公开(公告)号：US20100119777A1

公开(公告)日：2010-05-13

申请号：US11600709

申请日：2006-11-16

申请人： Gary B. Merrill ,  Jay A. Morrison ,  Jay E. Lane ,  Steven James Vance

发明人： Gary B. Merrill ,  Jay A. Morrison ,  Jay E. Lane ,  Steven James Vance

IPC分类号： B32B3/30 ,  B05D3/12

CPC分类号： C04B41/5027 ,  B32B5/12 ,  B32B5/26 ,  B32B5/30 ,  B32B2260/025 ,  B32B2264/107 ,  B32B2307/304 ,  C04B41/009 ,  C04B41/87 ,  D03D15/0016 ,  D03D15/02 ,  D03D25/005 ,  D04C1/06 ,  D10B2505/02 ,  F05C2253/02 ,  F05C2253/04 ,  F05C2253/12 ,  Y10T428/24479 ,  C04B20/004 ,  C04B35/80

摘要： A method to form an improved hybrid ceramic matrix composite structure comprises providing a ceramic matrix composite (CMC) with open features at a surface and applying a thermal barrier coating to the surface. The thermal barrier coating is preferably a friable graded insulation coating (FGI) having hollow ceramic spheres. For acceptance of a FGI coating the open features have a center-to-center separation distance in one or more directions that is between about 100 and about 1,000 percent of the diameter of the hollow ceramic spheres in the FGI and a depth that is between about 20 percent and about 200 percent of the diameter of the hollow ceramic spheres in the FGI. The open feature can result from the winding of tows about a mandrel; the lay-up of fabric including a surface fabric having an open weave; or the use of a 3-D weave, or a 3-D braid.

摘要翻译： 形成改进的混合陶瓷基质复合结构的方法包括提供在表面上具有开放特征的陶瓷基质复合材料（CMC），并向表面施加热障涂层。 隔热涂层优选是具有中空陶瓷球的易碎梯度绝缘涂层（FGI）。 为了接受FGI涂层，开口特征在一个或多个方向上具有中心到中心的间隔距离，其在FGI中的中空陶瓷球的直径的大约100％到大约1000％之间，并且在大约 在FGI中的中空陶瓷球的直径的20％和约200％。 打开的特征可以由围绕心轴缠绕的丝束产生; 包括具有开放编织物的表面织物的织物铺设; 或使用3-D编织物或3-D编织物。

公开(公告)号：US07351364B2

公开(公告)日：2008-04-01

申请号：US10767012

申请日：2004-01-29

申请人： Jay A. Morrison ,  Gary B. Merrill ,  Steven James Vance ,  Michael A. Burke

发明人： Jay A. Morrison ,  Gary B. Merrill ,  Steven James Vance ,  Michael A. Burke

IPC分类号： B28B11/00 ,  B28B5/00 ,  B29C33/76

CPC分类号： B28B7/342 ,  B28B11/08 ,  B28B19/00 ,  C04B2235/6028 ,  F05D2300/6033 ,  Y10S264/44

摘要： A method of manufacturing a hybrid structure (100) having a layer of CMC material (28) defining an interior passageway (24) and a layer of ceramic insulating material (18) lining the passageway. The method includes the step of casting the insulating material to a first thickness required for effective casting but in excess of a desired second thickness for use of the hybrid structure. An inner mold (14) defining a net shape desired for the passageway remains in place after the casting step to mechanically support the insulating material during a machining process used to reduce the thickness of the insulating material from the as-cast first thickness to the desired second thickness. The inner mold also provides support as the CMC material is deposited onto the insulating material. The inner mold may include a fugitive material portion (20) to facilitate its removal after the CMC material is formed.

摘要翻译： 一种制造具有限定内部通道（24）的CMC材料层（28）和衬套通道的陶瓷绝缘材料层（18）的混合结构（100）的方法。 该方法包括将绝缘材料浇铸到有效铸造所需的第一厚度但超过所需的第二厚度以用于混合结构的步骤。 限定通道所需的净形状的内模（14）在铸造步骤之后保持就位，以在用于将绝缘材料的厚度从铸造第一厚度减小到期望的机械加工过程期间机械地支撑绝缘材料 第二厚度。 当CMC材料沉积到绝缘材料上时，内模还提供支撑。 内部模具可以包括短暂材料部分（20），以便在形成CMC材料之后便于其移除。

公开(公告)号：US07179524B2

公开(公告)日：2007-02-20

申请号：US10667264

申请日：2003-09-19

申请人： Gary B. Merrill ,  Jay E. Lane ,  Steven C. Butner ,  Robert Kreutzer ,  Jay A. Morrison

发明人： Gary B. Merrill ,  Jay E. Lane ,  Steven C. Butner ,  Robert Kreutzer ,  Jay A. Morrison

IPC分类号： B32B3/00

CPC分类号： C04B38/085 ,  B28B11/041 ,  C04B28/00 ,  C04B28/18 ,  C04B28/34 ,  C04B35/117 ,  C04B35/18 ,  C04B35/803 ,  C04B41/009 ,  C04B41/5092 ,  C04B41/85 ,  C04B2235/3217 ,  C04B2235/3463 ,  C04B2235/5228 ,  C04B2235/528 ,  C04B2235/5436 ,  C04B2235/5445 ,  C04B2235/5472 ,  C04B2235/616 ,  Y10T428/249973 ,  C04B20/0036 ,  C04B20/004 ,  C04B14/303 ,  C04B14/306 ,  C04B14/324 ,  C04B14/328 ,  C04B20/0048 ,  C04B20/0076 ,  C04B38/0061 ,  C04B38/08

摘要： A composite material (10) formed of a ceramic matrix composite (CMC) material (12) protected by a ceramic insulating material (14). The constituent parts of the insulating material are selected to avoid degradation of the CMC material when the two layers are co-processed. The CMC material is processed to a predetermined state of shrinkage before wet insulating material is applied against the CMC material. The two materials are then co-fired together, with the relative amount of shrinkage between the two materials during the firing step being affected by the amount of pre-shrinkage of the CMC material during the bisque firing step. The shrinkage of the two materials during the co-firing step may be matched to minimize shrinkage stresses, or a predetermined amount of prestress between the materials may be achieved. An aluminum hydroxyl chloride binder material (24) may be used in the insulating material in order to avoid degradation of the fabric (28) of the CMC material during the co-firing step.

摘要翻译： 由陶瓷绝缘材料（14）保护的陶瓷基复合材料（CMC）材料（12）形成的复合材料（10）。 选择绝缘材料的组成部分以避免当两层被共同处理时CMC材料的劣化。 在向CMC材料施加湿绝缘材料之前，将CMC材料加工成预定的收缩状态。 然后将两种材料共烧，在焙烧步骤期间两种材料之间的相对收缩量受到在坯料烧结步骤期间CMC材料的预收缩量的影响。 可以在共烧步骤期间两种材料的收缩率相匹配以最小化收缩应力，或者可以实现材料之间的预定量的预应力。 可以在绝缘材料中使用铝羟基氯化物粘合剂材料（24），以避免在共烧烧步骤期间CMC材料的织物（28）的降解。

公开(公告)号：US09297269B2

公开(公告)日：2016-03-29

申请号：US11800801

申请日：2007-05-07

申请人： Jay A. Morrison ,  Jay E. Lane ,  Gary B. Merrill

发明人： Jay A. Morrison ,  Jay E. Lane ,  Gary B. Merrill

IPC分类号： B32B3/30 ,  F01D11/12

CPC分类号： F01D11/122 ,  B32B3/30 ,  F05D2250/18 ,  F05D2250/70 ,  F05D2300/21 ,  F05D2300/603 ,  Y10T428/24355

摘要： A gas turbine component (20) with a layer of ceramic material (22) defining a wear surface (21), in which an array of cross-shaped depressions (26A, 26B) formed in the wear surface (21) define a continuous labyrinth of orthogonal walls (28, 30) of the ceramic material, and reduce the area of the wear surface (21) by about 50%. Within a representative area (36) of the wear surface (21), the depressions (26A, 26B) provide a ratio of a lineal sum of depression perimeters (27) divided by the representative area (36) of the wear surface of least 0.9 per unit of measurement for improved abradability characteristics of the wear surface (21).

摘要翻译： 一种具有限定磨损表面（21）的陶瓷材料层（22）的燃气轮机部件（20），其中形成在磨损表面（21）中的十字形凹陷阵列（26A，26B）限定了连续的迷宫 的陶瓷材料的正交壁（28,30），并且将磨损表面（21）的面积减小约50％。 在磨损表面（21）的代表区域（36）内，凹陷（26A，26B）提供凹陷周长（27）的直线和除以磨损表面的代表区域（36）的比率为至少0.9 每单位测量以改善磨损表面（21）的耐磨特性。

公开(公告)号：US09068464B2

公开(公告)日：2015-06-30

申请号：US11188406

申请日：2005-07-25

申请人： Jay A. Morrison ,  Jay E. Lane ,  Gary B. Merrill

发明人： Jay A. Morrison ,  Jay E. Lane ,  Gary B. Merrill

IPC分类号： B21D53/78 ,  F01D5/28 ,  B23P15/04 ,  F01D9/04

CPC分类号： F01D5/282 ,  B23P15/04 ,  C04B37/001 ,  C04B37/005 ,  C04B2237/341 ,  C04B2237/343 ,  C04B2237/365 ,  C04B2237/38 ,  C04B2237/76 ,  C04B2237/84 ,  F01D5/284 ,  F01D9/044 ,  F05D2230/23 ,  F05D2240/30 ,  Y10T29/49337 ,  Y10T29/49552

摘要： A method for joining a first CMC part (30) having an outer joining portion (32), and a second CMC part (36) having an inner joining portion (38). The second CMC part (36) is heat-cured to a stage of shrinkage more complete than that of the first CMC part (30) prior to joining. The two CMC parts (30, 36) are joined in a mating interface that captures the inner joining portion (38) within the outer joining portion (32). The assembled parts (30, 36) are then fired together, resulting in differential shrinkage that compresses the outer joining portion (32) onto the inner joining portion (38), providing a tightly pre-stressed joint. Optionally, a refractory adhesive (42) may be used in the joint. Shrinkage of the outer joining portion (32) avoids shrinkage cracks in the adhesive (42).

摘要翻译： 一种用于接合具有外接合部分（32）的第一CMC部件（30）和具有内接合部分（38）的第二CMC部件（36）的方法。 第二CMC部分（36）在接合之前被热固化到比第一CMC部分（30）的收缩阶段更完整的阶段。 两个CMC部件（30,36）连接在捕获外接合部分（32）内的内接合部分（38）的配合接口中。 然后将组装好的部件（30,36）烧结在一起，导致不均匀的收缩，将外部接合部分（32）压缩到内部接合部分（38）上，从而提供紧密的预应力接头。 可选地，可以在接头中使用耐火粘合剂（42）。 外接合部分（32）的收缩避免了粘合剂（42）中的收缩裂纹。

公开(公告)号：US20120000072A9

公开(公告)日：2012-01-05

申请号：US12507503

申请日：2009-07-22

申请人： Jay A. Morrison ,  Jay E. Lane ,  Allister W. James ,  Gary B. Merrill ,  John R. Paulus ,  Mike P. Appleby ,  Iain A. Fraser

发明人： Jay A. Morrison ,  Jay E. Lane ,  Allister W. James ,  Gary B. Merrill ,  John R. Paulus ,  Mike P. Appleby ,  Iain A. Fraser

IPC分类号： B21K3/04

CPC分类号： B22F5/009 ,  B22F3/105 ,  B22F3/225 ,  Y10T29/49339

摘要： A method of making a combustion turbine component includes forming a metallic body by direct metal fabrication (DMF) to have at least one surface portion defining a first plurality of surface cooling features each having a first dimension and at least one second surface cooling feature on at least one of the first plurality of surface cooling features and having a second dimension less than said first dimension and less than 200 μm. Forming the metallic body by DMF may include forming a plurality of metallic combustion turbine subcomponent greenbodies by DMF and assembling the plurality of metallic combustion turbine subcomponent greenbodies together to form a metallic greenbody assembly. The metallic greenbody assembly may be sintered to thereby form the metallic body.

摘要翻译： 制造燃气涡轮机部件的方法包括通过直接金属制造（DMF）形成金属体，以具有限定第一多个表面冷却特征的至少一个表面部分，每个具有第一尺寸和至少一个第二表面冷却特征 所述第一多个表面冷却特征中的至少一个具有小于所述第一尺寸且小于200μm的第二尺寸。 通过DMF形成金属体可以包括通过DMF形成多个金属燃料涡轮机副成分的生态体，并将多个金属燃料涡轮机副成分的生物体组装在一起以形成金属生物体组件。 金属生坯组件可以被烧结从而形成金属体。

公开(公告)号：US20110016717A1

公开(公告)日：2011-01-27

申请号：US12507503

申请日：2009-07-22

申请人： Jay A. Morrison ,  Jay E. Lane ,  Allister W. James ,  Gary B. Merrill ,  John R. Paulus ,  Mike P. Appleby ,  Iain A. Fraser

发明人： Jay A. Morrison ,  Jay E. Lane ,  Allister W. James ,  Gary B. Merrill ,  John R. Paulus ,  Mike P. Appleby ,  Iain A. Fraser

IPC分类号： B21K3/04

CPC分类号： B22F5/009 ,  B22F3/105 ,  B22F3/225 ,  Y10T29/49339

摘要： A method of making a combustion turbine component includes forming a metallic body by direct metal fabrication (DMF) to have at least one surface portion defining a first plurality of surface cooling features each having a first dimension and at least one second surface cooling feature on at least one of the first plurality of surface cooling features and having a second dimension less than said first dimension and less than 200 μm. Forming the metallic body by DMF may include forming a plurality of metallic combustion turbine subcomponent greenbodies by DMF and assembling the plurality of metallic combustion turbine subcomponent greenbodies together to form a metallic greenbody assembly. The metallic greenbody assembly may be sintered to thereby form the metallic body.

摘要翻译： 制造燃气涡轮机部件的方法包括通过直接金属制造（DMF）形成金属体，以具有限定第一多个表面冷却特征的至少一个表面部分，每个具有第一尺寸和至少一个第二表面冷却特征 所述第一多个表面冷却特征中的至少一个具有小于所述第一尺寸且小于200μm的第二尺寸。 通过DMF形成金属体可以包括通过DMF形成多个金属燃料涡轮机副成分的生态体，并将多个金属燃料涡轮机副成分的生物体组装在一起以形成金属生物体组件。 金属生坯组件可以被烧结从而形成金属体。

公开(公告)号：US20080280101A1

公开(公告)日：2008-11-13

申请号：US11800801

申请日：2007-05-07

申请人： Jay A. Morrison ,  Jay E. Lane ,  Gary B. Merrill

发明人： Jay A. Morrison ,  Jay E. Lane ,  Gary B. Merrill

IPC分类号： B32B3/30

CPC分类号： F01D11/122 ,  B32B3/30 ,  F05D2250/18 ,  F05D2250/70 ,  F05D2300/21 ,  F05D2300/603 ,  Y10T428/24355

摘要： A gas turbine component (20) with a layer of ceramic material (22) defining a wear surface (21), in which an array of cross-shaped depressions (26A, 26B) formed in the wear surface (21) define a continuous labyrinth of orthogonal walls (28, 30) of the ceramic material, and reduce the area of the wear surface (21) by about 50%. Within a representative area (36) of the wear surface (21), the depressions (26A, 26B) provide a ratio of a lineal sum of depression perimeters (27) divided by the representative area (36) of the wear surface of least 0.9 per unit of measurement for improved abradability characteristics of the wear surface (21).

摘要翻译： 具有限定磨损表面（21）的陶瓷材料层（22）的燃气轮机部件（20），其中形成在磨损表面（21）中的十字形凹陷（26A，26B）阵列限定了一个 陶瓷材料的正交壁（28,30）的连续迷宫，并且将磨损表面（21）的面积减小约50％。 在磨损表面（21）的代表性区域（36）内，凹陷（26A，26B）提供凹陷周长（27）的直线和除以磨损表面的代表区域（36） 每单位测量值最小为0.9，以改善磨损表面（21）的磨损性能。

公开(公告)号：US20080274336A1

公开(公告)日：2008-11-06

申请号：US11607344

申请日：2006-12-01

申请人： Gary B. Merrill ,  Jay E. Lane ,  Chris Campbell ,  Jay A. Morrison

发明人： Gary B. Merrill ,  Jay E. Lane ,  Chris Campbell ,  Jay A. Morrison

IPC分类号： B32B3/02 ,  B32B5/16 ,  B32B3/30 ,  B32B3/28 ,  B32B3/00 ,  C23C14/30

CPC分类号： C23C4/18 ,  C04B41/009 ,  C04B41/5027 ,  C04B41/87 ,  C04B2111/00405 ,  C23C8/02 ,  C23C26/00 ,  Y10T428/24579 ,  Y10T428/24612 ,  Y10T428/249971 ,  C04B20/004 ,  C04B41/0036 ,  C04B41/53 ,  C04B35/80

摘要： A enhanced abradable friable graded insulator FGI results from the laser patterning of a coating where a series of top surfaces reside on a series of columns such that the walls of the columns are not significantly densified relative to the interior of the columns. Patterns can be generated where the columns are oriented independently normal to or at an acute angle to the top surfaces. The cross sections of the top surfaces are formed to conform to the average dimensions of the spheres of the FGI coating. The cross sections of the top surfaces can be more than 1.5 times the diameter of the spheres. Various patterns of top surfaces can be used including regular, random, quasiperiodic patterns. A gradient of abradability can be imposed on the coating.

摘要翻译： 增强的可磨损易碎分级绝缘体FGI来自涂层的激光图案化，其中一系列顶表面位于一系列柱上，使得柱的壁相对于柱的内部不显着致密化。 可以生成图案，其中列相对于顶表面独立地定向或成锐角。 顶表面的横截面被形成为符合FGI涂层的球体的平均尺寸。 顶面的横截面可以是球体直径的1.5倍以上。 可以使用顶部表面的各种图案，包括常规的，随机的，准周期的图案。 可以对涂层施加耐磨性梯度。

公开(公告)号：US06733907B2

公开(公告)日：2004-05-11

申请号：US09963278

申请日：2001-09-26

申请人： Jay A. Morrison ,  Michael A. Burke ,  Gary B. Merrill ,  Jay E. Lane

发明人： Jay A. Morrison ,  Michael A. Burke ,  Gary B. Merrill ,  Jay E. Lane

IPC分类号： B32B900

CPC分类号： C04B35/10 ,  B32B18/00 ,  C04B28/34 ,  C04B35/803 ,  C04B35/806 ,  C04B37/001 ,  C04B37/005 ,  C04B38/007 ,  C04B2111/28 ,  C04B2235/5224 ,  C04B2235/5228 ,  C04B2235/77 ,  C04B2235/96 ,  C04B2235/9607 ,  C04B2237/06 ,  C04B2237/062 ,  C04B2237/34 ,  C04B2237/341 ,  C04B2237/343 ,  C04B2237/345 ,  C04B2237/346 ,  C04B2237/348 ,  C04B2237/36 ,  C04B2237/361 ,  C04B2237/365 ,  C04B2237/366 ,  C04B2237/368 ,  C04B2237/38 ,  C04B2237/584 ,  C04B2237/62 ,  C04B2237/704 ,  F01D5/288 ,  F05D2230/90 ,  F05D2300/21 ,  F05D2300/6033 ,  F05D2300/611 ,  Y02T50/67 ,  Y02T50/672 ,  Y10T428/2495 ,  Y10T428/30 ,  C04B35/00

摘要： A hybrid ceramic structure (10), for use in high temperature environments such as in gas turbines, is made from an insulating layer (12) of porous ceramic that is thermally stable at temperatures up to 1700° C. bonded to a high mechanical strength structural layer (8) of denser ceramic that is thermally stable at temperatures up to 1200° C., where optional high temperature resistant adhesive (9) can bond the layers together, where optional cooling ducts (11) can be present in the structural layer and where hot gas (14) can contact the insulating layer (12) and cold gas (15) can contact the structural layer (8).

摘要翻译： 用于高温环境例如燃气轮机的混合陶瓷结构（10）由多孔陶瓷的绝缘层（12）制成，其在高达1700℃的温度下是热稳定的，结合到高机械强度 结构层（8），其在高达1200℃的温度下是热稳定的，其中任选的耐高温粘合剂（9）可以将层粘合在一起，其中可选的冷却管道（11）可以存在于结构层 并且其中热气体（14）可以接触绝缘层（12）并且冷气体（15）可接触结构层（8）。