者约5至约10。

狭槽100可间隔开约250微米(约9.8密耳)至约300微米(约11.8密耳)，诸如间隔开约200微米(约7.9密耳)至约500微米(约19.7密耳)或者间隔开约100微米(约4密耳)至约700微米(约27.6密耳)。例如，狭槽100可间隔开约100微米(约3.9密耳)。在飞行器发动机在包含诸如通过PM10水平测量的细粒粉尘的环境中操作期间，粉尘可积聚在流动路径表面上并渗透到TBC 104的孔中。轴向狭槽100可在狭槽中或狭槽附近提供横流。不希望受任何特定理论的约束，据信轴向狭槽100可由此防止粉尘沉积。

尽管示出为基本上垂直于TBC 104的外表面(即，约90°)，但是狭槽100可相对于TBC 104的表面以诸如约60°至约90°的另一角度118形成在TBC 104的厚度中。狭槽100可通过用高速锯、激光系统、磨料水射流或它们的组合切割来产生。

狭槽100的各种几何形状都是可用的。在一个实施例中，狭槽100是纵横比(深度/宽度)大于4(例如，约4至约10)的平行侧面凹口。在另一个实施例中，狭槽100可具有V形和/或U形轮廓。应当理解，术语“V形”和“U形”描述了狭槽100的大体几何形状，同时允许实际形状内的变化，从而分别不是完美的“V”或“U”形。V形和/或U形可降低由于在操作期间在狭槽100的侧面上CMAS堆积而导致狭槽100闭合可能发生的速率。

多个狭槽100可形成横穿涂层120中的TBC 104的狭槽100的阵列。每个狭槽100可延伸涂层120的表面的长度(即，表面的整个长度)。在大多数实施例中，每个狭槽100具有约1cm或更长的长度(例如，到涂层120的表面的端部1cm)。

如本文所用，“TBC”或“TBCs”用于指稳定的陶瓷，其可维持相当高的温度梯度，使得涂覆的金属部件可在高于金属熔点的气体温度下操作。例如，TBC 104材料可为氧化钇稳定的氧化锆(YSZ)和其它稀土稳定的氧化锆组合物、莫来石(3Al

TBC 104可通过任何合适的过程形成。例如，一个或多个TBC 104可通过空气等离子喷涂(APS)、悬浮等离子喷涂(SPS)、电子束物理气相沉积(EBPVD)、高速氧燃料(HVOF)、静电喷涂辅助气相沉积(ESAVD)和直接气相沉积形成。与EBPVD相比，APS可允许更高的沉积速率和更好的表面覆盖率。然而，来自APS的喷涂涂层120的多孔性和飞溅性可限制涂层120的性能和寿命。经由EBPVD制造的TBC 104可承受由于该层的柱状结构而产生的高热机械应力，从而产生耐应变涂层120。对于在涡轮中的应用，TBC 104应该牢固地结合到表面，用于多次热循环。

结合涂层102可为任何合适的结合涂层，用于提高TBC 104对下面的基底101的粘附性，并且在TBC 104下面可为大体上均匀的。例如，在一些实施例中，铂改性镍铝化物结合涂层102可形成在基底101上，然后可将TBC 104施加到铂改性镍铝化物结合涂层102。无意限制，结合涂层102可帮助防止或减少基底101的氧化，从而也减少剥落。

基底101可为任何合适的材料，例如诸如钢或超合金(例如，镍基超合金、钴基超合金或铁基超合金，诸如Rene N5、N500、N4、N2、IN718、哈氏合金X或海恩斯188)的金属或用于承受高温的其它合适的材料。TBC 104可沿着基底101的一个或多个部分设置，或者基本上设置在基底101的整个外部上。

狭槽100大体上局部设置在部件上，以提供额外的柔顺性和应变耐受性，从而防止TBC 104剥落。典型地，狭槽100定位在部件的高度易损区中，并且可提供额外的柔顺性和应变耐受性。无意受理论的约束，狭槽100可提高对CMAS侵蚀的抵抗力并增加部件130的寿命。

如上所述，TBC 104被开槽以提供CMAS抵抗力和热阻的平衡。另外，狭槽100局部处理部件130的区域，诸如高度易损区，已知这些区域在高温下操作，并且由于CMAS熔合和渗透而遭受剥落损坏。TBC 104中的狭槽100可被定制以满足关注区域中所需的特定水平的CMAS抵抗力。例如，更深的狭槽100可用在TBC 104可能经历最热温度的TBC 104的区域中。

特别地，狭槽100可局部定位在高度易损区中。例如，部件130的某些区域可能暴露于比周围区域更高的温度。在这些位置，CMAS更有可能熔融并渗透到TBC 104中的裂缝中。

图4示出了根据一个示例的燃气涡轮发动机的部件130。在该示例中，部件130是用于燃气涡轮发动机的燃烧器区段的燃料喷嘴的隔热罩。部件130可限定进入和离开图纸并且沿着部件130的中心的纵向方向L、各自垂直于纵向方向并且沿着从纵向方向开始的半径延伸的径向方向R，以及各自沿着围绕纵向方向的圆周的周向方向C。在一些示例中，纵向方向平行于燃气涡轮发动机的轴向方向。

根据该示例，图4的部件130的特征在于径向地延伸的设置在TBC 104中的线性狭槽100和周向地延伸的设置在TBC 104中的非线性狭槽100。狭槽100可以准网格图案设置，在基底101的表面上形成TBC 104材料的部段114，如在图5的放大局部视图中最清楚看到的。如本文所用，“狭槽”也可指在TBC 104中的凹槽、凹口、缺口或锯齿。尽管非线性狭槽100示出为在周向方向上延伸，但是应当理解，可以设想狭槽100的其它非线性方向。例如，非线性狭槽100可在椭圆形方向上延伸。在另一个示例中，非线性狭槽100可包括线性部分，并且可延伸，使得每个非线性狭槽100形成弯曲的正方形或弯曲的矩形。在又一个示例中，非线性狭槽100可遵循平行于部件130中的某些特征(诸如孔口)的路径。

现在参考图6，根据一个示例，示出了图4和图5的部件130的径向扇区116的示意图。应当理解，因为这是示意图，所以图中所示的元件没有按比例绘制。在该示例中，示出了径向地延伸的两个线性狭槽100，并且示出了周向地延伸的十一个非线性狭槽100。两个线性狭槽100和十一个非线性狭槽100在图4的部件130的基底101的表面上限定了TBC 104材料的十二个部段114。最内部段114(在该示例中描绘为114i)被定义为最靠近部件130的中心的部段114。最外部段114(在该示例中描绘为114o)被定义为最远离部件130的中心的部段114。

在该示例中，径向扇区116中的线性狭槽100之间的角度118可为大约1.36度。在一些示例中，部件130的每个径向扇区116可为大约相同的尺寸，使得部件130的所有线性狭槽100之间的角度118为大约1.36度。当所有径向狭槽100之间的角度118为大约1.36度时，在TBC 104中形成264个径向扇区116。然而，应该理解，可以设想径向狭槽100之间的其它角度118。每个径向狭槽之间的角度118的范围可为约1度至约15度、约1度至约10度或者约1度至约5度。例如，每个径向狭槽100之间的间距可为大约1.8度，使得在TBC 104中形成200个径向扇区116。在又一个示例中，每个径向狭槽100之间的间距可为大约1.2度，使得在TBC 104中形成300个径向扇区116。

还应当理解，在两个不同的径向扇区116之间，每个线性狭槽100之间的角度118可不同。例如，部件130可包括径向扇区116，该径向扇区116在其线性狭槽100之间的角度118大于部件130的另一个径向扇区116的线性狭槽100之间的角度118。例如，部件130可包括在其线性狭槽100之间具有大约2度的角度118的径向扇区116，以及在其线性狭槽100之间具有大约1度的角度118的第二径向扇区116。

如下文更详细解释的，通过确定径向扇区116中最外部段114的设计最大宽度W和径向扇区116中最内部段114的设计最小宽度来限定每个径向狭槽100之间的角度118有时是有益的。设置在径向扇区116中的最外部段114的最大宽度和最内部段114的最小宽度使得狭槽100之间的角度118能够基于零件的几何形状来确定。例如，并且如在图6中最清楚看到的，如果图4的部件130具有大约49毫米(约1.93英寸)的外径和大约36毫米(约1.4英寸)的内径，则可能有益的是，最外部段114的最大宽度小于1000微米(约39.4密耳)，诸如小于600微米或诸如大约584微米(约23密耳)，并且最内部段114的最小宽度大于50微米，诸如大于200微米，或者诸如大于400微米或大约432微米(约17密耳)。

另外，可能有益的是，使每个部段114的高度(H)在从约200微米至约1000微米的范围内，诸如从约400微米至约700微米，诸如从约500微米至约600微米或者为大约533微米(约21密耳)。如果最内部段114的最小宽度是432微米(约17密耳)，最外部段114的最大宽度是584微米(约23密耳)，并且每个部段的高度H是533微米(约21密耳)，则对于在该示例中的部件130的特定几何形状，这将导致每个线性狭槽100之间的角度118为大约1.36度。

在一些示例中，基于狭槽的深度来限制每个部段114的宽度和/或高度是有益的。例如，每个部段114的宽度和/或高度可被限制为不大于狭槽100的深度的约2.5倍，诸如狭槽的深度的2.3倍至2.5倍。作为示例，如果狭槽的深度为约15密耳(381微米)，则每个部段114的宽度和高度被限制为不大于约37.5密耳(952.5微米)，诸如34.5密耳(876.3微米)至37.5密耳(952.5微米)。作为另一个示例，如果狭槽的深度为约10密耳(254微米)，则每个部段114的宽度和高度被限制为不大于约25密耳(635微米)，诸如23密耳(584.2微米)至25密耳(635微米)。

现在还参考图7，TBC 104的厚度可在从约100微米(约3.9密耳)至约2500微米(约98.4密耳)的范围内，诸如约350微米(约13.8密耳)至约700微米(约27.5密耳)，或者从约254微米(约10密耳)至约508微米(约20密耳)。例如，TBC 104的厚度可为约381微米(约15密耳)。在该示例中，狭槽100可仅部分地延伸穿过TBC 104的厚度，使得TBC 104的厚度的一部分不包括狭槽100。例如，狭槽100延伸的深度可在从约25%至约100%的范围内，诸如约50%至约90%或约80%至约90%。

在图7的示例中，狭槽100延伸穿过TBC 104的大约83%，使得TBC 104的17%的厚度不包括狭槽100。更具体地，当TBC 104的厚度为大约381微米(约15密耳)时，狭槽100可具有大约317.5微米(约12.5密耳)的深度。在该示例中，狭槽100不延伸到结合涂层102或基底101中。

在一些示例中，基底101限定平坦表面，使得其不包括任何狭槽100、凹槽、凹口、缺口或锯齿。例如，基底101可限定平坦的表面，使得基底101的表面上的每个点位于大约相同的平面上。在其它示例中，基底101可不是平坦的，并且可包括偏离位于基底101的表面的大部分上的平面的特征。例如，基底101可包括在基底101的边缘中的一个或多个处的圆角、包括不规则形状表面的部分、或者诸如冷却孔、螺栓孔、凹槽、凹口、缺口或锯齿等的特征。

在图4-图7的示例中，狭槽100都设置在同一平面上。例如，图7的局部横截面图显示每个狭槽100设置在基底101的表面的一部分上，该表面是平坦的，即在该表面的该部分上的所有点都在大约相同的平面上。另外，在该示例中，狭槽100设置成使得它们垂直于基底101的表面。然而，应当理解，狭槽100可偏离垂直，并且基底101和狭槽100之间的角度118可在约30度到150度的范围内。

现在参考图8，示出了根据一个示例的燃气涡轮发动机的部件130。在该示例中，部件130是用于燃气涡轮发动机的燃烧器区段的穹顶组件的热偏转器。部件130可限定进入和离开图纸并且沿着部件130的中心的纵向方向L、各自垂直于纵向方向并且沿着从纵向方向开始的半径延伸的径向方向R，以及各自沿着围绕纵向方向的圆周的周向方向C。

类似于图4的部件130，图8的部件130的特征在于径向地延伸的设置在TBC 104中的线性狭槽100和周向地延伸的设置在TBC 104中的非线性狭槽100。狭槽100可以准网格图案设置，在基底101的表面上形成TBC 104材料的部段114，如在图9的放大局部视图中最清楚看到的。如本文所用，“狭槽”也可指在TBC 104中的凹槽、凹口、缺口或锯齿。尽管非线性狭槽100示出为在周向方向上延伸，但是应当理解，可以设想狭槽100的其它非线性方向。例如，非线性狭槽100可在椭圆形方向上延伸。在另一个示例中，非线性狭槽100可包括线性部分，并且可延伸，使得每个非线性狭槽100形成弯曲的正方形或弯曲的矩形。在一些示例中，非线性狭槽100遵循基本上平行于部件130的某些特征的路径。例如，并且如在图4和图8的示例中所见，非线性狭槽100遵循基本上平行于部件130中的孔隙的外圆周的路径。在其它示例中，非线性狭槽100可遵循平行于部件130的外径的路径。

狭槽100可不延伸到部件130的全部尺寸。例如，如图8中所见，非线性狭槽100仅部分地围绕部件130的孔隙延伸。在该示例中，它们仅围绕部件130的孔隙延伸大约80至100度；例如，围绕部件130的孔隙大约90度。

在一些示例中，狭槽100策略性地放置在需要存在狭槽100的区域中，诸如部件130的潜在高度易损区112。高度易损区112可包括部件130的区域，该区域在循环到非常高的温度时经历TBC 104和基底101之间的应变失配。在高度易损区112中，狭槽100提供柔顺性，这可防止在热循环期间的破裂、翘曲或剥落。再次参考图8，狭槽100位于潜在高度易损区112的区域中，并且不位于低易损区110的区域中。

现在还参考图9，部件130的表面可包括平面区域122和平面外区域124。如本文所用，“平面区域”是指位于物体的主平面上的区域。该物体可指部件130的基底101的表面、结合涂层102的表面或TBC 104的表面。“主平面”是物体上大多数点所在的平面。如本文所用，“平面外区域”是指具有相对于平面区域122成一定角度的切线的物体的区域。换句话说，“平面外区域”是指所有点都不在主平面上的区域。

部件130可包括不止一个平面外区域124。例如，一个平面外区域124可由部件130的孔隙的圆角半径来限定。另一个平面外区域124可由部件130的外边缘的圆角半径来限定。

狭槽100可延伸，使得它们设置在平面区域122和平面外区域124两者上。例如，如至少在图8中所见，每个线性狭槽100可开始于部件130的平面区域122的大约外周边处，并结束于部件130的平面外区域124的大约内周边处。在一些示例中，线性狭槽100可开始于平面区域122的中间部分处，并结束于平面外区域124的大约内周边处。

现在参考图10和图11，示出了图8的部件130的两个不同径向扇区116的示意图。应当理解，因为这些是示意图，所以图中所示的元件没有按比例绘制。图10的径向扇区116可为具有最少数量部段114的图8的部件130的径向扇区116，而图11的径向扇区116可为具有最大数量部段114的图8的部件130的径向扇区116。

在一个示例中，在图10的径向扇区116和图11的径向扇区116两者中，最内部段114(在示例中描绘为114i)可具有范围在约300微米(约11.8密耳)至约1000微米(约39.4密耳)之间的宽度W，诸如约500微米(约19.7密耳)至约540微米(约21.3密耳)，或者诸如约520.7微米(约20.5密耳)至525.8微米(约20.7密耳)。

图10的径向扇区116的最外部段114(在示例中描绘为114o)的宽度和图11的径向扇区116的最外部段114的宽度可不同。例如，图10的径向扇区116的最外部段114的宽度可在从约200微米(约7.9密耳)至约700微米(约27.6密耳)的范围内，诸如约450微米(约17.7密耳)至约550微米(约21.7密耳)，例如，为520.7微米(约20.5密耳)；而图11的径向扇区116的最外部段114的宽度可在从约300微米(约11.8密耳)至约1000微米(约39.4密耳)的范围内，诸如约700微米(约27.5密耳)至约760微米(约29.9密耳)，例如为729微米(约28.7密耳)。

在一些示例中，基于狭槽的深度来限制每个部段114的宽度W和/或高度H是有益的。例如，每个部段114的宽度和/或高度可被限制为不大于狭槽100的深度的约2.5倍，诸如狭槽的深度的2.3倍至2.5倍。作为示例，如果狭槽的深度为约15密耳(381微米)，则每个部段114的宽度和高度被限制为不大于约37.5密耳(952.5微米)，诸如34.5密耳(876.3微米)至37.5密耳(952.5微米)。作为另一个示例，如果狭槽的深度为约10密耳(254微米)，则每个部段114的宽度和高度被限制为不大于约25密耳(635微米)，诸如23密耳(584.2微米)至25密耳(635微米)。

现在还参考图12，TBC 104的厚度可在从约100微米(约3.9密耳)至约2500微米(约98.4密耳)的范围内，诸如约250微米(约9.8密耳)至约500微米(约19.7密耳)。例如，TBC104的厚度可为约381微米(约15密耳)。在该示例中，狭槽100可仅部分地延伸穿过TBC 104的厚度，使得TBC 104的厚度的一部分不包括狭槽100。例如，狭槽100可延伸穿过仅约40%至约90%，诸如仅75%至约85%。例如，狭槽100可延伸穿过TBC 104的大约83%，使得TBC 104的17%的厚度不包括狭槽100。更具体地，当TBC 104的厚度为大约381微米(约15密耳)时，狭槽100可具有大约317.5微米(约12.5密耳)的深度。

如在图12中最清楚地看到的，基底101可限定相对平滑的表面，使得它不包括任何狭槽100、凹槽、凹口、缺口或锯齿。例如，基底101可限定光滑的表面，使得彼此邻近的点位于大约相同的平面上。在该示例中，基底101包括平面区域122和平面外区域124，平面外区域124是在部件130的内边缘处的圆角，其限定了部件130的孔口，但是仍然具有平滑的表面。即使存在圆角曲线，该表面仍被认为是平滑的。

在其它示例中，基底101可不是平滑的，并且可包括偏离位于基底101的表面的大部分上的平面的特征。例如，包括不规则形状表面的部分或者诸如冷却孔、螺栓孔、凹槽、凹口、缺口或锯齿等的特征。

如在图12的横截面图中最清楚地看到的，狭槽100可垂直于部件130的平面区域122上的表面，但是可偏离垂直于平面外区域上的表面。例如，狭槽100和存在狭槽的表面的切线(T)之间的角度108可在从约10度至约85度的范围内，诸如约30度至约85度，或者诸如约60度至约85度。

在一些示例中，径向扇区116中的所有非线性狭槽100彼此平行，使得非线性狭槽100在平面外区域中偏离垂直于基底101的表面。在一个示例中，平面区域122和非平面区域122上的狭槽100垂直于平面区域122。在又一个示例中，所有狭槽100和平面区域122的表面之间的角度108可在从约60度到120度的范围内。相邻狭槽100之间的角度108的变化可偏离高达10度；例如，相邻狭槽100之间的角度108可偏离高达3度。

图13是根据一个示例的形成用于燃气涡轮发动机的涂覆部件130的方法600的流程图，涂覆部件130限定了纵向方向。方法600包括沿着基底101的表面形成陶瓷涂层120的步骤610、形成从纵向方向径向地延伸的沿着陶瓷涂层120的多个线性狭槽100的步骤620以及形成与多个线性狭槽100相交的沿着陶瓷涂层120的多个非线性狭槽100的步骤630。多个线性狭槽100和多个非线性狭槽100可形成陶瓷涂层120材料的部段114。

在一些实施例中，基底的表面101具有平面区域122和平面外区域124，使得平面外区域124上的所有点与平面区域在不同的平面上，并且形成多个线性狭槽100包括在平面区域122和平面外区域124两者上形成多个线性狭槽100中的至少一个。

在一些实施例中，形成多个线性狭槽100的步骤包括仅在陶瓷涂层120中形成至少一个线性狭槽100，使得该至少一个线性狭槽不延伸到基底的表面101或结合涂层102中，并且形成多个非线性狭槽100的步骤包括仅在陶瓷涂层120中形成至少一个非线性狭槽100，使得该至少一个非线性狭槽100不延伸到基底101的表面或结合涂层102中。

在一些实施例中，形成多个线性狭槽100的步骤包括形成多个线性狭槽100中的每一个，使得每一个线性狭槽与另一个狭槽100在涂覆部件130的最内部段114处间隔开约100微米至约1000微米(约39.4密耳)，诸如约150微米(约5.9密耳)至约700微米(约27.6密耳)，或者约430微米(约17密耳)至约490微米(约19.3密耳)，并且多个线性狭槽100中的每一个之间的距离随着其远离最内部段114而连续增加。

在一些实施例中，形成多个非线性狭槽100的步骤包括在涂覆部件130的孔口周围的周向方向上形成非线性狭槽100。

所得涂层具有在侵蚀性环境中提高的寿命，诸如那些含有高浓度空气传播微粒(包括粉尘、沙子等)的环境。部件可经历含有氧化钙、氧化镁、氧化铝和二氧化硅(大体上称为CMAS)的熔融粉尘沉积物的堆积。环境粉尘可通过诸如“PM10水平”(小于10微米的颗粒物)的参数来表征。在这种环境下，先前的TBC可由于CMAS降解而变得受损和剥落。本发明的涂层具有CMAS抵抗力、应变耐受性和耐热性的改进组合。狭槽可提高对CMAS侵蚀的抵抗力，并增加部件寿命。狭槽的几何形状、宽度和狭槽的间距可被修改以获得所需的涂层。

狭槽可提供机械柔顺性和应变耐受性，以防止TBC剥落，诸如在经受高温环境中的循环的部件中。由于在非常高的温度下循环时在TBC材料和金属基底之间的应变失配，涂层需要柔顺性，以防止热循环期间的开裂、翘曲和剥落。此前已经由微结构工程(使用孔、裂缝、柱状微结构等)提供了柔顺性。然而，当涡轮在存在高粉尘水平的环境中操作时，这种柔顺性可降低，因为粉尘会熔合并渗入到TBC中，降低了由微结构工程引入的柔顺性。本涂层中的狭缝防止或减少了由于CMAS渗透导致的TBC性能的降低。狭槽在耐受熔融CMAS的能力方面具有额外的优势，这已经在循环CMAS暴露条件下测试后的试样中得到证明和观察。

虽然本公开讨论了用于燃料喷嘴的隔热罩和用于穹顶组件的热偏转器，但是改善机械柔顺性和应变耐受性的涂层的原理可应用于涉及暴露于粉尘和颗粒的高温部件的任何地方(例如，高压涡轮(HPT)、低压涡轮(LPT)、高压压缩机(HPC)或低压压缩机(LPC))。涂层系统特别适用于燃气涡轮发动机，例如，燃烧器部件(例如，燃烧器衬里)、叶片(包括涡轮和燃烧翼型件)、护罩、喷嘴、隔热罩和静叶。

示例

区分多孔APS TBC和DVM-TBC：

形成涂层以包括形成在其中的多个狭槽。用镍基超合金试样上的一系列TBC涂层对涂层进行了测试。在TBC中机加工出狭槽，以产生TBC部段或分段TBC结构。测试了单层TBC，其中单层TBC由空气等离子喷涂多孔“8YSZ”TBC形成，其是指氧化钇稳定的氧化锆组合物，其中氧化锆含有8重量%氧化钇。测试的单层APS涂层上的涂层厚度标称为380微米(约15密耳)厚。

这种两层TBC被描述为致密的竖直微裂缝TBC (DVM-TBC)。在DVM-TBC中，第一层或底层是8YSZ，并且第二层具有更高浓度的氧化钇稳定的氧化锆(YSZ)。在本示例中，TBC形成有约55YSZ(在45% ZrO

TBC开槽方法：

根据所需的狭槽几何形状、制造方法的可重复性、狭槽的生产速度、狭槽的生产成本以及部件应用性能要求，考虑了一系列开槽方法。优选的是使用一种具有成本效益的可扩展方法来对TBC开槽，因为在大型零件中潜在地需要大量的部段。在本示例中，使用了几种方法来对TBC开槽，其中一些方法比其它方法更容易扩展。例如，方法可包括(a)金刚石锯切割、(b)诸如皮秒或飞秒激光的超短脉冲激光开槽和(c)纳秒激光开槽。也可使用其它方法。优选的最大狭槽深度高达总TBC厚度的大约80%。例如，在APS多孔8YSZ TBC上，最大狭槽深度为约300微米(即约12密耳)，并且对于双层DVM 55YSZ，最大狭槽深度为约500微米(即约20密耳)。激光开槽是对涡轮部件开槽的优选的成本效益高的可扩展方法。激光开槽符合大多数航空航天制造工艺和质量要求。

测试开槽和未开槽试样以证明其优势：

使用两种不同的方法测试了试样，以模拟发动机操作环境。第一个测试是喷气发动机热冲击(JETS)测试，并且第二个测试是炉循环测试(FCT)；下面更详细地描述了这两种测试：

喷气发动机热冲击(JETS)测试：对开槽试样进行了测试，以评估它们在存在由标准CMAS粉尘表示的大气粉尘的情况下在各温度下承受多次热冲击的能力，如下文更详细描述的那样。JETS测试在测试试样的厚度上采用高温度梯度。所采用的温度梯度类似于在发动机中部件所经历的温度梯度。在存在粉尘的情况下的热冲击测试模拟在飞行器涡轮机的涡轮区段中的部件在一般操作中经历的热循环和环境粉尘暴露。出于本说明书的目的，术语“标称CMAS”是指以下组合物，所有百分比以摩尔百分比表示：41.6%二氧化硅(SiO

炉循环测试(FCT)：开槽试样在高温炉中经受循环热暴露。在一个小时的循环期间，将试样快速插入底部装载炉中，并在1135℃下保持45分钟。在该温度下，试样基本上是等温的。然后将开槽的试样从炉中取出，并在开始下一个循环之前强制空气冷却15分钟。移除来自FCT的样本，并在20次循环后检查剥落情况。样品保留在测试中，直到总TBC涂层面积的20%剥落；这一测量结果被用作FCT寿命的量度。

示例1：开槽与未开槽的APS-TBC & DVM-TBC (B151106)：

下面描述的示例清楚地证明了开槽的益处和所得到的分段微结构，而不管TBC的厚度和化学性质如何。利用高速金刚石锯切割形成第一狭槽。对于两种类型的TBC(单层系统和两层系统)，狭槽间距在100微米(即约40密耳)下保持恒定。狭槽深度根据总的TBC厚度进行调整。APS-TBC中的狭槽为300微米(约12密耳)深，并且DVM-TBC中的狭槽为500微米深。标称狭槽宽度在25微米下保持恒定。图14A和图14B中分别示出了显示开槽的8YSZ TBC和DVM TBC的显微照片。开槽样品和未开槽样品都经过JETS测试。结果表明，具有优选架构的开槽样品比没有任何开槽的对照样品存活得显著更好。典型地，TBC的JETS测试寿命增加了至少25%。

示例2：在2075°F下狭槽间距对炉循环测试的影响：

为了确定改善柔顺性和CMAS抵抗力的优选狭槽间距，研究了狭槽间距从40密耳(1016微米宽)至120密耳(3048微米宽)的试样。试样是具有380微米的厚度的空气等离子喷涂的8YSZ TBC。利用高速金刚石锯切割形成狭槽。狭缝深度为250微米，并且宽度标称为25微米。狭槽产生了具有25微米的间距的1000微米的正方形部段。生产了2000微米尺寸和3000微米尺寸的TBC部段，并如下所述进行了测试。开槽试样在FCT炉中进行了热循环。图15示出了测试的每个几何形状的两个试样的数据。FCT程序如上所述。具有1000微米狭槽间距的试样具有比2000微米狭槽间距或3000微米狭槽间距的试样高两倍以上的寿命。测试结果表明，如果FCT试样的寿命低于100次循环，则部件上的TBC存在早期失效风险，如2000微米狭槽间距或3000微米狭槽间距试样的情况那样。

示例3：使用皮秒激光产生的狭槽和使用纳秒激光开槽产生的狭槽之间的比较：

本示例的结果证明，由狭槽和所得的TBC部段提供的改善的CMAS抵抗力不依赖于开槽方法。使用了两种不同的激光系统来对TBC进行开槽。一组试样使用皮秒激光进行了开槽，并且第二组试样使用纳秒激光系统进行了开槽。生产的试样包括狭槽间距1000微米和500微米深的DVM 55YSZ。狭槽宽度在TBC的顶表面上为约75微米，并且在狭槽的底部处为约10微米。在图16中示出了开槽TBC的显微照片。使用上述方法，将两组开槽的TBC与未开槽的TBC基线试样一起进行了测试。两组开槽的试样显示出比没有狭槽的基线试样显著更好的性能。由皮秒和纳秒开槽试样提供的改善的CMAS抵抗力几乎相同。

图17示出了具有1000微米的狭槽间距和500微米的深度的开槽双层DVM 55YSZ的光学显微照片。狭槽宽度在TBC的顶表面上为约75微米，并且在狭槽的底部处为约10微米。

虽然已经根据一个或多个特定实施例描述了本发明，但是显然本领域技术人员可采用其它形式。应当理解，结合本文所述的涂层组合物使用“包括”具体地公开并包括其中涂层组合物“基本上由”指定组分组成(即，包含指定组分，并且没有显著不利地影响所公开的基本和新颖特征的其它组分)的实施例以及其中涂层组合物“由”指定组分组成(即，除了在指定组分中的每一种中天然和不可避免地存在的污染物之外，仅包含指定组分)的实施例。

本书面描述使用示例来公开包括最佳模式的本发明，并且还使得本领域的任何技术人员能够实践本发明，包括制造和使用任何设备或系统以及执行任何并入的方法。本发明的可专利性范围由权利要求书限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它示例。如果这些其它示例包括不异于权利要求书的字面语言的结构要素，或者如果它们包括与权利要求书的字面语言具有非实质性差异的等效结构要素，则这些其它示例旨在处于权利要求书的范围内。

本发明的另外的方面由以下条款的主题提供：

1. 一种用于燃气涡轮发动机的涂覆部件，涂覆部件限定纵向方向，涂覆部件包括：基底，其限定表面；和陶瓷涂层，其沿着基底的表面设置，陶瓷涂层包括：设置在陶瓷涂层中的多个线性狭槽；以及设置在陶瓷涂层中的多个非线性狭槽，其与多个线性狭槽相交，多个线性狭槽和多个非线性狭槽形成陶瓷涂层材料的部段。

2. 根据前述条款中任一项所述的涂覆部件，其中，多个线性狭槽中的每一个从纵向方向径向地延伸。

3. 根据前述条款中任一项所述的涂覆部件，其中，基底的表面具有平面区域和平面外区域，使得平面外区域上的所有点与平面区域在不同的平面上，其中，多个线性狭槽中的至少一个设置在平面区域和平面外区域两者上。

5. 根据前述条款中任一项所述的涂覆部件，其中，多个线性狭槽中的每一个延伸到陶瓷涂层中达一深度，并且多个线性狭槽中的每一个之间的最大距离不大于多个线性狭槽的深度的约2.5倍。

6. 根据前述条款中任一项所述的涂覆部件，其中，多个线性狭槽和多个非线性狭槽仅设置在陶瓷涂层中，并且不延伸到基底的表面中。

7. 根据前述条款中任一项所述的涂覆部件，其中，多个线性狭槽中的每一个之间的距离在涂覆部件的最内部段处为约430微米至约490微米，并且多个线性狭槽中的每一个之间的距离随着其远离最内部段而连续增加。

8. 根据前述条款中任一项所述的涂覆部件，其中，线性狭槽中的至少一个与设置有线性狭槽的表面处的切线之间的角度为约10度至约85度。

9. 根据前述条款中任一项所述的涂覆部件，其中，多个非线性狭槽中的每一个围绕涂覆部件中的孔口周向地延伸。

10. 根据前述条款中任一项所述的涂覆部件，其中，涂覆部件是燃烧室的燃料喷嘴隔热罩。

11. 根据前述条款中任一项所述的涂覆部件，其中，涂覆部件是用于燃烧室的穹顶组件的部件。

12. 根据前述条款中任一项所述的涂覆部件，其中，多个线性狭槽中的每一个和多个非线性狭槽中的每一个延伸到陶瓷涂层中达50微米至1000微米深。

13. 根据前述条款中任一项所述的涂覆部件，其中，陶瓷涂层包括氧化钇稳定的氧化锆、稀土稳定的氧化锆组合物、莫来石、氧化铝、二氧化铈、稀土锆酸盐、稀土氧化物、金属-玻璃复合材料或它们的组合。

14. 一种形成燃气涡轮发动机的涂覆部件的方法，涂覆部件限定纵向方向，方法包括：沿着基底的表面形成陶瓷涂层；沿着陶瓷涂层形成多个线性狭槽；以及沿着陶瓷涂层形成与多个线性狭槽相交的多个非线性狭槽，使得多个线性狭槽和多个非线性狭槽形成陶瓷涂层材料的部段。

15. 根据前述条款中任一项所述的方法，其中，多个线性狭槽中的每一个从纵向方向径向地延伸。

16. 根据前述条款中任一项所述的方法，其中，基底的表面具有平面区域和平面外区域，使得平面外区域上的所有点与平面区域在不同的平面上，其中，形成多个线性狭槽的步骤包括在平面区域和平面外区域两者上形成多个线性狭槽中的至少一个。

17. 根据前述条款中任一项所述的方法，其中，形成多个线性狭槽的步骤包括仅在陶瓷涂层中形成至少一个线性狭槽，使得至少一个线性狭槽不延伸到基底的表面或结合涂层中，并且形成多个非线性狭槽的步骤包括仅在陶瓷涂层中形成至少一个非线性狭槽，使得至少一个非线性狭槽不延伸到基底的表面或结合涂层中。

18. 根据前述条款中任一项所述的方法，其中，多个线性狭槽中的每一个之间的距离在涂覆部件的最内部段处为约430微米至约490微米，并且多个线性狭槽中的每一个之间的距离随着其远离最内部段而连续增加。

19. 根据前述条款中任一项所述的方法，其中，形成多个非线性狭槽的步骤包括在涂覆部件的孔口周围的周向方向上形成非线性狭槽。

20. 根据前述条款中任一项所述的方法，其中，多个线性狭槽中的每一个延伸到陶瓷涂层中达一深度，并且多个线性狭槽中的每一个之间的最大距离不大于多个线性狭槽的深度的约2.5倍。