阅读说明：本技术 具有用于隔热的捕获涂层的特征的涡轮机构件 (Turbine component featuring a capture coating for thermal insulation ) 是由 J.D.贝里 S.C.科帝林加姆 于 2019-04-18 设计创作，主要内容包括：本公开涉及包括用于隔热的一个或多个捕获涂层的特征的涡轮机构件。涡轮机构件可包括：主体,其具有定位在涡轮机的热气体路径(HGP)区段内的外表面；以及捕获涂层的特征,其安装在主体的外表面上且与涡轮机的HGP区段处于热连通,其中捕获涂层的特征包括：第一部件,其定位在主体的外表面上,第一部件具有限定捕获涂层的特征的第一周长的至少一个外侧壁；第二部件,其定位在第一部件上,且具有限定捕获涂层的特征的第二周长的至少一个外侧壁,其中第一部件将第二部件与主体的外表面分开；以及凹部,其定位在第一部件与第二部件之间。(The present disclosure relates to turbine components including features of one or more capture coatings for thermal insulation. The turbomachine component may include: a body having an outer surface positioned within a Hot Gas Path (HGP) section of a turbine; and features of a capture coating mounted on an outer surface of the body and in thermal communication with an HGP section of the turbine, wherein the features of the capture coating comprise: a first component positioned on an outer surface of the body, the first component having at least one outer sidewall defining a first perimeter that is characteristic of a capture coating; a second component positioned on the first component and having at least one exterior sidewall defining a second perimeter that is characteristic of a capture coating, wherein the first component separates the second component from an exterior surface of the body; and a recess positioned between the first component and the second component.)

具有用于隔热的捕获涂层的特征的涡轮机构件

关于联邦政府权利的声明

本发明是在由美国能源部授予的编号为DE-FE0023965的合同下利用政府支持作出的。政府对本发明享有某些权利。

技术领域

本公开大体上涉及具有捕获涂层的特征的涡轮机构件，并且另外涉及在具有用于隔热的捕获涂层的特征的涡轮机构件上形成且施加涂层的方法。

背景技术

金属构件的常规制造大体上包括从材料板上锯掉或切掉区域，然后处理并修饰切割材料以生产可能例如在制图软件中使用计算机模型进行过模拟的零件。可由金属形成的制造构件可包括例如用于安装在涡轮机(诸如飞行器发动机或发电系统)中的翼型构件。增材制造(AM)包括通过材料的连续层而不是材料的移除来生产构件的广泛种类的过程。因此，增材制造可在不使用任何种类的刀具、模具或固定装置且几乎没有废弃材料的情况下形成复杂的几何形状。替代由材料的固体坯料(其大部分被切掉且丢弃)加工构件，增材制造中使用的唯一材料是将构件定形所需的材料。增材制造技术典型地包括获得待形成的构件的三维计算机辅助设计(CAD)文件，以电子方式将构件切成层(例如18-102微米厚)，且创建具有各层的二维图像的文件(包括矢量、图像或坐标)。然后可将该文件加载到制备软件系统中，制备软件系统编译该文件，使得可通过不同类型的增材制造系统来构建构件。在3D打印、快速原型制作(RP)和直接数字制造(DDM)形式的增材制造中，材料层选择性地分配、烧结、成形、沉积等，以形成构件。

在金属粉末增材制造技术(诸如直接金属激光熔化(DMLM)(其也被称为选择性激光熔化(SLM)))中，金属粉末层按顺序熔化在一起以形成构件。更具体地，精细金属粉末层在使用涂覆器而均一地分布在金属粉末床上之后按顺序熔化。各涂覆器包括由金属、塑料、陶瓷、碳纤维或橡胶制成的呈唇状物、刷子、刀片或辊子的形式的涂覆器元件，其将金属粉末均匀地铺在构建平台上。金属粉末床可沿竖直轴线移动。该过程在具有精确控制的气氛的处理室中进行。一旦形成各层，即可通过选择性地使金属粉末熔化来使构件几何形状的各二维切片熔合。熔化可通过高功率熔化束(诸如100瓦特的镱激光)来执行，以充分焊接(熔化)金属粉末来形成固体金属。熔化束沿X-Y方向移动或偏转，并且具有足以充分焊接(熔化)金属粉末以形成固体金属的强度。对于随后的各二维层，可降低金属粉末床，并且重复该过程，直到构件完全形成为止。

涡轮机的各种固定的和旋转的构件(不管其以何种方式制造)在部署在涡轮机内之前可涂覆有耐温材料。常规设计的构件和涂层材料与技术风险相关联，这些技术风险可降低构件在运行期间对高温的抵抗力。一种这样的风险是构件的外表面上的耐热涂层发生剥落。剥落是指耐热涂层从构件的部分不合期望地脱落。在构件的最大程度地暴露于高温流体的端部区域处，剥落的风险最大。过去防止剥落的尝试包括例如在构件的表面上形成销或其它固定装置以锚定表面涂层的部分。然而，这些尝试表现为将热从构件的外部部分传递到构件的基底材料中(特别是在发生剥落之后)的能力有限。

发明内容

本公开的第一方面提供了一种涡轮机构件，该涡轮机构件包括：主体，其具有定位在涡轮机的热气体路径(HGP)区段内的外表面；以及捕获涂层的特征，其安装在主体的外表面上且与涡轮机的HGP区段处于热连通，其中捕获涂层的特征包括：第一部件，其定位在主体的外表面上，第一部件具有限定捕获涂层的特征的第一周长(perimeter)的至少一个外侧壁；第二部件，其定位在第一部件上，且具有限定捕获涂层的特征的第二周长的至少一个外侧壁，其中第一部件将第二部件与主体的外表面分开；以及凹部，其定位在第一部件与第二部件之间。

本公开的第二方面提供了一种设备，该设备包括：涡轮机构件，其具有用于定位在涡轮机的热气体路径(HGP)区段内的外表面；捕获涂层的特征，其安装在涡轮机构件的外表面上且与涡轮机的HGP区段处于热连通，其中捕获涂层的特征包括：第一部件，其定位在涡轮机构件的外表面上，第一部件具有限定捕获涂层的特征的第一周长的至少一个外侧壁；第二部件，其定位在第一部件上，且具有限定捕获涂层的特征的第二周长的至少一个外侧壁，其中第一部件将第二部件与涡轮机构件的外表面分开；以及凹部，其定位在第一部件与第二部件之间；以及表面涂层，其包括：基底涂层，其共形地(conformally)涂覆在涡轮机构件的外表面、捕获涂层的特征的第一部件的至少一个侧壁以及捕获涂层的特征的第二部件的至少一个侧壁上，其中基底涂层至少部分地定位在捕获涂层的特征的凹部内；以及至少一个热障涂覆(TBC)层，其定位在基底涂层上。

本公开的第三方面提供了一种用于将涂层施加到涡轮机构件的方法，该方法包括：在涡轮机构件的用于定位在涡轮机的热气体路径(HGP)区段内的外表面上形成捕获涂层的特征，其中捕获涂层的特征包括：第一部件，其定位在涡轮机构件的外表面上，第一部件具有限定捕获涂层的特征的第一周长的至少一个外侧壁；以及第二部件，其定位在第一部件上，且具有限定捕获涂层的特征的第二周长的至少一个外侧壁，其中第一部件将第二部件与涡轮机构件的外表面分开；以及凹部，其定位在第一部件与第二部件之间；以及在涡轮机构件和捕获涂层的特征上形成表面涂层，使得表面涂层的至少一部分定位在捕获涂层的特征的凹部内。

技术方案1. 一种涡轮机构件，包括：

主体，其具有定位在涡轮机的热气体路径(HGP)区段内的外表面；以及

捕获涂层的特征，其安装在所述主体的所述外表面上，且与所述涡轮机的所述HGP区段处于热连通，其中所述捕获涂层的特征包括：

第一部件，其定位在所述主体的所述外表面上，所述第一部件具有限定所述捕获涂层的特征的第一周长的至少一个外侧壁，

第二部件，其定位在所述第一部件上，且具有限定所述捕获涂层的特征的第二周长的至少一个外侧壁，其中所述第一部件将所述第二部件与所述主体的所述外表面分开，以及

凹部，其定位在所述第一部件与所述第二部件之间。

技术方案2. 根据技术方案1所述的涡轮机构件，其特征在于，所述涡轮机构件进一步包括在所述捕获涂层的特征内形成的冷却通路，其中所述冷却通路包括流体地联接到所述主体的内部的入口，以及流体地联接穿过所述第一部件的所述至少一个外侧壁或所述第二部件的所述至少一个外侧壁的出口。

技术方案3. 根据技术方案1所述的涡轮机构件，其特征在于，所述捕获涂层的特征和所述主体各自包括激光烧结的金属。

技术方案4. 根据技术方案1所述的涡轮机构件，其特征在于，所述涡轮机构件进一步包括定位在所述主体和所述捕获涂层的特征上的表面涂层，其中所述表面涂层包括：

基底涂层，其共形地涂覆在所述主体的所述外表面、所述捕获涂层的特征的所述第一部件的所述至少一个侧壁以及所述捕获涂层的特征的所述第二部件的所述至少一个侧壁上，其中所述基底涂层至少部分地定位在所述捕获涂层的特征的所述凹部内，

第一热障涂覆(TBC)层，其定位在所述基底涂层上，以及

第二TBC层，其定位在所述第一TBC层上。

技术方案5. 根据技术方案4所述的涡轮机构件，其特征在于，所述基底涂层、所述第一TBC层和所述第二TBC层中的各个具有不同的材料组分。

技术方案6. 根据技术方案1所述的涡轮机构件，其特征在于，所述捕获涂层的特征相对于所述主体的所述外表面以非垂直角度从所述主体向外延伸。

技术方案7. 根据技术方案1所述的涡轮机构件，其特征在于，所述主体包括定位在所述涡轮机的所述HGP区段内的喷嘴或旋转叶片的部分。

技术方案8. 根据技术方案1所述的涡轮机构件，其特征在于，所述捕获涂层的特征的所述第一部件基本上为截头棱锥形或截头圆锥形，并且其中所述捕获涂层的特征的所述第二部件基本上为球形。

技术方案9. 根据技术方案1所述的涡轮机构件，其特征在于，所述涡轮机构件进一步包括置于所述捕获涂层的特征的所述第一部件与所述主体的所述外表面之间的粘合结合件。

技术方案10. 根据技术方案1所述的涡轮机构件，其特征在于，所述捕获涂层的特征包括中空内部，所述中空内部从所述捕获涂层的特征的所述第一部件内延伸到所述捕获涂层的特征的所述第二部件的最外端。

技术方案11. 一种设备，包括：

涡轮机构件，其具有用于定位在涡轮机的热气体路径(HGP)区段内的外表面；

捕获涂层的特征，其安装在所述涡轮机构件的所述外表面上，且与所述涡轮机的所述HGP区段处于热连通，其中所述捕获涂层的特征包括：

第一部件，其定位在所述涡轮机构件的所述外表面上，所述第一部件具有限定所述捕获涂层的特征的第一周长的至少一个外侧壁，

第二部件，其定位在所述第一部件上，且具有限定所述捕获涂层的特征的第二周长的至少一个外侧壁，其中所述第一部件将所述第二部件与所述涡轮机构件的所述外表面分开，以及

凹部，其定位在所述第一部件与所述第二部件之间；以及

表面涂层，其包括：

基底涂层，其共形地涂覆在所述涡轮机构件的所述外表面、所述捕获涂层的特征的所述第一部件的所述至少一个侧壁以及所述捕获涂层的特征的所述第二部件的所述至少一个侧壁上，其中所述基底涂层至少部分地定位在所述捕获涂层的特征的所述凹部内，以及

至少一个热障涂覆(TBC)层，其定位在所述基底涂层上。

技术方案12. 根据技术方案11所述的设备，其特征在于，所述基底涂层和所述至少一个TBC层中的各个具有不同的材料组分。

技术方案13. 根据技术方案11所述的设备，其特征在于，所述捕获涂层的特征相对于所述涡轮机构件的所述外表面以非垂直角度从所述涡轮机构件向外延伸。

技术方案14. 根据技术方案11所述的设备，其特征在于，所述捕获涂层的特征的所述第一部件基本上为截头棱锥形或截头圆锥形，并且其中所述捕获涂层的特征的所述第二部件基本上为球形。

技术方案15. 根据技术方案11所述的设备，其特征在于，所述涡轮机构件和所述捕获涂层的特征各自包括激光烧结的金属。

技术方案16. 一种用于将涂层施加到涡轮机构件的方法，所述方法包括：

在所述涡轮机构件的用于定位在涡轮机的热气体路径(HGP)区段内的外表面上形成捕获涂层的特征，其中所述捕获涂层的特征包括：

第一部件，其定位在所述涡轮机构件的所述外表面上，所述第一部件具有限定所述捕获涂层的特征的第一周长的至少一个外侧壁；以及

第二部件，其定位在所述第一部件上，且具有限定所述捕获涂层的特征的第二周长的至少一个外侧壁，其中所述第一部件将所述第二部件与所述涡轮机构件的所述外表面分开，以及

凹部，其定位在所述第一部件与所述第二部件之间；以及

在所述涡轮机构件和所述捕获涂层的特征上形成表面涂层，使得所述表面涂层的至少一部分定位在所述捕获涂层的特征的所述凹部内。

技术方案17. 根据技术方案16所述的方法，其特征在于，形成所述表面涂层包括：

在所述涡轮机构件的所述外表面、所述捕获涂层的特征的所述第一部件的所述至少一个侧壁以及所述捕获涂层的特征的所述第二部件的所述至少一个侧壁上共形地形成基底涂层，其中所述基底涂层至少部分地定位在所述捕获涂层的特征的所述凹部内，

在所述基底涂层上形成第一热障涂覆(TBC)层，以及

在所述第一TBC层上形成第二TBC层。

技术方案18. 根据技术方案17所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括将所述涡轮机构件、所述捕获涂层的特征和所述表面涂层定位在所述涡轮机的所述热气体路径(HGP)区段内。

技术方案19. 根据技术方案17所述的方法，其特征在于，所述基底涂层、所述第一TBC层和所述第二TBC层中的各个具有不同的材料组分。

技术方案20. 根据技术方案16所述的方法，其特征在于，在所述涡轮机构件的所述外表面上形成所述捕获涂层的特征包括增材制造所述涡轮机构件，以在所述涡轮机构件的所述外表面上包括所述捕获涂层的特征，其中所述捕获涂层的特征和所述涡轮机构件各自包括激光烧结的金属。

本公开的例示性的方面设计成解决本文描述的问题和/或未讨论的其它问题。

附图说明

根据本公开的各种方面的结合附图得到的以下详细描述，将更容易理解本公开的这些和其它特征，附图描绘了本公开的各种实施例，在附图中：

图1是呈燃气涡轮系统的形式的具有热气体路径(HGP)构件的例示性工业机器的示意图。

图2显示了增材制造系统和过程的框图，该增材制造系统和过程包括存储表示根据本公开的实施例的涡轮机构件的代码的非暂时性计算机可读存储介质。

图3显示了根据本公开的实施例的具有捕获涂层的特征的涡轮机构件的实施例的透视图。

图4显示了根据本公开的实施例的具有捕获涂层的特征的涡轮机构件的外表面的放大透视图。

图5显示了根据本公开的实施例的捕获涂层的特征的透视图。

图6显示了根据本公开的实施例的捕获涂层的特征在平面X-Z中的横截面视图。

图7显示了根据本公开的实施例的在涡轮机构件上的捕获涂层的特征和表面涂层在平面X-Y中的横截面视图。

图8显示了根据本公开的实施例的与表面粘合地结合的捕获涂层的特征在平面X-Y中的侧视图。

图9显示了根据本公开的实施例的从涡轮机构件的外表面非垂直延伸的捕获涂层的特征在平面X-Y中的侧视图。

图10显示了根据本公开的实施例的各具有中空内部的捕获涂层的特征在平面X-Y中的侧视图。

图11显示了根据本公开的实施例的将涂层施加到涡轮机构件的例示性流程图。

应指出的是，本公开的附图未按比例绘制。附图旨在仅描绘本公开的典型方面，且因此不应被认为是限制本公开的范围。在附图中，同样的标号表示附图之间的同样的元件。

部件列表

2 涡轮机

4 压缩机

8 空气

10 燃烧器

12 燃料

16 燃烧气体

18 涡轮

20 转子

24 外部负载

100 AM系统

102 AM构件

110 熔化束源

112 熔化束源

114 熔化束源

116 熔化束源

118 构建平台

120 控制系统

122 AM打印机

124 程序代码

126 计算机

130 存储器

132 存储系统

134 处理器单元PU

136 输入/输出I/O接口

138 总线

140 O装置

142 室

164 涂覆器

166 原材料

168 线性运送系统

170 轨道

172 轨道

174 线性致动器

176 部件

178 原材料源

179 溢流室

180 气体混合物

182 惰性气体

184 泵

186 阀系统

188 过滤器

190 竖直调整系统

200 涡轮机翼型

202 主体

208 周界区域

210 捕获涂层的特征

212 第一部件

214 第二部件

216 凹部

222 冷却通路

224 入口

226 内部

228 出口

230 表面涂层

232 基底涂层

234 第一TBC层

236 第二TBC层

240 粘合材料

250 中空内部

102A 两个AM构件

102B 两个AM构件。

具体实施方式

如上文指示的那样，本公开提供了一种具有捕获涂层的特征的涡轮机构件，以在涡轮机的运行期间抵抗剥落且提供额外的冷却。各捕获涂层的特征可构造成固持比定位在涡轮机翼型上的常规结构更大量的表面涂层材料，同时允许将热传导至涡轮机翼型的主体中。各捕获涂层的特征可包括例如定位在翼型构件的外表面上的第一部件，翼型构件可定位在涡轮机的热气体路径(HGP)区段内。第一部件可包括至少一个外侧壁，以限定捕获涂层的特征的第一周长。第二部件可定位在第一部件上，并且也可包括一个或多个外侧壁，以限定捕获涂层的特征的第二周长。因此，第一部件将第二部件与涡轮机构件的外表面分开。凹部可定位在捕获涂层的特征内、在捕获涂层的特征的第一部件与第二部件之间，以在其中捕获且固持表面涂层材料。第一部件可具有比第二部件更大的尺寸(例如，更大的宽度、厚度、表面积等)，以增强传递到涡轮机构件中的热。根据本公开的方法包括在捕获涂层的特征和涡轮机构件上形成表面涂层，使得表面涂层的至少一部分接触凹部且保持定位在凹部内。本公开提供了用于通过使用如本文讨论的捕获涂层的特征来使涡轮机构件隔热的结构和方法。

现在参照附图(在附图中，同样的数字遍及若干视图指代同样的元件)，图1显示了呈涡轮机2的形式的例示性工业机器的示意图。虽然将关于涡轮机2描述本公开，但强调的是，本公开的教导可适用于具有需要冷却的热气体路径构件的任何工业机器。涡轮机2可包括压缩机4。压缩机4压缩进来的空气8的流，且将经压缩的空气8的流输送到燃烧器10。燃烧器10将经压缩的空气8的流与经加压的燃料流12混合，且点燃混合物以形成燃烧气体流16。尽管仅显示了单个燃烧器10，但是涡轮机2可包括任何数量的燃烧器10。燃烧气体流16继而被输送到涡轮18。燃烧气体流16驱动涡轮18，以便产生机械功。在涡轮18中产生的机械功经由转子20驱动压缩机4，以及诸如发电机等的外部负载24。

涡轮机2可使用天然气、液体燃料、各种类型的合成气和/或其它类型的燃料及其混合物。涡轮机2可为由纽约州斯克内克塔迪市(Schenectady,N.Y.)的通用电气公司(General Electric Company)等提供的许多不同的燃气涡轮发动机中的任何一种。涡轮机2可具有不同的构造，且可使用其它类型的构件。本公开的教导可适用于其它类型的燃气涡轮系统和/或使用热气体路径的工业机器。在本文中也可一起使用多个燃气涡轮系统或多个类型的涡轮和/或多个类型的发电设备。

图2显示了用于最初生成(一个或多个)增材制造的(AM)构件102(其在图2中被分开标记为102A和102B)的例示性的计算机化金属粉末增材制造系统100(在下文中为“AM系统100”)的示意图/框图。AM构件102可包括一个大的AM构件或多个AM构件，例如，如显示的两个AM构件102A、102B，仅显示了AM构件102A、102B的单个层。本公开的教导可适用于使用AM系统100构建的AM构件102。AM系统100使用多个熔化束源，例如四个激光器110、112、114、116，但是强调并且将容易认识到的是，本公开的教导可同样地适用于使用任何数量的(即一个或多个)熔化束源来构建多个AM构件102或单个AM构件102。在该示例中，AM系统100布置成用于直接金属激光熔化(DMLM)。理解的是，本公开的一般性教导可同样地适用于其它形式的金属粉末增材制造，诸如但不限于直接金属激光烧结(DMLS)、选择性激光烧结(SLS)、电子束熔化(EBM)以及可能的其它形式的增材制造。AM构件102在图2中示出为具有翼型的几何轮廓的元件；然而，应理解的是，增材制造过程可容易地适应于制造具有内部开口且在构建平台118上形成的任何形状的AM构件，许多种AM构件和大量AM构件。

AM系统100大体上包括金属粉末增材制造控制系统120(“控制系统”)和AM打印机122。如将描述的那样，控制系统120执行成组的计算机可执行的指令或程序代码124，以使用多个熔化束源110、112、114、116来生成(一个或多个)AM构件102。在显示的示例中，四个熔化束源可包括四个激光器。然而，本公开的教导可适用于任何熔化束源，例如电子束、激光等。控制系统120显示为作为计算机程序代码而在计算机126上被实施。就此而言，计算机126显示为包括存储器130和/或存储系统132、处理器单元(PU)134、输入/输出(I/O)接口136和总线138。此外，计算机126显示为与外部I/O装置/资源140和存储系统132通信。

大体上，处理器单元(PU)134执行存储在存储器130和/或存储系统132中的计算机程序代码124。在执行计算机程序代码124时，处理器单元(PU)134可从存储器130、存储系统132、I/O装置140和/或AM打印机122读取数据和/或向其写入数据。总线138提供计算机126中的各个构件之间的通信链路，并且I/O装置140可包括使用户能够与计算机126交互的任何装置(例如，键盘、指示装置、显示器等)。计算机126仅表示硬件和软件的各种可能的组合。例如，处理器单元(PU)134可包括单个处理单元，或跨越一个或多个处理单元而被分布在一个或多个位置，例如在客户端和服务器上。类似地，存储器130和/或存储系统132可位于一个或多个物理位置处。存储器130和/或存储系统132可包括各种类型的非暂时性计算机可读存储介质(其包括磁性介质、光学介质、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)等)的任何组合。计算机126可包括任何类型的计算装置，诸如工业控制器、网络服务器、台式计算机、膝上型计算机、手持装置等。

如指出的那样，AM系统100并特别是控制系统120执行程序代码124以生成(一个或多个)AM构件102。程序代码124尤其可包括用于运行AM打印机122或其它系统部件的成组的计算机可执行的指令(在本文中被称为“系统代码124S”)，以及限定将由AM打印机122实际生成的(一个或多个)AM构件102的成组的计算机可执行的指令(在本文中被称为“对象代码124O”)。如本文中描述的那样，增材制造过程以非暂时性计算机可读存储介质(例如，存储器130、存储系统132等)存储程序代码124开始。用于运行AM打印机122的成组的计算机可执行的指令可包括能够运行AM打印机122的任何现在已知的或以后开发的软件代码。

限定(一个或多个)AM构件102的对象代码124O可包括AM构件102的精确限定的3D模型，并且可由诸如AutoCAD®、TurboCAD®、DesignCAD 3D Max等的许多种众所周知的计算机辅助设计(CAD)软件系统中的任何系统生成。在这方面，对象代码124O可包括任何现在已知的或以后开发的文件格式。此外，表示AM构件102的对象代码124O可在不同格式之间转换。例如，对象代码124O可包括被创建用于3D系统(3D Systems)的立体光刻CAD程序的标准镶嵌语言(STL)文件，或为美国机械工程师协会(ASME)标准的增材制造文件(AMF)，其为基于可扩展标记语言(XML)的格式，该格式设计成允许任何CAD软件描述将在任何AM打印机上制作的任何三维AM构件的形状和组分。表示AM构件102的对象代码124O也可在必要时转换成成组的数据信号，且作为成组的数据信号而被传输、接收，以及转换成代码、存储等。在任何情况下，对象代码124O可为至AM系统100的输入，并且可来自于部件设计者、知识产权(IP)提供者、设计公司、AM系统100的操作者或所有者，或来自其它来源。在任何情况下，控制系统120执行系统代码124S和对象代码124O，从而将(一个或多个)AM构件102分成一系列薄片，这些薄片使用AM打印机122而以连续的材料层来组装。

AM打印机122可包括处理室142，处理室142被密封以提供用于(一个或多个)AM构件102的打印的受控制的气氛，例如用于激光器的设定压力和温度，或用于电子束熔化的真空。构建平台118(在其上构建(一个或多个)AM构件102)定位在处理室142内。许多熔化束源110、112、114、116构造成使构建平台118上的金属粉末层熔化，以生成(一个或多个)AM构件102。虽然本文将描述四个熔化束源110、112、114、116，但强调的是，本公开的教导可适用于采用任何数量的(例如，1个、2个、3个或5个或更多个)源的系统。

继续参照图2，涂覆器164可形成如空白画布那样铺开的原材料166的薄层，最终的AM构件的各连续切片将由该原材料166的薄层形成。涂覆器164可在线性运送系统168的控制下移动。线性运送系统168可包括用于使涂覆器164移动的任何现在已知的或以后开发的布置。在一个实施例中，线性运送系统168可包括在构建平台118的相反侧部上延伸的成对的相反轨道170、172，以及联接到涂覆器164以用于使其沿着轨道170、172移动的线性致动器174(诸如电动机)。线性致动器174由控制系统120控制，以使涂覆器164移动。也可采用其它形式的线性运送系统。涂覆器164可采取各种形式。在一个实施例中，涂覆器164可包括构造成沿着相反轨道170、172移动的部件176，以及呈尖端、刀片或刷子形式的致动器元件(图2中未显示)，致动器元件构造成将金属粉末均匀地铺在构建平台118(即构建平台118或(一个或多个)AM构件102的先前形成的层)上，以形成原材料层。致动器元件可使用保持器(未显示)以任何数量的方式联接到部件176。

该过程可使用呈金属粉末的形式的不同原材料166。可以许多方式来将原材料166提供给涂覆器164。在图2中显示的一个实施例中，成批的原材料166可保存在呈可由涂覆器164接近的室的形式的原材料源178中。在其它布置中，原材料可在涂覆器164的涂覆器元件前面且在构建平台118上被输送通过涂覆器164，例如通过部件176。在任何情况下，溢流室179可设在涂覆器164的远侧上，以捕获未在构建平台118上成层的原材料的任何溢流。在图2中，仅显示了一个涂覆器164。在一些实施例中，涂覆器164可为多个涂覆器中的一个，其中涂覆器164是起效的涂覆器，且其它替代涂覆器(未显示)被存储以用于与线性运送系统168一起使用。使用过的涂覆器(未显示)在它们不再是可用的之后也可被存储。

在一个实施例中，(一个或多个)AM构件102可由金属制成，该金属可包括纯金属或合金。在一个示例中，该金属可包括几乎任何非反应性金属粉末，即非***性或非传导性粉末，诸如但不限于：钴铬钼(CoCrMo)合金、不锈钢、奥氏体镍-铬基合金(诸如，镍-铬-钼-铌合金(NiCrMoNb)(例如，因科镍合金(Inconel)625或因科镍合金718)、镍-铬-铁-钼合金(NiCrFeMo)(例如，可从Haynes International公司得到的Hastelloy® X)，或镍-铬-钴-钼合金(NiCrCoMo)(例如可从Haynes International公司得到的Haynes 282)等)。在另一个示例中，该金属可包括几乎任何金属，诸如但不限于：工具钢(例如，H13)、钛合金(例如，Ti₆Al₄V)、不锈钢(例如，316L)、钴-铬合金(例如，CoCrMo)和铝合金(例如，AlSi₁₀Mg)。在另一个示例中，该金属可包括γ'硬化超级合金，诸如但不限于镍基超级合金(如因科镍合金738、MarM 247或CM247)，或钴基超级合金，诸如但不限于以其品牌名称为人所知的超级合金：IN738LC、Rene 108、FSX 414、X-40、X-45、MAR-M509、MAR-M302或Merl 72/Polymet 972。

针对使用的特定类型的熔化束源来控制处理室142内的气氛。例如，针对激光器，处理室142可填充有惰性气体(诸如氩气或氮气)，且被控制以使氧气最少或消除氧气。这里，控制系统120配置成控制来自惰性气体182源的在处理室142内的惰性气体混合物180的流。在此情况下，控制系统120可控制泵184和/或用于惰性气体的流量阀系统186，以控制气体混合物180的含量。流量阀系统186可包括能够精确地控制特定气体流的一个或多个计算机可控阀、流量传感器、温度传感器、压力传感器等。泵184可设有或不设有阀系统186。在省略泵184的情况下，惰性气体在被引入到处理室142之前可仅进入导管或歧管。惰性气体182源可采取针对容纳在其中的材料的任何常规源(例如罐、贮存器或其它源)的形式。可提供测量气体混合物180所需的任何传感器(未显示)。可使用过滤器188以常规方式过滤气体混合物180。备选地，针对电子束，可控制处理室142以维持真空。这里，控制系统120可控制泵184以维持真空，并且可省略流量阀系统186、惰性气体源182和/或过滤器188。可采用维持真空所必要的任何传感器(未显示)。

可提供竖直调整系统190，以竖直地调整AM打印机122的各种部件的位置，以适应各新层的添加，例如，在各层之后，构建平台118可降低，且/或室142和/或涂覆器164可升高。竖直调整系统190可包括处于控制系统120的控制下的用来提供这样的调整的任何现在已知的或以后开发的线性致动器。

在运行中，在其上具有金属粉末的构建平台118设在处理室142内，并且控制系统120控制处理室142内的气氛。控制系统120还控制AM打印机122并且特别是涂覆器164(例如，线性致动器174)和(一个或多个)熔化束源110、112、114、116，以按顺序使构建平台118上的金属粉末层熔化，以生成根据本公开的实施例的(一个或多个)AM构件102。如指出的那样，AM打印机122的各种部件可经由竖直调整系统190而竖直地移动，以适应各新层的添加，例如，在各层之后，构建平台118可降低，且/或室142和/或涂覆器164可升高。

图3显示了涡轮机构件200的示例，其可采取本文其它地方讨论的一个或多个AM构件102(图2)的形式。涡轮机构件200可通过任何金属粉末增材制造过程(诸如关于图2描述的过程)制成。涡轮机构件200可使用上文描述的金属粉末中的任何金属粉末制成。根据另外的实施例，涡轮机构件200可包括一种或多种铸造金属和/或非增材制造的材料。这样的材料可与本文其它地方讨论的各种示例性可激光烧结的金属和/或其它增材制造材料中的一种或多种结合或作为其替代物来使用。在这样的情况下，涡轮机构件200可包括铝、钛、镍、钴、铁和/或其它当前已知的或以后开发的金属。铸造金属还可包括不锈钢、钢基复合材料、合金、超级合金和/或可通过铸造形成的其它材料中的一种或多种。在任何情况下，涡轮机构件200包括主体202，主体202将定位在涡轮机(例如，涡轮机2(图1))的热气体路径(HGP)区段204内。因此，涡轮机构件200可包括而不限于喷嘴、旋转叶片、轮、导流盘、护罩等和/或与流过HGP区段204的热气体处于热连通的其它部件。尽管仅为了阐释而将涡轮机构件200显示为具有翼型的形状，但理解的是，涡轮机构件200还可包括非翼型结构，包括如上文指出的轮、导流盘、护罩等。

根据图3的示例且如本文讨论的那样，主体202提供涡轮机构件的形状。涡轮机构件200可为任何可旋转或不可旋转的热气体路径(HGP)构件，诸如涡轮机叶片或喷嘴，并且理解的是，更广泛而言，涡轮机构件200可采取定位在燃气涡轮、蒸汽涡轮和/或其它涡轮机组件的HGP区段内的任何构件的形式。如本文其它地方描述的那样，主体202可包括可用于增材制造(AM)中的一种或多种激光烧结的金属。涡轮机构件200的主体202包括多个表面，表面各自构造成用于与其它构件接合，且/或形成单个涡轮机构件的一部分。主体202可构造成接合涡轮机的径向外侧构件(例如轮或类似构件)，并且可包括用于将涡轮机构件200联接到其它结构的互锁特征，诸如燕尾榫、铆钉、销等。在涡轮机构件的背景下，用语“沿径向”是指朝向或远离涡轮机的中心线轴线而引导的行进路线。在叶片从涡轮机的中心线轴线向外延伸的情况下，叶片的长度可基本上沿着径向方向延伸。沿径向“向外”或径向“外侧”的方向是指背离转子20(图1)的轴线的方向，而沿径向“向内”或径向“内侧”的方向是指面向转子20的轴线的方向。在其中主体202的横截面扩大、缩小、渐缩等的实施例中，主体202可从一端到另一端而基本上维持均一的几何轮廓。

主体202可包括围绕涡轮机构件200的主体202连续延伸的外表面208。外表面208可定形成限定翼型横截面，该翼型横截面构造成用于部署在涡轮机2(图1)的热气体路径(HGP)区域内。例如，外表面208可包括例如前缘LE、后缘TE、吸力侧表面SS和压力侧表面PS中的一个或多个。压力侧表面PS和吸力侧表面SS可基于流过涡轮机构件200的流体对(一个或多个)周界区域208的(一个或多个)对应部分施加正的合压力还是负的合压力而被彼此区分开。

一起参照图3-5，涡轮机构件200可包括一个或多个捕获涂层的特征210，其定形成接纳如本文讨论的表面涂层的部分。各捕获涂层的特征210可定位在外表面208上，以从涡轮机构件200的主体202向外延伸。与适于放置在主体202上的常规结构(例如，销和/或其它突出部)相比，捕获涂层的特征210可定形、定尺寸等来减少或防止定位在其上的热涂层材料的剥落。各捕获涂层的特征210可与涡轮机构件200的其余部分一起连续地形成，且因此可包括如本文讨论的一种或多种激光烧结的金属。在各种实施例中，捕获涂层的特征210另外可形成(一个或多个)AM构件102(图2)的部分。在备选的实施例中，捕获涂层的特征210可与涡轮机构件200分开形成，然后接着例如利用如关于图8讨论的粘合材料而联接到涡轮机构件200的主体202。

如图4-6中更详细地显示的那样，各捕获涂层的特征210可细分成一系列不同的部件。捕获涂层的特征210的第一部件212可安装在主体202的外表面208上，并且可定形成包括限定第一部件212的外周长P1(仅图6)的至少一个侧壁S1。在第一部件212表现为圆形形状的情况下，可包括单个侧壁S1，而第一部件212的非圆形实施例可包括多个侧壁S1。在图6的示例中，第一部件212包括六个侧壁S1。第一部件212可具有非均一的几何轮廓，并且如图4和图5的示例中显示的那样，第一部件212可向内渐缩成使得第一部件212随着其从主体202向外延伸而变得更窄。(一个或多个)捕获涂层的特征210还可包括定位在第一部件212上的第二部件214，与第一部件212相比，第二部件214具有不同的几何形状。具体地，第二部件214可包括限定第二周长P2(仅图6)的至少一个侧壁S2，第二周长P2小于第一部件212的第一周长P1。在图6的示例中，第二部件214显示为包括单个圆形侧壁S2，但是应理解的是，在非圆形构造的情况下，第二部件214可包括多个侧壁。与第一部件212相比，第二部件214还可以不同的形状、体积和/或几何特征为特征。在图4和图5的示例中，各捕获涂层的特征210的部件212、214随着其从主体202向外延伸而在宽度上逐渐减小，从而基本上形成国际象棋中的兵的类型的形状。根据示例，第一部件212可具有基本上为截头圆锥形或截头棱锥形的形状，而第二部件214可具有基本上为球形的形状。在此情况下，第二部件214可表现为比第一部件212的体积、周长和表面积更小。

捕获涂层的特征210还可包括一个或多个凹部216(图4、图5)，其竖直地定位在例如第一部件212的侧壁S1与第二部件214的侧壁S2之间。凹部216可直接定位在第一部件212与第二部件214之间，使得捕获涂层的特征210的宽度在凹部216处变窄，并且然后在第二部件214处扩大。尽管第二部件214可在主体202的上方具有比第一部件212更小的横向宽度，但是凹部216可向内弯曲，以比捕获涂层的特征210的第一部件212和第二部件214的部分更窄。根据示例，凹部216可以不同于侧壁S1、S2的角度取向的角度向内弯曲。更具体地，凹部216可具有相对于捕获涂层的特征210的角度取向(其由图5中的线F指示)而基本上成钝角的角度取向。如图5中还显示的那样，第二部件214可在凹部216处向内弯曲，使得凹部216相对于捕获涂层的特征210的取向而以钝角α延伸。第一部件212的(一个或多个)侧壁S1可类似地相对于捕获涂层的特征210的取向而以钝角向内弯曲到凹部216。在任何情况下，凹部216限定捕获涂层的特征210上的第一部件212与第二部件214之间的联结部。捕获涂层的特征210可各自包括凹部216，以在将表面涂层施加到涡轮机构件200的主体202时接纳且固持表面涂层的部分。共形涂覆的材料除了在涡轮机构件200的主体202上形成之外，还将至少部分地定位在捕获涂层的特征210的凹部216内。尽管(一个或多个)捕获涂层的特征210的横向宽度以其它方式与距主体202的距离成比例地减小，但是捕获涂层的特征210的宽度可从凹部216内到第二部件214而稍微增加。

捕获涂层的特征210内的部件212、214和凹部216的形状和位置提供比定位在翼型结构上的常规结构(例如，圆柱形销)更大程度的热保护。对于在保护涂层材料免于剥落或其它技术障碍的同时维持低的金属温度而言，用以将防护涂层固持在涡轮机构件200上的常规结构构造还并不令人满意。如本文讨论的凹部216可形成空间凹处，在该处，涂层材料可不那么容易受到涡轮机HGP中的热气体的影响。另外，与第二部件214相比，第一部件212的较大的体积(例如通过具有较大的圆周、表面积、周长等来提供)允许捕获涂层的特征210在没有可在其它结构中出现的热阻碍的情况下将热传输到主体202中。例如，常规结构可并非以减小的横向宽度(例如，如第一部件212和第二部件214中显示的那样)为特征。虽然圆柱形或非缩进式的几何形状可提供更均一的热传递轮廓，但是这样的几何形状缺少可捕获涂层材料的凹部216。因此，捕获涂层的特征210的各部件212、214的形状和尺寸允许热能从第二部件214转移到第一部件212而到主体202，并且凹部216的存在同时允许在涡轮机构件200上形成比常规结构中可能存在的涂层材料更多的涂层材料。

转到图7，在涂层材料形成在涡轮机构件200上的情况下显示了(一个或多个)捕获涂层的特征210的额外特征。冷却回路是一种类型的内部结构特征，其可被包括在涡轮机构件200内且至少部分地在(一个或多个)捕获涂层的特征210内。如显示的那样，(一个或多个)捕获涂层的特征210可选地可包括至少一个冷却通路222，其定形成将一种或多种冷却流体输送到(一个或多个)捕获涂层的特征210的目标部分。各冷却通路222的尺寸可设计成在具体条件下将一种或多种冷却流体(例如，从冷却流体贮存器和/或涡轮机的其它部分(例如，压缩机4)导送的液体和/或气体制冷剂、空气或气体)传输通过涡轮机构件200。捕获涂层的特征210的冷却通路222可仅形成用于涡轮机构件200的较大冷却回路的部分，且因此可与其它区域处于流体连通，以用于在结构各处接纳和/或传输(一种或多种)冷却流体。如图7的横截面视图中显示的那样，冷却通路222可包括流体地联接到主体202的内部226的入口224。内部226可包括将被传输通过捕获涂层的特征210的冷却通路222的冷却流体的源，或以其它方式与冷却流体源处于流体连通。冷却通路222还可包括一个或多个出口228，其在第一部件212或第二部件214的(一个或多个)侧壁S1附近(例如，在凹部216处)流体地联接到捕获涂层的特征210的外部。如本文其它地方讨论的那样，捕获涂层的特征210的冷却通路222最初可由表面涂层230的部分覆盖，且因此不能够通过出口228而将冷却流体传输到HGP区段204。如本文其它地方进一步详细地讨论的那样，在剥落事件期间移除的任何表面涂层材料可使出口228暴露，且在将(一个或多个)表面涂层230重新施加到捕获涂层的特征210之前，允许通过出口228的冷却流体的传输作为辅助冷却机制。

在捕获涂层的特征210上形成的表面涂层230的位置表明了本公开的技术优点。如显示的那样，表面涂层230可形成为包括多个层。如显示的那样，捕获涂层的特征210的第一部件212在平面X-Y中可具有第一宽度W₁，第一宽度W₁小于第二部件214在平面X-Y中的第二宽度W₂。捕获涂层的特征210的各部件212、214的不同尺寸(例如，通过宽度W1、W2和/或周长P1、P2(图6)显示)可允许表面涂层230的部分在凹部216内形成且被固持。特别地，表面涂层230的被固持在凹部216内的部分可抵抗涡轮机HGP内的机械冲击和/或高温流体。另外，表面涂层230的部分可定位在来自冷却通路222的出口228处或其附近，从而在剥落的情况下允许冷却流体流入HGP区段204。当表面涂层230的部分在涡轮机构件200上形成时，该部分将被“捕获”在捕获涂层的特征210的(一个或多个)凹部216内，并且因此在部署涡轮机构件200时被保持就位。表面涂层230在(一个或多个)凹部216内的被捕获的部分将通过提供来自其的额外的导热性来进一步降低涡轮机构件200的温度。因此，表面涂层230的被捕获的量允许使用较少的冷却流体以用于冷却涡轮机构件200，但仍提供降低的金属温度和降低的对较复杂、昂贵的金属合金的需求。与常规翼型结构相比，(一个或多个)捕获涂层的特征210的结构特征还容许形成具有较大厚度的表面涂层230。

表面涂层230可包括多个层。基底涂层232除了在(一个或多个)捕获涂层的特征210的部件212、214上且在凹部216内形成之外，还可共形地涂覆在主体202的压力侧表面PS或吸力侧表面SS的选定部分上。可形成基底涂层232以保护主体202和(一个或多个)捕获涂层的特征210的材料组分(例如，激光烧结的金属)免受由于上覆热涂层而导致的污染或降解。基底涂层232可包括例如由能够粘附于下面的金属层的陶瓷-金属复合物形成的金属结合涂层。这样的材料可包括例如氧化铝、氮化铝和/或能够与金属和/或陶瓷结合的其它金属或非金属材料。

除了基底涂层232之外，表面涂层230还可包括其它涂层和/或材料。第一热障涂覆(TBC)层234可定位在基底涂层232上，使得第一TBC层234在形成之后完全覆盖(一个或多个)捕获涂层的特征210。第一TBC层234可包括一种或多种导热陶瓷材料，并且在可适用的情况下，第一TBC层234可由能够与基底涂层232结合的材料形成。适合于在第一TBC层234内使用的陶瓷材料可包括例如氧化钇稳定的氧化锆(YSZ)、莫来石(由氧化铝和二氧化硅形成的低密度化合物)、氧化铝(例如，一种或多种α相氧化铝)、与其它陶瓷(例如，二氧化铈(CeO₂))组合的YSZ、金属-玻璃复合材料和/或其它材料(诸如稀土锆酸盐和/或稀土金属氧化物)。第一TBC层234可基本上限定将放置在涡轮机的HGP内的定型的翼型轮廓。在期望的或可适用的情况下，第二TBC层236也可形成在第一TBC层236上，从而使得表面涂层230在该示例中包括三层。第二TBC层236可具有与第一TBC层234相同的材料组分，或可具有不同的组分以在涡轮机构件200上提供期望的导热性分布。表面涂层230的各层232、234、236可能具有相同的材料组分或不同的材料组分。

(一个或多个)冷却通路222的(一个或多个)出口228可定位在捕获涂层的特征210上，且在表面涂层230下面。尽管(一个或多个)冷却通路222可与例如在主体202的内部226内的冷却流体供应处于流体连通，但是(一个或多个)冷却通路222最初可对主体202和捕获涂层的特征210几乎不提供冷却。也就是说，当部署涡轮机构件200时，表面涂层230可吸收且热传导来自HGP区段204的基本上所有的热。尽管在大多数情况下捕获涂层的特征210构造成抵抗表面涂层230的降解，但是仍可能发生剥落。因此，第二部件214相对于第一部件212的尺寸和形状可使任何可能的剥落集中于捕获涂层的特征210的上部部分。在此情况下，表面涂层230的任何部分降解或移除将可能集中在来自(一个或多个)冷却通路222的(一个或多个)出口228的位置附近。在表面涂层230降解以使(一个或多个)出口228显露的情况下，冷却流体可被引导至(一个或多个)捕获涂层的特征210而作为临时冷却解决方案。也就是说，在表面涂层230降解的情况下，可使用(一个或多个)冷却通路222中的流体来冷却涡轮机构件200，直到服务商或操作员复原涡轮机构件200上的(一个或多个)表面涂层230的任何缺失的部分为止。因此，(一个或多个)冷却通路222的辅助冷却功能允许涡轮机构件200相比于可经历热保护剂的剥落和/或损失的常规结构而运行更长的时间。

现在参照图8，在一些情况下，(一个或多个)捕获涂层的特征210可与涡轮机构件200的主体202分开形成，并且因此利用居间材料而彼此机械地联接。如显示的那样，粘合材料240可使第一部件212与主体202的外表面208机械地结合。在一些情况(例如，构件在涡轮机中部署超过一定的时间间隔之后由(一个或多个)表面涂层230(图7)重新涂覆)下，粘合材料240可为合乎期望的。粘合材料240可包括例如本领域中已知的一种或多种导热结合材料，包括能够将两种金属机械地联接在一起的聚合材料。在另外的实施例中，粘合材料240可包括焊接结合件和/或适合于将两个或更多个金属构件彼此连结的其它机械联接件。利用粘合材料240来将额外的捕获涂层的特征210安装在主体202上可允许制造商或服务商相对于捕获涂层的特征210在部署时的原始数量来调整其数量。

转到图9，显示了根据本公开的实施例的具有不同取向的捕获涂层的特征210。尽管捕获涂层的特征210由图4-8中的示例显示为从涡轮机构件200的主体202垂直地向外取向，但是其它实施方式可不同。例如，制造商或服务商可调整(一个或多个)捕获涂层的特征210的角度取向，从而减小在(一个或多个)捕获涂层的特征210上形成的(一个或多个)最终表面涂层(图7)的厚度，以换取在(一个或多个)捕获涂层的特征210的下方集聚(trapping)额外的涂层材料。根据实施例，捕获涂层的特征210可以捕获涂层的特征210的中心线轴线C与压力侧表面PS或吸力侧表面SS的选定部分之间的非垂直角度θ从主体202向外延伸。非垂直角度θ可表示部件212、214相对于主体202的角度取向，并且在另外的其它实施例中，捕获涂层的特征210的各部件212、214可相对于主体202而具有不同的非垂直角度θ。

转到图10，可选地，捕获涂层的特征210可构造成包括用于捕获表面涂层230和/或传输冷却流体的额外的内部结构。可选地，捕获涂层的特征210可包括从第一部件212内延伸到第二部件214的最外端的中空内部250。中空内部250可基本上为圆柱形，或可具有与第一部件212和第二部件214的轮廓类似的轮廓(例如，第二部件214内的基本上为球形的内部区段在第一部件212内的基本上为棱锥形的内部区段的上方)。在任何情况下，中空内部250可流体地联接到来自(一个或多个)冷却通路222的(一个或多个)出口228，以在表面涂层230降解或分解的情况下提供辅助冷却功能。如本文其它地方指出的那样，冷却流体可传输通过(一个或多个)冷却通路222，且进入中空内部250，以在主体202的外表面206处维持低温。该备选的冷却可继续，直到可能复原(一个或多个)捕获涂层的特征210上的表面涂层230的任何缺失的部分为止。

参照图7和图11，本公开提供了借助于捕获涂层的特征210在涡轮机构件200上形成表面涂层230的方法。第一过程P1包括形成在其上具有一个或多个捕获涂层的特征210的涡轮机构件200。涡轮机构件200和捕获涂层的特征210可一起形成为单个单元的部分，或可分开形成，且使用粘合材料240(图8)或通过当前已知的或以后开发的其它结合技术而联接在一起。在过程P1之后，涡轮机构件200准备好接纳用于隔热的表面涂层230。

然后，该方法可继续至在涡轮机构件200上形成表面涂层230的过程P2。过程P2可细分成多个子过程P2-1、P2-2、P2-3，各子过程对应于表面涂层230的一层。在表面涂层230包括不同数量的层(例如，一层、两层、多于三层等)的情况下，可省略过程P2的一个或多个子过程，或可添加额外的子过程，以用于添加到表面涂层230的任何额外层。在过程P2-1中，基底涂层232可在涡轮机构件200的主体202上，以及在如上文指出的捕获涂层的特征210的部件212、214上以及在凹部216内形成。基底涂层232可包括如上文指出的金属和陶瓷材料的组合。在形成基底涂层232之后，该方法可继续至在基底涂层232上形成第一TBC层234的子过程P2-2。另外，该方法可包括在第一TBC层234上形成第二TBC层236的另一子过程P2-3。TBC层234、236可包括如上文指出的陶瓷材料，并且另外可具有不同的材料组分。在过程P2中在涡轮机构件200和捕获涂层的特征210上形成表面涂层230之后，该方法可结束(“完成”)，或可选地进行额外的过程。

在一些情况下，过程P1和P2可在将涡轮机构件200安装在涡轮机组件(例如，涡轮机2(图1))内之前实施。在此情况下，该方法可继续至将涡轮机构件200安装在涡轮机2的HGP区段内的过程P3。过程P3可需要例如将涡轮机构件200联接到轮、转子和/或与涡轮机2的HGP区段204处于流体连通的其它联接构件。在过程P3之后，涡轮机构件200可准备好在涡轮机2内运行，并且利用表面涂层230来保护涡轮机构件200免受HGP区段204中的高温的影响。如本文其它地方指出的那样，涡轮机构件200上的捕获涂层的特征210的存在将在维持低温的同时保护涡轮机构件200免受剥落的影响。然后，该方法可在将涡轮机构件200定位在涡轮机2的HGP区段内之后结束(“完成”)。然后，服务商或制造商可使涡轮机2在其中具有涡轮机构件200和捕获涂层的特征210的情况下开始运行，以提供比在没有捕获涂层的特征210的情况下可得到的隔热更强的隔热。

应指出的是，在一些备选的实施方式中，所描述的动作可不按所指出的顺序发生，或例如实际上可基本上同时或按相反的顺序执行，这取决于所涉及的动作。而且，本领域普通技术人员将认识到可添加额外的过程。

本文使用的术语仅出于描述特定实施例的目的，且不旨在限制本公开。如本文使用的那样，单数形式“一”、“一种”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文另外清楚地指示。将进一步理解的是，用语“包括”和/或“包含”在用于本说明书中时指定存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或构件，但并未排除存在或添加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、构件和/或其组合。“可选”或“可选地”意味着随后描述的事件或情形可发生或可不发生，且该描述包括事件发生的情况，以及事件不发生的情况。

如本文在说明书和权利要求书各处使用的近似语言可适用于修饰可容许变化的任何定量表示，而不造成其涉及的基本功能的改变。因此，由诸如“大约”、“大致”和“基本上”的一个或多个用语修饰的值将不限于所指定的精确值。在至少一些情况下，近似语言可对应于用于测量该值的仪器的精度。在这里且在说明书和权利要求书各处，范围限制可组合和/或互换，这样的范围被标识，且包括包含在其中的所有子范围，除非上下文或语言另外指示。如应用于范围的特定值的“大致”适用于两个值，并且除非另外取决于测量该值的仪器的精度，否则可指示所陈述的(一个或多个)值的+/- 10％。

所附权利要求书中的所有装置或步骤加功能元件的对应结构、材料、动作和等同物旨在包括用于结合如具体要求保护的其它要求保护的元件来执行功能的任何结构、材料或动作。本公开的描述已出于说明和描述的目的而呈现，但不旨在为详尽的或受限于呈所公开的形式的本公开。在不脱离本公开的范围和精神的情况下，许多改型和变型对本领域普通技术人员而言将是显而易见的。选择且描述实施例，以便最佳地阐释本公开的原理和实际应用，且使本领域普通技术人员能够针对如适合于所构想的特定用途的具有各种改型的各种实施例而理解本公开。