热障涂层的施工方法以及耐热部件与流程 专利技术说明

金属材料;冶金;铸造;磨削;抛光设备的制造及处理,应用技术1.本公开涉及一种热障涂层的施工方法以及耐热部件。本技术基于2020年12月28日向日本国专利局申请的特愿2020-218430号主张优先权，在此援用其内容。背景技术：2.已知在如航空发动机中的燃烧器面板或涡轮叶片、工业用燃气轮机中的涡轮叶片或分割环等那样的、暴露于高温燃烧气体的耐热部件设置热障涂层(thermal barrier coating，tbc)。在这种热障涂层中，包括在耐热合金基材上形成的粘合涂层和在粘合涂层上形成的作为隔热层的顶涂层。3.粘合涂层例如通过喷镀而形成在耐热合金基材上(例如参照专利文献1)。另外，顶涂层为了确保热循环耐久性，在层内含有沿顶涂层的厚度方向延伸的被称为纵裂纹的龟裂，因此存在通过电子束物理蒸镀(eb-pvd)形成(例如参照专利文献2)的情况。4.现有技术文献5.专利文献6.专利文献1：国际公开第2016/076305号7.专利文献2：(日本)特开2019-065384号公报技术实现要素：8.发明要解决的课题9.对于用于进行电子束物理蒸镀的装置，装置的初始成本比喷镀装置等高10倍以上。另外，用于通过电子束物理蒸镀而形成层的运行成本是用于通过喷镀等而形成层的运行成本的10倍左右，是高价的。进而，通过电子束物理气相沉积而形成层的形成速度低，约为通过喷镀等而形成的层的形成速度的几分之一左右。因此，期望一种在确保作为热障涂层的顶涂层的隔热性和热循环耐久性等性能，并且以更低的成本形成顶涂层的方法。10.鉴于上述情况，本公开的至少一个实施方式的目的在于抑制耐热部件中的热障涂层的成本。11.用于解决课题的方案12.(1)本公开的至少一个实施方式的热障涂层的施工方法13.具备在形成在对象物的耐热合金基材上的粘合涂层上形成顶涂层的工序，14.在形成所述顶涂层的工序中，一边将所述顶涂层的温度保持在300℃以上450℃以下，一边通过高速火焰喷镀来喷镀含有陶瓷粉末的悬浊液，由此形成所述顶涂层。15.(2)本公开的至少一个实施方式的耐热部件具有通过基于上述(1)的方法的热障涂层的施工方法而形成的所述顶涂层。16.发明效果17.根据本公开的至少一个实施方式，能够抑制耐热部件中的热障涂层的成本。附图说明18.图1是具备通过几个实施方式的热障涂层的施工方法进行施工的热障涂层的耐热部件的截面的示意图。19.图2是表示作为耐热部件的一例的航空发动机用的燃烧器面板的外观的图。20.图3是表示几个实施方式的热障涂层的施工方法的步骤的流程图。21.图4a是用于说明几个实施方式的热障涂层的施工方法的装置的概略的图。22.图4b是表示用于将顶涂层的温度保持在上述的温度范围的冷却方法的一例的图。23.图5是示意地表示从喷镀开始的顶涂层的温度的推移的曲线图。24.图6是表示顶涂层的热导率与喷镀时温度的关系的曲线图。25.图7是表示剥离界限温度差与喷镀时温度的关系的曲线图。26.图8是表示剥离界限温度差与横裂纹长度的关系的曲线图。27.图9是表示喷镀每一道次的附着膜厚与喷镀时温度的关系的曲线图。28.图10a是表示沿面方向分散的纵裂纹的密度的测定结果的表。29.图10b是表示横裂纹的最大长度的测定结果的表。30.图11是用于说明与耐热部件的冷却相关的实施例的图。31.图12a是用于说明与多个耐热部件的冷却相关的实施例的图。32.图12b是用于说明与多个耐热部件的冷却相关的其他实施例的图。33.图13是用于说明与耐热部件的冷却相关的实施例的图。34.图14是用于说明与耐热部件的冷却相关的实施例的图。35.图15是用于说明对多个孔进行喷镀时的施工角度的示意图。36.图16是表示关于孔的直径和由喷镀材料形成的孔的堵塞率的关系的实验结果的图表。具体实施方式37.以下，参照附图对本公开的几个实施方式进行说明。但是，作为实施方式记载的或附图所示的构成部件的尺寸、材质、形状、其相对配置等并不旨在将本公开的范围限定于此，而仅仅是说明例。38.例如，表示“在某一方向上”、“沿着某一方向”、“平行”、“正交”、“中心”、“同心”或“同轴”等相对或绝对的配置的表述不仅严格地表示这样的配置，还表示具有公差、或者能够获得相同功能的程度的角度或距离而相对位移的状态。39.例如，表示“相同”、“相等”以及“均质”等事物为相等的状态的表述不仅表示严格相等的状态，还表示存在公差、或者能够获得相同功能的程度的差的状态。40.例如，表示四边形状或圆筒形状等形状的表述不仅表示几何学上严格意义上的四边形状或圆筒形状等形状，还表示在能够获得相同效果的范围内，包含凹凸部或倒角部等的形状。41.另一方面，“具备”、“配备”、“具有”、“包括”或“有”一个构成要素这样的表述并不是排除其他构成要素的存在的排他性的表述。42.(热障涂层3)43.图1是具备通过几个实施方式的热障涂层的施工方法进行施工的热障涂层3的耐热部件1的截面的示意图。44.图2是表示作为耐热部件1的一例的航空发动机用的燃烧器面板1a的外观的图。45.在航空发动机用的燃烧器面板1a或涡轮叶片、工业用燃气轮机用的涡轮叶片或分割环等耐热部件1，形成有用于耐热部件1的隔热的热障涂层(thermal barrier coating：tbc)3。46.在几个实施方式的耐热部件1的耐热合金基材(母材)5上，依次形成金属结合层(粘合涂层)7和作为隔热层的顶涂层9。即，在几个实施方式中，热障涂层3包括粘合涂层7和顶涂层9。47.几个实施方式的粘合涂层7由mcraly合金(m表示ni、co、fe等金属元素或它们中2种以上的组合)等构成。48.几个实施方式的顶涂层9优选由zro2基材料、例如ysz(钇稳定氧化锆)构成，所述ysz是用y2o3部分稳定或完全稳定的zro2。另外，几个实施方式的顶涂层9可以由dysz(镝稳定氧化锆)、ersz(铒稳定氧化锆)、gd2zr2o7或gd2hf2o7中的任一种构成。49.由此，可以得到隔热性优异的热障涂层3。50.在几个实施方式的顶涂层9中，沿顶涂层9的厚度方向延伸的纵裂纹cv沿面方向、即图1中的图示左右方向以及纸面进深方向分散。另外，在几个实施方式的顶涂层9中，沿面方向延伸的横裂纹ch分散。51.在几个实施方式的热障涂层3中，通过顶涂层9中的具有多个纵裂纹cv的结构，能够缓和因与耐热合金基材5的线膨胀系数不同而产生的热应力，因此热循环耐久性优异。52.(流程图)53.图3是表示几个实施方式的热障涂层的施工方法的步骤的流程图。几个实施方式的热障涂层的施工方法包括形成粘合涂层7的工序s10和形成顶涂层9的工序s20。54.在几个实施方式中，形成粘合涂层7的工序s10是通过喷镀在耐热合金基材5上形成粘合涂层7的工序。在几个实施方式中，形成粘合涂层7的工序s10例如可以是通过高速火焰喷镀(hvof)在耐热合金基材5上形成粘合涂层的工序。在以下的说明中，形成粘合涂层7的工序s10作为在耐热合金基材5上通过高速火焰喷镀形成粘合涂层7的工序。55.即，在几个实施方式中，在形成粘合涂层7的工序s10中，通过高速火焰喷镀将作为喷镀材料的mcraly合金等粉末喷镀到耐热合金基材5的表面。56.需要说明的是，在几个实施方式中，为了提高与顶涂层9的紧贴性，粘合涂层7的表面粗糙度以算术平均粗糙度ra计优选为8μm以上。57.在几个实施方式中，形成顶涂层9的工序s20是在形成在对象物即耐热部件1的耐热合金基材5上形成的粘合涂层7上形成顶涂层9的工序。在几个实施方式中，在形成顶涂层9的工序s20中，通过利用高速火焰喷镀对含有陶瓷粉末的悬浊液进行喷镀来形成顶涂层。即，在几个实施方式中，在形成顶涂层9的工序s20中实施的喷镀是利用悬浊液的高速火焰喷镀(s-hvof)。在几个实施方式中，在形成顶涂层9的工序s20中，通过高速火焰喷镀将作为喷镀材料的将陶瓷粉末分散在溶剂中的悬浊液喷镀到粘合涂层7的表面。在利用悬浊液的高速火焰喷镀中，作为悬浊液供给的喷镀材料tm通过燃烧火焰喷流cf喷向喷镀对象物的表面(参照后述的图4b)。58.关于形成顶涂层9的工序s20中的喷镀的条件，在后面详细说明。59.图4a是用于说明几个实施方式的热障涂层的施工方法的装置的概略的图。60.如图4a所示，在几个实施方式的热障涂层的施工方法中，使用喷镀枪30、喷镀枪30的移动装置50、集尘罩70来对热障涂层3进行施工。需要说明的是，在几个实施方式的热障涂层的施工方法中，除了图4a所示的这些装置以外，虽然未图示，但装置结构中还包括喷镀控制盘、控制移动装置50的驱动的控制装置、喷镀材料的供给装置等。61.在进行热障涂层3的施工时，在需要对热障涂层3的施工的对象物即耐热部件1进行固定的情况下，可以使用固定夹具91，在需要使耐热部件1连续旋转的情况下，可以使用未图示的旋转驱动装置。62.几个实施方式的移动装置50例如是工业用机器人，但也可以是例如nc装置那样的具有能够在多个方向上移动的滑动轴的扫描装置。63.如图4a所示，在几个实施方式的热障涂层的施工方法中，例如，喷镀枪30、移动装置50以及集尘罩70配置在一个喷镀室20的内部。喷镀室20为了隔音或为了防止粉尘向周围飞散而形成与周围隔开的空间。例如喷镀室20可以是配置在作业室内的箱状，也可以是用壁等划分作业室的一部分的一个区域，也可以是设置在建筑物内的专用房间。64.热障涂层3的施工的对象物即耐热部件1在该喷镀室20内形成热障涂层3。65.在几个实施方式的热障涂层的施工方法中，如上所述，在形成粘合涂层7的工序s10中进行利用高速火焰喷镀(hvof)的喷镀，在形成顶涂层9的工序s20中，进行利用悬浊液的高速火焰喷镀(s-hvof)的喷镀。因此，在几个实施方式的热障涂层的施工方法中，例如通过在形成粘合涂层7的工序s10和形成顶涂层9的工序s20中变更喷镀枪30以及喷镀材料的供给装置，能够在同一喷镀室20内实施形成粘合涂层7的工序s10和形成顶涂层9的工序s20。66.在几个实施方式的热障涂层的施工方法中，在形成粘合涂层7的工序s10之后进行形成顶涂层9的工序s20时，也可以不使耐热部件1移动到与实施了形成粘合涂层7的工序s10的喷镀室20不同的喷镀室。由此，能够节省使耐热部件1移动到不同的喷镀室的时间、至移动后的喷镀开始为止的耐热部件1的设置等的时间。67.(形成顶涂层9的工序s20中的施工条件)68.以往，顶涂层为了确保热循环耐久性，而为了在层内含有沿顶涂层的厚度方向延伸的被称为纵裂纹的龟裂，因此存在通过电子束物理蒸镀(eb-pvd)形成的情况。69.但是，对于用于进行电子束物理蒸镀的装置来说，装置的初始成本比喷镀装置等高10倍以上。另外，用于通过电子束物理蒸镀而形成层的运行成本是用于通过喷镀等而形成层的运行成本的10倍左右，是高价的。另外，通过电子束物理气相沉积而形成层的形成速度低，是通过喷镀等而形成的层的形成速度的几分之一左右。因此，期望一种在确保作为热障涂层的顶涂层的隔热性和热循环耐久性等性能，并且以更低的成本形成顶涂层的方法。70.发明者们进行了深入研究，结果判明：在形成顶涂层9的工序s20中，一边将顶涂层9的温度保持在300℃以上450℃以下，一边通过高速火焰喷镀来喷镀含有陶瓷粉末的悬浊液，由此能够确保与通过电子束物理蒸镀在粘合涂层上形成顶涂层的情况下同等的隔热性和热循环耐久性等性能。71.因此，在几个实施方式的热障涂层的施工方法中，在形成顶涂层9的工序s20中，一边将顶涂层9的温度保持在300℃以上450℃以下，一边通过高速火焰喷镀来喷镀含有陶瓷粉末的悬浊液，由此形成顶涂层9。72.需要说明的是，关于发明者们的研究结果，在后面进行说明。73.由此，与通过电子束物理蒸镀在粘合涂层7上形成顶涂层9的情况相比，能够以较低的运行成本且更短时间形成顶涂层9。另外，如果通过利用悬浊液的高速火焰喷镀来形成顶涂层9，则也能够大幅抑制用于形成顶涂层9的设备的导入成本。74.另外，几个实施方式的耐热部件1具有通过几个实施方式的热障涂层的施工方法形成的顶涂层9。75.由此，能够抑制耐热部件1的制造成本。76.需要说明的是，优选在形成顶涂层9的工序s20中，一边将顶涂层9的温度保持在300℃以上400℃以下，一边通过高速火焰喷镀来喷镀含有陶瓷粉末的悬浊液，由此形成顶涂层9。77.由此，热障涂层中的隔热性和热循环耐久性等性能更加良好。78.顶涂层9的温度是否保持在上述的温度范围，也可以通过例使用红外线检测温度的温度计那样的非接触式温度计来测定并确认。79.另外，也可以适当地进行冷却，以使顶涂层9的温度保持在上述的温度范围内。80.即，在几个实施方式的热障涂层的施工方法中，在形成顶涂层9的工序s20中，优选通过进行利用冷却介质的冷却来控制顶涂层9的温度。81.由此，容易将顶涂层9的温度控制在上述的温度范围，因此热障涂层3中的隔热性、热循环耐久性等性能稳定。82.图4b是表示用于将顶涂层9的温度保持在上述的温度范围的冷却方法的一例的图。83.在图4b所示的例子中，耐热部件1是轴状部件。在图4b所示的例子中，一边通过用于使耐热部件1连续旋转的未图示的旋转驱动装置使耐热部件1旋转，一边形成顶涂层9。在图4b所示的例子中，耐热部件1被未图示的旋转驱动装置的把持部92把持，而与把持部92一起旋转。84.在图4b所示的例子中，例如通过从冷却喷嘴81吹出的冷却介质cm冷却耐热部件1。需要说明的是，在图4b所示的例子中，为了抑制燃烧火焰喷流cf受到从冷却喷嘴81吹出的冷却介质cm的影响，冷却介质cm优选不朝向顶涂层9的表面吹出，而朝向耐热部件1内的、未形成顶涂层9的区域1a和把持耐热部件1的把持部92吹出。85.对于与耐热部件1的冷却相关的、图4b所示的例子以外的实施例和冷却介质cm的种类等，在后面进行说明。86.图5是示意地表示从喷镀开始的顶涂层9的温度的推移的曲线图。顶涂层9的温度从开始用于形成顶涂层9的喷镀的时间点起，随时间经过上升。如图4b所示的例子，通过进行利用冷却介质cm的冷却，能够将喷镀中的顶涂层9的温度稳定地保持在上述的温度范围内。87.即，在几个实施方式的热障涂层的施工方法中，在形成顶涂层9的工序s20中，优选将在喷镀开始后顶涂层9的温度上升后稳定状态下的温度的平均值保持在上述的温度范围内。88.在以下的说明中，将该平均值也称为喷镀时温度ta。89.需要说明的是，在几个实施方式的热障涂层的施工方法中，在开始用于形成顶涂层9的喷镀之前，不需要对形成有粘合涂层7的耐热部件1进行预热。90.以下，对发明者们的研究结果进行说明。91.图6是表示关于喷镀时温度ta为413℃的试验片a、喷镀时温度ta为477℃的试验片b、以及喷镀时温度ta为586℃的试验片c，顶涂层9的热导率(相对值)与喷镀时温度ta的关系的曲线图。92.图7是表示关于试验片a、试验片b、以及试验片c，剥离界限温度差δt(相对值)与喷镀时温度ta的关系的曲线图。93.图8是表示关于试验片a、试验片b、以及试验片c，剥离界限温度差δt(相对值)与横裂纹ch的长度(横裂纹长度)的关系的曲线图。94.图9是表示关于试验片a、试验片b、试验片c、以及喷镀时温度ta为678℃的试验片d，喷镀每一道次的附着膜厚(相对值)与喷镀时温度ta的关系的曲线图。95.图10a是表示关于试验片a、试验片b、以及试验片c，沿面方向分散的纵裂纹cv的密度的测定结果的表。96.图10b是表示关于试验片a、试验片b、以及试验片c，横裂纹ch的最大长度的测定结果的表。97.需要说明的是，在图6中，顶涂层9的热导率以将通过电子束物理蒸镀(eb-pvd)形成的情况下的顶涂层的热导率设为1的相对值表示。98.同样地，在图7以及图8中，顶涂层9的剥离界限温度差δt以将通过电子束物理蒸镀形成的情况下的顶涂层的剥离界限温度差δt设为1的相对值表示。需要说明的是，图7以及图8中的剥离界限温度差δt是在重复1000次赋予该温度差δt的试验时，推定在热障涂层3产生剥离的温度差。99.在图9中，顶涂层9的每一道次的附着膜厚以将喷镀时温度ta为450℃时的每一道次的附着膜厚设为1的相对值表示。100.需要说明的是，在取得图10a以及图10b所示的各数据时，通过观察沿着顶涂层9的厚度方向切断各试验片的切断面的显微镜照片，取得各数据。另外，在图10a以及图10b中，在该切断面中的改变了观察部位(视野)的6处(6个视野)取得各数据。101.需要说明的是，在取得图10a以及图10b所示的各数据时，在各显微镜照片中，由于相当于图1的图示左右方向的视野的大小为1.09mm，因此取得在该视野内观察到的纵裂纹cv的条数、以及横裂纹ch的最大长度。102.关于试验片a、试验片b、试验片c以及试验片d的喷镀时温度ta以外的喷镀条件如下所述。103.试验片a至d是图4b所示的圆筒型的试验片，在形成于试验片a至d的外周部的粘合涂层7上，通过利用悬浊液的高速火焰喷镀形成顶涂层9。104.喷镀枪30的横动速度为100mm/秒。顶涂层9的膜厚为0.5mm。圆筒型的试验片的旋转速度为1200rpm。105.需要说明的是，在试验片的喷镀时，喷镀枪30一边从图4b中的图示上下方向的一侧的成膜开始位置向另一侧移动，一边成膜。在喷镀枪30到达另一侧的成膜结束位置后，使喷镀枪30向图4b中的纸面进深方向移动而退避，以使燃烧火焰喷流cf不碰到试验片，然后，使喷镀枪30朝向图4b中的图示上下方向的一侧移动。然后，使喷镀枪30沿图4b中的纸面进深方向移动而返回到成膜开始位置，之后，通过重复进行上述动作而形成顶涂层9。106.如图6所示，通过使喷镀时温度ta为450℃以下，能够使顶涂层9的热导率为与通过电子束物理蒸镀形成的情况同等以下。107.需要说明的是，如图6所示，通过使喷镀时温度ta为400℃以下，能够进一步使顶涂层9的热导率降低。108.如图7所示，通过使喷镀时温度ta为400℃以下，能够使顶涂层9的剥离界限温度差δt为与通过电子束物理蒸镀形成的情况同等以上。109.需要说明的是，顶涂层9的剥离界限温度差δt作为图7中的相对值可以是0.8左右，因此，通过使喷镀时温度ta为450℃以下，也能够使顶涂层9的剥离界限温度差δt为所要求的温度差以上。110.因此，喷镀时温度ta优选为450℃以下，更优选为400℃以下。111.如图8以及图10b所示，可知存在喷镀时温度ta越高则横裂纹ch的长度越大的倾向。而且，可知存在横裂纹ch的长度越大则顶涂层9的剥离界限温度差δt越低的倾向。横裂纹ch成长，成为顶涂层9的剥离的原因，使热循环耐久性降低，因此希望横裂纹ch的长度小。需要说明的是，图8中所示的各图基于图10b中所示的数据。112.需要说明的是，如图10a所示，喷镀时温度ta越高则沿面方向分散的纵裂纹cv的密度越大。沿面方向分散的纵裂纹cv的密度越大则热循环耐久性越高，但当想要增大沿面方向分散的纵裂纹cv的密度时，存在横裂纹ch的长度变长的倾向。因此，沿面方向分散的纵裂纹cv的密度为4根/mm左右即可。113.如图9所示，如果喷镀时温度ta降低，则喷镀每一道次的附着膜厚变小。因此，如果喷镀时温度ta降低，则顶涂层9的生产率降低。114.如图9所示，如果喷镀时温度ta低于300℃，则与喷镀时温度ta为450℃的情况相比，喷镀一道次的附着膜厚为1/2以下。115.因此，希望喷镀时温度ta为300℃以上。116.(耐热部件1的冷却)117.图11是用于说明与耐热部件1的冷却相关的实施例的图。118.图12a是用于说明与多个耐热部件1的冷却相关的实施例的图。119.图12b是用于说明与多个耐热部件1的冷却相关的其他实施例的图。120.图13是用于说明与耐热部件1的冷却相关的实施例的图。121.图14是用于说明与耐热部件1的冷却相关的实施例的图。122.如图11所示，例如，在板状的耐热部件1的一个面形成顶涂层9的情况下，也可以通过朝向与该一方的面的相反侧的另一方面吹出冷却介质cm来冷却耐热部件1。123.如图12a以及图12b所示，在形成顶涂层9的工序s20中，也可以通过对安装在夹具93、94上的多个耐热部件1依次进行喷镀来形成顶涂层9。124.由此，能够对多个耐热部件1有效地形成顶涂层9。125.即，如图12a所示，也可以将多个耐热部件1排列配置，利用喷镀的一道次对多个耐热部件1进行喷镀。在这种情况下，例如也可以用夹具93保持以直线状或面状排列配置的多个耐热部件1。126.如图12a所示，也可以通过朝向多个排列配置的耐热部件1中的、与形成顶涂层9的面相反侧的面吹出冷却介质cm来冷却各耐热部件1。127.需要说明的是，如图12a所示，在事先排列配置多个耐热部件1，利用喷镀的一道次对多个耐热部件1进行喷镀的情况下，喷镀的道次和其下一个道次的施工间隔比对一个耐热部件1进行喷镀的情况长，因此顶涂层9的温度难以上升。因此，即使不通过吹出冷却介质cm来冷却各耐热部件1，喷镀时温度ta也能够保持上述的温度范围的话，则利用冷却介质cm的冷却不是必须的。128.如图12b所示，也可以通过使以环状排列配置的多个耐热部件1和喷镀枪30相对旋转，对多个耐热部件1进行喷镀。在这种情况下，例如也可以用夹具94保持以环状排列配置的多个耐热部件1。即，该夹具94优选能够保持以环状配置的多个耐热部件1。而且，在形成顶涂层9的工序s20中，优选一边使保持于该夹具94的多个耐热部件1和喷镀枪30相对旋转，一边对多个耐热部件1依次进行喷镀。129.需要说明的是，可以事先固定以环状排列配置的多个耐热部件1，通过使喷镀枪30旋转来进行喷镀，也可以事先固定喷镀枪30，通过使以环状排列配置的多个耐热部件1旋转来进行喷镀。130.在使多个耐热部件1旋转的情况下，由于各耐热部件1与周围的空气之间产生速度差，因此能够得到与向各耐热部件1吹送空气的情况相同的冷却效果，能够有效地冷却各耐热部件1。131.例如图13以及图14所示，例如像所谓的薄膜冷却孔那样，在耐热部件1具有在耐热合金基材5的表面开口的多个孔110的情况下，也可以一边从多个孔110喷出气体(冷却介质cm)一边形成顶涂层9。132.由此，容易将喷镀时温度ta控制在上述的温度范围，因此热障涂层3中的隔热性、热循环耐久性等性能稳定。133.需要说明的是，例如，如图2所示的燃烧器面板1a那样，如果设置有与燃烧器面板1a的一个面和另一个面连通的多个孔，则例如图13所示，也可以通过向形成顶涂层9的面的相反侧的面喷射气体，而使气体从多个孔110喷出。134.另外，例如在涡轮叶片中多个孔110与涡轮叶片的叶片内部的冷却通路连通的情况那样，多个孔110与耐热部件1的内部的通路120连通的情况下(参照图14)，也可以通过向与多个孔110连通的通路120供给气体(冷却介质cm)，而使气体从多个孔110喷出。135.(冷却介质cm)136.在几个实施方式中，冷却介质cm可以是利用压缩机压缩的压缩空气。137.如果是利用压缩机压缩的压缩空气，则容易确保冷却介质cm，能够抑制用于冷却的成本增加。138.需要说明的是，作为冷却介质cm的压缩空气可以是利用用于生成工厂动力用的压缩空气的压缩机压缩的压缩空气，也可以是利用为了冷却耐热部件1而设置的压缩机压缩的压缩空气。139.另外，在几个实施方式中，冷却介质cm可以包括干冰。140.即，冷却介质cm可以是利用压缩空气输送粒径比较小的干冰的粒或粉末的介质，也可以是干冰气化后的温度比较低的二氧化碳。141.由此，在形成顶涂层9时，顶涂层9的温度过度上升的可能性变少，热障涂层3中的隔热性、热循环耐久性等性能稳定。142.(抑制在耐热合金基材5的表面开口的多个孔110的堵塞)143.如上所述，在几个实施方式的耐热部件1中，例如为了进行薄膜冷却，存在耐热部件1的表面开有多个孔110(以下，也称为冷却孔110)的情况。在这样的耐热部件1的情况下，需要防止在热障涂层的形成工序中热障涂层的材料(喷镀材料)侵入冷却孔110而堵塞冷却孔110。因此，例如如果预先将掩蔽销插入各冷却孔110，则能够防止在热障涂层的形成工序中热障涂层的材料侵入各冷却孔110。144.然而，如果使用掩蔽销，则在热障涂层形成之后必须从各冷却孔110中移除掩蔽销。因此，耐热部件1中的冷却孔110的数量越多，除去掩蔽销的时间就越多。因此，希望能够以更简单的方法防止在热障涂层的形成工序中冷却孔110堵塞。145.因此，在几个实施方式的热障涂层的施工方法中，例如在形成粘合涂层7的工序s10中，优选一边从在耐热合金基材5的表面开口的多个孔110喷出气体，一边通过喷镀在耐热合金基材5上形成粘合涂层7。即，在几个实施方式的热障涂层的施工方法中，例如形成粘合涂层7的工序s10也可以是一边从多个孔110喷出气体一边通过喷镀在耐热合金基材5上形成粘合涂层7的工序。146.这样，通过一边从多个孔110喷出气体一边形成粘合涂层7，抑制粘合涂层7的材料(喷镀材料)侵入这些多个孔110。由此，在形成粘合涂层7的工序s10中，能够抑制这些多个孔110被粘合涂层7的材料堵塞。147.需要说明的是，如上所述，例如在形成粘合涂层7的工序s10中，优选一边从多个孔110喷出气体，一边通过高速火焰喷镀在耐热合金基材5上形成粘合涂层7。148.由此，能够抑制多个孔110被粘合涂层7的材料堵塞，并且通过高速火焰喷镀形成粘合涂层7。149.另外，在几个实施方式的热障涂层的施工方法中，例如在形成顶涂层9的工序s20中，优选一边从在耐热合金基材5的表面开口的多个孔110喷出气体，一边在形成在耐热合金基材5上的粘合涂层7上通过喷镀形成顶涂层9。即，在几个实施方式的热障涂层的施工方法中，例如形成顶涂层9的工序s20也可以是一边从多个孔110喷出气体一边通过喷镀在形成在耐热合金基材5上的粘合涂层7上形成顶涂层9的工序。150.这样，通过一边从多个孔110喷出气体一边形成顶涂层9，抑制顶涂层9的材料(喷镀材料，即陶瓷粉末)侵入这些多个孔110。由此，在形成顶涂层9的工序s20中，能够抑制这些多个孔110被顶涂层9的材料堵塞。151.另外，在形成顶涂层9的工序s20中，在存在因喷镀而使顶涂层9的温度过度上升时产生上述那样的不良情况的情况下，通过从多个孔110喷出气体，能够抑制顶涂层9的温度过度上升。152.需要说明的是，如上所述，例如在形成顶涂层9的工序s20中，优选一边从多个孔110喷出气体，一边通过高速火焰喷镀来喷镀含有陶瓷粉末的悬浊液，由此形成顶涂层9。153.由此，与通过电子束物理蒸镀在粘合涂层7上形成顶涂层9的情况相比，能够以较低的运行成本且更短时间形成顶涂层9。另外，如果通过利用悬浊液的高速火焰喷镀来形成顶涂层9，则也能够大幅抑制用于形成顶涂层9的设备的导入成本。154.需要说明的是，如上所述，例如，如图2所示的燃烧器面板1a那样，在设置有与燃烧器面板1a的一方的面和另一方的面连通的多个孔的情况下，例如图13所示，通过向形成顶涂层9的面的相反侧的面喷射气体，从多个孔110喷出气体即可。由此，能够容易地从多个孔喷出气体。155.另外，如图14所示，在多个孔110与耐热部件1的内部的通路120连通的情况下，如上所述，也可以通过向与多个孔110连通的通路120供给气体(冷却介质cm)而从多个孔110喷出气体。通过向该通路120供给气体，能够容易地从多个孔110喷出气体。156.如上所述那样的在热障涂层的形成工序中通过从多个孔喷出气体来抑制冷却孔110被喷镀材料堵塞，无论喷镀的方式如何都是有效的。即，在例如大气压等离子喷镀(aps)、高速火焰喷镀(hvof)、利用悬浊液的大气压等离子喷镀(s-aps)、以及利用悬浊液的高速火焰喷镀(s-hvof)等的喷镀中有效。157.图15是用于说明对多个孔110进行喷镀时的施工角度的示意图。158.在几个实施方式中，对孔110喷镀时的施工角度θa是指孔110的延伸方向与喷镀材料的喷射方向(喷镀枪30的喷嘴31的延伸方向)的角度之差。159.在几个实施方式中，孔110的倾斜角度θb是耐热合金基材5的表面5a的延伸方向与孔110的延伸方向的角度之差。160.在施工角度θa为90度附近时，孔110被喷镀材料堵塞，随着施工角度θa从90度逐渐变小而接近0度，孔110有难以堵塞的倾向。161.另外，例如在大气压等离子喷镀(aps)中，利用高温的等离子流，使喷镀材料熔融而附着在基材。与此相对，例如在高速火焰喷镀(hvof)或利用悬浊液的高速火焰喷镀(s-hvof)中，使喷镀材料以超音速度碰撞并附着在基材。因此，随着施工角度θa从90度逐渐变小，例如与大气压等离子体喷镀(aps)相比，高速火焰喷镀(hvof)或利用悬浊液的高速火焰喷镀(s-hvof)存在孔110难以堵塞的倾向。162.需要说明的是，在几个实施方式的热障涂层的施工方法中，在形成顶涂层9的工序s20中，优选将孔的延伸方向与喷镀材料的喷射方向的角度之差、即施工角度θa设定为0度以上80度以下进行喷镀。163.发明者们进行了深入研究，结果判明，为了抑制孔110被顶涂层9的材料堵塞，进一步优选将施工角度θa设定为0度以上80度以下进行喷镀。164.因此，在几个实施方式的热障涂层的施工方法中，通过将施工角度θa设定为0度以上80度以下进行喷镀，能够有效地抑制孔110被顶涂层的材料堵塞。165.在几个实施方式的热障涂层的施工方法中，孔110的直径优选大于0.5mm(例如0.533mm以上)。166.发明者们进行了深入研究，结果判明，如后所述，为了抑制孔110被顶涂层9的材料堵塞，进一步优选孔110的直径大于0.5mm(例如0.533mm以上)。167.因此，在几个实施方式的热障涂层的施工方法中，通过将孔110的直径设定为大于0.5mm(例如0.533mm以上)进行喷镀，能够有效地抑制孔110被顶涂层9的材料堵塞。168.图16是表示关于孔110的孔径(直径)和由喷镀材料形成的孔110的堵塞率的关系的实验结果的图表。169.图16所示的结果表示在孔110的倾斜角度θb为30度、施工角度θa为60度的情况下，基于喷镀方式的不同或有无来自孔110的气体(空气)的喷出的孔110的堵塞率。170.在图16示出结果的实验中，在相当于上述耐热合金基材5的耐热合金的试验片的表面依次形成有粘合涂层7和顶涂层9。在图16示出结果的实验中，顶涂层9将膜厚的目标值设定为与实际设备中的膜厚相同，通过利用悬浊液的高速火焰喷镀形成。171.图16所示的图表的纵轴的堵塞率是将顶涂层9形成后的孔110的孔径da除以粘合涂层7形成后的孔110的孔径db并从1减去的值(1-(da/db))的百分率({1-(da/db)}×100)。需要说明的是，由于孔110的一部分被粘合涂层7的喷镀材料堵塞，因此粘合涂层7形成后的孔110的孔径db有比粘合涂层7形成前的孔110的孔径小的倾向。172.图16所示的图表的横轴的孔径是粘合涂层7形成前的孔110的孔径。173.如图16所示，在不从孔110喷出空气而进行喷镀的情况下，如果孔110的孔径为0.5mm以下，则堵塞率为100％，但如果孔110的孔径大于0.5mm(例如0.533mm以上)，则堵塞率低于50％左右。174.另外，如图16所示，在不从孔110喷出空气而进行喷镀的情况下，与通过大气压等离子喷镀形成顶涂层9的情况相比，通过利用悬浊液的大气压等离子喷镀形成顶涂层9的情况下堵塞率小。如图16所示，在不从孔110喷出空气而进行喷镀的情况下，与通过利用悬浊液的大气压等离子喷镀形成顶涂层9的情况相比，通过利用悬浊液的高速火焰喷镀形成顶涂层9的情况的堵塞率小。175.如图16所示，在通过利用悬浊液的大气压等离子喷镀形成顶涂层9的情况下、以及通过利用悬浊液的高速火焰喷镀形成顶涂层9的情况下，与不从孔110喷出空气而进行喷镀的情况相比，一边从孔110喷出空气一边进行喷镀的情况的堵塞率小。176.本公开不限定于上述的实施方式，还包括对上述实施方式施加了变形的方式、和将这些方式适当组合的方式。177.上述各实施方式所记载的内容例如可以如以下这样理解。178.(1)本公开的至少一个实施方式的热障涂层的施工方法具备在对象物即耐热部件1的耐热合金基材5上形成的粘合涂层7上形成顶涂层9的工序s20。在形成顶涂层9的工序s20中，一边将顶涂层9的温度保持在300℃以上450℃以下，一边通过高速火焰喷镀来喷镀含有陶瓷粉末的悬浊液，由此形成顶涂层9。179.根据以上(1)的方法，与通过电子束物理蒸镀在粘合涂层7上形成顶涂层9的情况相比，能够以较低的运行成本且更短时间形成顶涂层9。另外，根据上述(1)的方法，也能够大幅抑制用于形成顶涂层9的设备的导入成本。180.(2)在几个实施方式中，根据上述(1)的方法，在形成顶涂层9的工序s20中，优选一边将上述温度保持在300℃以上400℃以下，一边通过高速火焰喷镀来喷镀含有陶瓷粉末的悬浊液，由此形成顶涂层9。181.根据上述(2)的方法，热障涂层3中的隔热性和热循环耐久性等性能更加良好。182.(3)在几个实施方式中，根据上述(1)或(2)的方法，在形成顶涂层9的工序s20中，优选通过进行利用冷却介质cm的冷却来控制上述温度。183.根据上述(3)的方法，通过进行利用冷却介质cm的冷却，容易将上述温度控制在上述(1)或(2)所述的范围，因此热障涂层3中的隔热性和热循环耐久性等性能稳定。184.(4)在几个实施方式中，根据上述(3)的方法，冷却介质cm可以是利用压缩机压缩的压缩空气。185.根据上述(4)的方法，容易确保冷却介质cm，能够抑制用于冷却的成本增加。186.(5)在几个实施方式中，根据上述(3)的方法，冷却介质cm可以包括干冰。187.根据上述(5)的方法，在形成顶涂层9时，顶涂层9的温度过度上升的可能性变少，热障涂层3中的隔热性、热循环耐久性等性能稳定。188.(6)在几个实施方式中，根据上述(1)至(5)中任一个方法，在形成顶涂层9的工序s20中，也可以通过对安装在夹具93、94上的多个上述对象物(耐热部件1)依次进行喷镀来形成顶涂层9。189.根据上述(6)的方法，能够对多个对象物(耐热部件1)有效地形成顶涂层9。190.(7)在几个实施方式中，根据上述(6)的方法，夹具94优选能够保持以环状配置的多个对象物(耐热部件1)。在形成顶涂层9的工序s20中，优选一边使保持于夹具94的多个对象物(耐热部件1)和喷镀枪30相对旋转，一边对多个对象物(耐热部件1)依次进行喷镀。191.根据上述(7)的方法，能够相对于多个对象物(耐热部件1)有效地形成顶涂层9。另外，根据上述(7)的方法，如果事先固定喷镀枪30，使夹具94所保持的多个对象物(耐热部件1)旋转，则对象物(耐热部件1)与周围的空气之间产生速度差，因此能够得到与向对象物(耐热部件1)吹送空气的情况相同的效果，能够有效地冷却对象物(耐热部件1)。192.(8)在几个实施方式中，根据上述(1)至(7)中任一个方法，上述陶瓷粉末优选含有钇稳定氧化锆、镝稳定氧化锆、铒稳定氧化锆、gd2zr2o7或gd2hf2o7中的任一种。193.根据上述(8)的方法，可以得到隔热性优异的热障涂层3。194.(9)在几个实施方式中，根据上述(1)至(8)中任一个方法，还可以具备通过高速火焰喷镀在耐热合金基材5上形成粘合涂层7的工序s10。195.根据上述(9)的方法，在形成粘合涂层7的工序s10中进行利用高速火焰喷镀(hvof)的喷镀，在形成顶涂层9的工序s20中，进行利用悬浊液的高速火焰喷镀(s-hvof)的喷镀。因此，根据上述(9)的方法，例如通过在形成粘合涂层7的工序s10和形成顶涂层9的工序s20中变更喷镀枪30以及喷镀材料的供给装置，能够在同一喷镀室20内实施形成粘合涂层7的工序s10和形成顶涂层9的工序s20。196.根据上述(9)的方法，在形成粘合涂层7的工序s10之后进行形成顶涂层9的工序s20时，也可以不使对象物(耐热部件1)移动到与实施了形成粘合涂层7的工序s10的喷镀室20不同的喷镀室。由此，能够节省使对象物(耐热部件1)移动到不同的喷镀室的时间、移动后到喷镀开始为止的对象物(耐热部件1)的设置等的时间。197.(10)本公开的至少一个实施方式的耐热部件1具有通过基于上述(1)至(9)中任一个方法的热障涂层的施工方法而形成的顶涂层9。198.根据上述(10)的结构，能够抑制耐热部件1的制造成本。199.附图标记说明200.1 耐热部件201.3 热障涂层202.5耐热合金基材(母材)203.7金属结合层(粘合涂层)204.9 顶涂层205.20 喷镀室206.30 喷镀枪207.50 移动装置208.70 集尘罩209.81 冷却喷嘴210.93、94 夹具









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