[0018]通常，空气等离子体喷涂的粘合涂层时常有意地以粗糙表面进行沉积，以便增强与后续沉积的热屏蔽涂层的机械互锁作用。同这些常规的涂层系统形成鲜明对比，这里公开的热屏蔽涂层可呈现相对较高的附着强度，即使对比较光滑的表面也是如此，例如VPA粘合涂层的表面。
[0019]在某些实施例中，粘合涂层是相对较光滑的，具有在大约10-60微英寸之间的表面粗糙度Ra。通常，这种光滑的粘合涂层对于较低廉的涂层技术，例如基于喷涂的涂层技术不是合适的候选项。在热屏蔽涂层中产生的垂直裂纹在这种涂层中是不合适宜的，因为它们减少了涂层的附着强度。在某些实施例中，这里公开的涂层可利用喷涂方法而设置在粘合涂层上。当沉积在基于铝化物的粘合涂层或重叠粘合涂层上时，已经出乎意料地发现这里公开的涂层呈现了增强的附着力和热循环性能。
[0020]通常，具有垂直裂纹的热屏蔽涂层适宜具有光滑表面的粘合涂层，例如基于铝化物的粘合涂层，因为它们将容许涂层更具适应性。例如，垂直裂纹可容许涂层在没有脱层的条件下弯曲。然而，已经证实没有裂纹的涂层对于基于铝化物的粘合涂层和重叠粘合涂层具有更好的附着力。类似地，在基于铝化物的粘合涂层和重叠粘合涂层的情况下，没有裂纹的涂层还具有更长的热循环寿命。例如，应用于相对较光滑的基于氧化铝的粘合涂层，例如但不局限于VPA粘合涂层上的具有垂直裂纹的涂层，其在热屏蔽涂层和粘合涂层之间的界面上呈现了脱层。有利地是，在缺乏这种垂直裂纹的情况下，当热屏蔽涂层的显微结构不包含垂直裂纹时，可能不存在界面的脱层。在某些实施例中，热屏蔽涂层可能具有非垂直生长域，并且在这些热屏蔽涂层中，脱层可能是最小的或不存在。
[0021]在热屏蔽涂层中，基本没有垂直裂纹且适应性的显微结构有利地促进了在热屏蔽涂层和底层粘合涂层之间的增强的附着力。此外，热屏蔽涂层系统的热循环性能可比更密集的垂直裂纹的热屏蔽涂层得到相当大的改善。
[0022]在某些实施例中，粘合涂层可具有小于大约150微英寸的表面粗糙度Ra。在一个实施例中，粘合涂层的表面粗糙度可能小于或等于大约100微英寸Ra。即使在这种减少的粘合涂层粗糙度值的情况下，这里所述的热屏蔽涂层的附着强度也是出乎意料得高的。在某些实施例中，热屏蔽涂层对基于铝化物的粘合涂层的这种附着强度可能大于大约7兆帕(MPa)。在一个实施例中，热屏蔽涂层对基于铝化物的粘合涂层的附着强度可能大于大约28MPa。这里所称的附着强度指根据ASTM标准C633中所陈述的程序进行测量的值。
[0023]在某些实施例中，热屏蔽涂层可配置为用于在不脱离构件的条件下承受底层构件中的应变。热屏蔽涂层可由陶瓷材料制成，其具有比其底层金属构件相对较低的内在延展性；因此，在某些实施例中可将各种显微结构化特征并入到热屏蔽涂层中，以便为热屏蔽涂层提供改善的应变公差。如下面参照图1-5详细地所述，在某些实施例中，热屏蔽涂层可包括位于热屏蔽涂层中的多个生长域。在某些实施例中，当材料沉积而形成热屏蔽涂层时，材料累积在域中，这些域被限定为由较低(虽然不必为零)密度的域边界分隔开的较高密度的区域。根据本发明的实施例，一个或多个域可包括多个至少部分熔化和固化的颗粒。在不受任何具体理论束缚的条件下，认为当颗粒累积在生长域中时在生长域之间形成了域边界，而且生长域可具有边界表面，其包括部分熔化和固化的颗粒。域边界将与垂直裂纹形成对比。垂直裂纹是当裂纹穿过之前整体连续的材料生长时而发生在涂层中的间隔。裂纹表面包括晶粒边界面或通过裂纹生长而暴露出来的晶粒内部面。多个生长域中的至少一个生长域的定向相对于涂层的第一表面可能是非垂直的，其中涂层的第一表面设置在粘合涂层上。
[0024]图1显示了热屏蔽涂层系统10的一个示例。系统10包括构件12，其具有第一表面14和第二表面15。粘合涂层18可设置在构件12的第一表面14上。粘合涂层18设置在第一表面14的至少一部分上。系统10还包括热屏蔽涂层16，其具有第一表面17和第二表面19。热屏蔽涂层16的第一表面17设置在粘合涂层18上，并且限定了与粘合涂层18的界面24。
[0025]构件12的第一表面14可能是弯曲的或平坦的，或是其组合。热屏蔽涂层16和粘合涂层18可一致地设置在构件12的第一表面14上。
[0026]热屏蔽涂层系统10可用于高温应用。在一个示例中，热屏蔽涂层系统10可用于燃气涡轮组件中，包括，例如用于发电或用于牵引船舶、飞机或其它飞行器的燃气涡轮组件。非限制性的构件12的示例可包括涡轮叶片、定子静叶和燃烧构件。在某些实施例中，热屏蔽涂层16包括陶瓷材料，例如氧化物。热屏蔽涂层16的具体示例可包括稳定的氧化锆，例如氧化钇稳定的氧化锆、锆酸盐以及其它氧化物，例如铪酸盐和蜡剂，并且包括可用氧化钇或其它稳定剂例如二氧化铈进行稳定的氧化物。
[0027]在某些实施例中，热屏蔽涂层16通常可由多个生长域来表示其特征，其总地由标号20来表示。多个生长域的一个或多个生长域包括多个至少部分熔化和固化的颗粒。在某些实施例中，至少一个生长域的定向相对于第一表面17或相对于第一表面17和粘合涂层18之间的界面24可能是非垂直的。这里使用的术语“非垂直”指在横截面平面中形成的对准角度22，其中角度22被限定为90度减去(a)涂层16的第一表面17的切线23的法线21和(b)域边界26的切线25之间的角位移的角度。在一个实施例中，相对于在热屏蔽涂层16和粘合涂层18之间界面24而言，角度22可在大约30度至大约75度的范围内。也就是说，生长域的最长的轴线可定向在相对于涂层16的第一表面17大约20度至大约75度范围内的角度22上。在一个实施例中，所有生长域20可彼此相对以相似的角度定向。在这个实施例中，生长域20的角度可在彼此5度以内。在一个实施例中，生长域20可包括大于大约I的长宽比。
[0028]在某些实施例中，生长域20可包含随机定向的基本等轴的晶粒。这里使用的术语“基本等轴”意味着涂层16中的总体晶粒具有小于大约3:1的平均长宽比。此外，“随机定向”指一般缺乏优选定向，使得晶粒的长轴(如果存在这种长轴的话)不是整体相对于喷涂方向或固化方向进行定向的。此外，在某些实施例中，热屏蔽涂层16通常可通过缺乏不同的层纹状的特征来表示其特征。注意，这种术语“定向”的使用不应与晶体学定向混淆，其指晶粒在空间中的方位，在本领域中也被称为材料的“纹理”。
[0029]在某些实施例中，在涂层16的沉积期间，当材料进行沉积以形成涂层16时，材料累积在域20中。在某些实施例中，域20可具有比较高的涂层材料的密度。生长域20可通过域边界26来限定。生长边界26可具有比生长域20较低的(虽然不必为零)密度。
[0030]包含在生长域20中的材料密度(这里也被称为“域内密度”)可能是至少大约理论密度的75%。在某些实施例中，这种密度甚至更高，例如大于85%，并且在某些实施例中大于95%。高的域内密度可提供所需的抗侵蚀强度，并且可增强涂层16的聚合强度。
[0031]在某些实施例中，存在于域20中的材料至少50%包括至少部分熔化和固化的颗粒；在特殊的实施例中，这个数量可能至少是大约80%，并且在更特殊的实施例中，基本上所有域20中的材料可由至少部分熔化和固化的颗粒制成。此外，在某些实施例中，域20通常可能缺乏坚固的晶体结构，同通过气相沉积机构沉积出的涂层形成鲜明对比。相反，域20通常具有基本各向同性的晶体定向。在这种情况下，“基本各向同性的晶体定向”意味着所关注的材料具有在大约0.75至大约1.25范围内的织构系数，其中该系数在D.S.Rickerbyj A.M.Jones and B.A.Bellamy, Surface and Coatings Technology, 37，111-137 (1989)中进行限定。
[0032]在一个实施例中，一个或多个生长域可延伸穿过热屏蔽涂层16的厚度25。在这些实施例中，生长域20可从第一表面17延伸至热屏蔽涂层