CN113817340A - 可检查的涂层和使用方法 - Google Patents

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Abstract

涂层，包含多个指示剂氧化物纳米颗粒、粘合剂和润湿剂。硫化缓蚀涂层包含：硫化缓蚀材料、粘合剂和多个指示剂氧化物纳米颗粒。还提供了制品，其包括金属合金基材，金属合金基材上具有硫化缓蚀涂层。硫化缓蚀涂层可包含设置在金属合金基材表面上的第一指示剂层，第一指示剂层包含指示剂氧化物纳米颗粒。还提供了检查制品的方法，所述制品具有含多个指示剂氧化物纳米颗粒的涂层。

Description

可检查的涂层和使用方法
技术领域
本公开总体上涉及一种含有多个指示剂氧化物纳米颗粒的涂层、一种包含该涂层的制品，该涂层含有多个指示剂氧化物纳米颗粒，以及使用该含有多个指示剂氧化物纳米颗粒的涂层的方法。
背景技术
为了检测涂层制品上混合腐蚀产物和氧化层下或环境沉积物(例如灰尘)下的硫化腐蚀损坏，必须剥离整个涂层，以便可以目视检查制品。剥离涂层和进行目视检查可能需要大量时间。即使剥离了涂层，腐蚀损伤仍可能隐藏在与腐蚀产物、环境污染物一起生长的天然氧化层下，或者在硫化的情况下，腐蚀损伤隐藏在凹坑上。此外，从制品表面对整个涂层和部分腐蚀产物进行化学剥离可能不足以暴露出附着力极强的腐蚀产物下的损坏。因此，可能需要额外的清洁表面的机械方法。这种表面处理会增加检查时间并造成材料浪费，尤其是在下面的制品没有损坏的情况下。
因此，需要用于检查涂层制品的腐蚀损坏的新的解决方案。
发明内容
在一个方面，本公开的实施方式涉及磨损涂层或烧蚀涂层，包含：粘合剂、润湿剂和多个指示剂氧化物纳米颗粒。
在一个方面，本公开的实施方式涉及硫化缓蚀(corrosion mitigation)涂层，包含：硫化缓蚀材料、粘合剂、润湿剂和多个指示剂氧化物纳米颗粒，其中所述涂层包含第一指示剂层，第一指示剂层具有浓度增加的指示剂氧化物纳米颗粒。在某些方面，粘合剂可包括磷酸铝粘合剂。在某些实施方式中，硫化缓蚀材料可包括对含硫化合物的分解具有催化作用的钆掺杂氧化铈颗粒。
在另一方面，本公开的实施方式涉及一种制品，该制品包括表面，该表面上具有磨损涂层或烧蚀涂层或硫化缓蚀涂层。
在又一方面，本公开的实施方式涉及一种检查制品的方法，包括：将具有硫化缓蚀涂层的制品的表面暴露于具有硫腐蚀性材料的环境；以及使用一个以上的发光器件来检查制品以识别涂层的腐蚀、氧化、磨损区域或涂层的机械损坏区域。
附图说明
当结合附图时，根据随后的详细描述，本公开的上述和其他方面、特征和优点将变得更加明显，其中：
图1示出了具有本文公开的硫化缓蚀涂层的制品；
图2示出了在本文公开的硫化缓蚀涂层下的受损制品，该受损制品表面上具有硫化腐蚀坑和得到的坑帽(pit cap)；
图3示出了具有本文公开的硫化缓蚀涂层的受损制品；
图4示出了硫化缓蚀涂层已被去除的受损制品；
图5示出了具有本文公开的涂层的制品，该涂层包含一个以上的指示剂氧化物层；和
图6示出了具有本文公开的涂层的制品，该涂层包含一个以上的指示剂氧化物层。
具体实施方式
下面将描述本公开的一个以上的实施方式。除非另有定义，本文使用的技术术语和科学术语的含义与本公开所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同。
各个术语不对数量进行限制，而是表示至少存在一个所述项目。本文在整个说明书和权利要求书中所使用的近似描述适用于修饰任何定量描述，该描述可允许不导致与其相关的基本功能发生变化的改变。因此，由一个或多个术语(例如“约”)修饰的值不限于指定的精确值。此外，当使用“约第一值-第二值”的表述时，“约”旨在修饰这两个值。在至少一些情况下，近似描述可以对应于用于测量该值的仪器的精度。
本文中，以及在整个说明书和权利要求中，范围限定可以组合和/或互换，除非上下文或表述另有指出，否则这样的范围被认为包括其中包含的所有子范围。本文所述的任何数值包括以一个单位为增量的从较低值到较高值的所有值，前提是任何较低值和任何较高值之间存在至少2个单位的间隔。例如，如果声明组分的量或过程变量(例如温度、压力、时间等的值)为例如从1到90，则15～85、22～68、43～51、30～32等值已在本说明书中明确列举。对于小于1的值，一个单位视情况适当地可为0.0001、0.001、0.01或0.1。这些只是具体意图的示例，并且所列举的最低值和最高值之间所有可能组合的数值都可被认为是在本申请中以类似方式明确陈述的。
本文中，以及在整个说明书和权利要求书中，术语催化氧化物是指可以在约500℃至约982℃的温度范围内催化分解含硫化合物和气溶胶的氧化物。
本文中，以及在整个说明书和权利要求书中，术语硫化腐蚀是指：在高于约500℃的高温下，固体和液体化合物、盐、气溶胶和气体混合物中存在的硫对天然保护性氧化物和氧化缓解涂层的劣化。术语缓解是指减缓或延迟硫可能对保护性天然氧化物和氧化缓解涂层产生的任何有害影响。
本公开的涂层可包括、基本上由或由本文所述的组分或其他材料组成。如本文所用，“基本上由……组成”是指组合物或组分可包括其他材料，但前提是其他材料不会实质上对要求保护的组合物或方法的基础和新颖特征造成改变。
本公开的实施方式涉及可用于发电、航空和其他涉及腐蚀或颗粒侵蚀环境应用的涂层，例如磨损涂层或烧蚀样涂层，以指示制品的剩余使用寿命。本文公开的磨损涂层或烧蚀样涂层包括一种以上的指示剂氧化物，其能够在运行间隔期间增强对涂层剩余使用寿命的测量。例如，在磨损涂层或烧蚀样涂层中，可以检查能够在发射光源(例如紫外线)下发出荧光的一种以上的指示剂氧化物来检查来自制品的磨损碎片。因此，利用本文描述的指示剂氧化物使得可以检测涂层的剩余使用寿命而无需从制品移除涂层。
本公开的实施方式还涉及一种硫化缓蚀涂层，其可用于发电、航空和其他涉及腐蚀性环境的应用，以保护制品(如燃气轮机或发动机部件)免受硫腐蚀，从而显著改善制品的使用寿命。本文公开的硫化缓蚀涂层包括一种以上指示剂氧化物，其能够在运行间隔期间增强对涂层和/或下层基材的检查。
当在高温下暴露于含硫酸盐的粉尘或气溶的硫化合物时，所有缓蚀涂层将在一定时间间隔内抵抗含硫物质的腐蚀作用。当涂层中的一些大缺陷或原子缺陷在下层金属基材引发腐蚀事件时，将无法缓解腐蚀。硫腐蚀(例如硫化)是制品暴露于包含腐蚀性含硫化合物的燃料或材料时的典型问题之一。腐蚀事件的实例包括产生含氧化物腐蚀坑；金属合金中某一相的优先腐蚀或氧化；保护性氧化物层中的离子缺陷，其促进了带电腐蚀性物质的离子传输增强；基材的机械损伤，引发塑性变形，从而加速腐蚀性物质的扩散；和/或涂层中的裂纹或与表面连接的孔隙。对于某些形式的硫化，例如选择性腐蚀坑的形成，其开始发生的温度可低至550℃至600℃。腐蚀过程可以转变到腐蚀坑互相连接并产生均匀的腐蚀前沿或在高于700℃的温度下继续进行形成孤立的大腐蚀坑。在高于约900℃的温度下，硫化可能会破坏金属合金的正常氧化过程，并导致保护性氧化物和附着涂层的剥落以及制品的内部氧化。
由于含硫固体和气溶化合物对通过涂层和下面的保护性氧化物的传质、扩散和离子传输的影响，腐蚀可以不可预测的极快速度在缓蚀涂层下方发生。如果没有被检测到，则腐蚀坑和局部腐蚀会引发扩展到制品基材中的裂纹。缓蚀涂层可能会隐藏这些迹象，因此通常需要从制品上去除缓蚀涂层以方便检查。此外，即使去除了缓蚀涂层，腐蚀产物通常是氧化物，其外观和颜色可能与金属合金上形成的天然氧化物相似，因此进一步掩盖了潜在的缺陷。目前，必须对制品或制品的复制表面进行视觉或光学增强检查，来识别腐蚀迹象以便进行维修。
因此，如本文所提供的，在磨损或烧蚀样涂层或热缓蚀涂层中加入指示剂氧化物，其允许在紫外光下发出荧光的指示剂氧化物截留在腐蚀产物中，并随着腐蚀前沿移动，从而能够检查腐蚀而无需去除涂层。在许多情况下，即使去除缓蚀涂层也难以检测到关键类型的热腐蚀(例如点蚀)，因此，无论是否存在缓蚀涂层，指示剂氧化物提供的荧光信号都将增强检测。此外，由于指示剂氧化物会结合到腐蚀和氧化产物中，因此当它们在紫外光检查下发出荧光时，它们可以指示腐蚀事件的区域。
此外，在一些实施方式中，指示剂氧化物可以以涂层本身内的不同水平包含在本文公开的涂层中，使得可以评估剩余涂层厚度并且可以更好地预测重新施加的时间。
本文所述的涂层包括一种以上的指示剂氧化物颗粒，例如一种以上的指示剂氧化物纳米颗粒。如本文所使用的，“指示剂氧化物”包括在可见光或红外光激发下发射出荧光的氧化物。在某些实施方式中，指示剂氧化物在紫外光下能够发出荧光。
指示剂氧化物可以是金属氧化物纳米颗粒。在一些实施方式中，指示剂氧化物纳米颗粒包含氧化铕纳米颗粒或表面修饰有荧光金属氧化物颗粒的任何氧化物纳米颗粒或可掺杂一种以上的元素的氧化物纳米颗粒，这些元素将在发射光源(例如紫外线)下产生荧光效果。纳米颗粒可以是圆形、方形或不规则形状和构型。在一些实施方式中，纳米颗粒的标称直径在约5nm至约100nm、约5nm至约50nm或约20nm至约30nm的范围内。
本文公开的涂层还可包括一种以上的粘合剂。不受任何特定理论的束缚，所包含的粘合剂可促进指示剂氧化物和/或催化氧化物与下面的金属基材的粘附。在某些实施方式中，粘合剂是水基或溶剂基磷酸铝。如本文所用，术语“磷酸铝”是指由铝和磷组成的、能够与氧化物颗粒结合的任何溶液，例如指示剂氧化物或可催化含硫化合物分解的氧化物。在一些实施方式中，铝磷氧化物具有AlPO4相。
在一些实施方式中，粘合剂可包括含有悬浮的亚微米级氧化物或氧化物纳米颗粒的磷酸铝溶液。所述含粘合剂的氧化物可施加于制品，并且当在200℃至580℃的温度范围内固化时，该含粘合剂的氧化物与氧化物颗粒和制品表面结合。所述粘合剂在500℃至约982℃的温度范围内可抵抗硫化。
在一些实施方式中，用于制备涂层的组合物包括表面活性剂或润湿剂。在一些实施方式中，润湿剂包含一种以上的有机磷酸酯。在某些实施方案中，润湿剂包括可从
Figure BDA0003122446630000051
公司获得的
Figure BDA0003122446630000052
在一些实施方式中，润湿剂包含一种以上的有机磺酸盐。在某些实施方式中，润湿剂包括
Figure BDA0003122446630000053
7667。
在某些实施方式中，涂层是含硫化缓蚀材料的硫化缓蚀涂层。硫化缓蚀材料可包括任何对含硫化合物分解具有催化作用的氧化物。在某些实施方式中，硫化缓蚀材料包括在约400℃至约800℃范围内，例如约500℃的温度下催化含硫化合物分解的任何氧化物。在某些实施方式中，硫化缓蚀材料包括氧化铈或贵金属修饰的氧化铈，或其任何组合。在一些实施方式中，硫化缓蚀材料为粉末形式。
在一些实施方式中，氧化铈包含掺杂剂，该掺杂剂选自钆(Gd)、钇(Y)、镧(La)、钐(Sm)、钙(Ca)、镁(Mg)、钡(Ba)、锶(Sr)、钪(Sc)、镨(Pr)、镱(Yb)、钕(Nd)、钬(Ho)、镝(Dy)、铒(Er)及它们的任何组合掺杂剂。
在一些实施方式中，硫化缓蚀材料可以包括已经被掺杂的氧化物，使得它能够在发射光源(例如紫外光)下发出荧光。因此，在某些实施方式中，硫化缓蚀材料可包含指示剂氧化物。
如本文所使用，术语“贵金属修饰的氧化铈”是指用至少一种贵金属包覆以增强催化活性的氧化铈，其中至少一种贵金属的纳米级或微米级颗粒沉积在氧化铈表面。至少一种贵金属可以通过任何适用于使至少一种贵金属颗粒设置在氧化物表面上的方法引入到氧化铈上。适用方法的实例包括气相沉积、贵金属盐的化学镀和化学气相沉积方法。在一些实施方式中，通过将氧化物浸入贵金属盐的溶液中，将贵金属引入到氧化物的表面上。在一些实施方式中，通过将氧化铈颗粒和贵金属颗粒混合并一起球磨，将贵金属引入到铈或氧化物中。
术语“贵金属”是指铂族金属(PGM)的集合，包括铂(Pt)、钯(Pd)、锇(Os)、铱(Ir)、钌(Ru)和铑(Rh)。在一些实施方式中，贵金属修饰的氧化铈上的贵金属包括Pt、Pd或其组合。在一些实施方式中，贵金属相对于贵金属修饰的氧化铈的重量百分比在约0.01wt％至约50wt％，或约0.01wt％至约15wt％的范围内。
在一些实施方式中，贵金属修饰的氧化铈包含选自Gd、Y、La、Sm、Ca、Mg、Ba、Sr、Sc、Pr、Yb、Nd、Ho、Dy、Er和它们任意组合的掺杂剂。
在一些实施方式中，贵金属修饰的氧化铈包含选自Gd、Y、La、Sm、Ca、Mg、Ba、Sr、Sc、Pr、Yb、Nd、Ho、Dy、Er和它们任意组合的掺杂剂。在一些实施方式中，贵金属修饰的氧化铈可以被掺杂以使其能够在发射光源(例如紫外线)下发出荧光，并且是指示剂氧化物。
贵金属修饰的氧化铈可以提供或改善氧化铈分解含硫化合物或气溶胶的催化活性。此外，贵金属修饰的氧化铈可具有改善的表面形态和增加的表面积以提高催化活性。因此，氧化铈上的贵金属修饰可有助于提高对含硫化合物和气溶胶分解的催化活性和抗腐蚀材料的表面形态。
可以调整用于制备硫化缓蚀涂层的所有液体和固体成分与整体组合物的重量比，即固体负载量，以及调整用于制备硫化缓蚀涂层的组合物中的金属氧化物纳米颗粒与所有固体成分的重量比，即颗粒比，以获得具有不同粘度和厚度、不同热膨胀系数的涂层，以和基材金属的粘度、厚度和热膨胀系数相匹配，并在不同的应用中使用。在一些实施方式中，固体负载量在约10wt％至约25wt％，或约25wt％至约40wt％的范围内。在一些实施方式中，液体粘合剂相中的固体颗粒比率在约10％至约40％，或约10％至约30％的范围内。
指示剂氧化物的固体负载量是包含催化氧化物颗粒在内允许的总固体负载量的一部分。在一些实施方式中，涂层可以只是指示剂层，其中指示剂氧化物可以是允许的总固体负载量的100％或在未添加催化氧化物的液体粘合剂相中高达40wt％。在一些实施方式中，可将指示剂氧化物添加到液体粘合剂相中，该液体粘合剂相含有固体负载量范围为约5wt％至约15wt％的催化氧化物。
在一些实施方式中，用于制备硫化缓蚀涂层的组合物包含溶剂。在一些实施方式中，溶剂包含水。添加的水的重量百分比可在约30wt％至约35wt％的范围内。
在一些实施方式中，硫化缓蚀涂层可以直接施加在面对硫化腐蚀的表面(目标表面)上。在此类实施方式中，硫化缓蚀涂层可包括第一指示剂层，该第一指示剂层包含可直接施加到制品表面上的指示剂氧化物。随后可以对指示剂层进行热处理，以将颗粒彼此烧结和/或烧结至预氧化的金属目标表面。热处理后，可以将硫化缓蚀涂层的附加层施加在指示剂层的顶部。在一些实施方式中，硫化缓蚀涂层可通过界面结合氧化物层(例如金属表面的预氧化以产生天然氧化物层或在可控气氛炉中产生的经设计的氧化物层)施加到目标表面。
硫化缓蚀涂层可以通过各种涂覆工艺例如喷涂或沉积工艺施加到目标表面。在一些实施方式中，用于制备硫化缓蚀涂层的组合物的浆料可通过超声喷涂工艺或湿法化学沉积工艺或它们的组合施加到目标表面。术语“湿法化学沉积工艺”是指一种基于液体的涂层工艺，包括将液体前体薄膜涂覆在基材上，然后通过后续热处理将其转化为所需的涂层。湿法化学沉积方法的一些实例包括浸涂法、旋涂法、喷涂法、模涂法和丝网印刷法。
在一些实施方式中，硫化缓蚀涂层可通过超声喷涂或常规气枪喷涂施加到目标表面。超声波喷涂可能是有益的，因为它允许控制施加精细或非常薄的硫化缓蚀涂层或指示剂氧化物层涂层或纯指示剂氧化物颗粒的层。例如，超声喷涂可用于将第一指示剂层涂覆在由指示剂氧化物、粘合剂和润湿剂构成的基材表面上。这之后可以是硫化缓蚀涂层。可以将不同的指示剂氧化物掺入硫化缓蚀涂层浆料中，并在硫化缓蚀涂层的层间固定距离处作为单独的层沉积。此外，超声喷涂可用于在硫化缓蚀涂层内的不同深度处掺入不同的材料，例如指示剂氧化物。
在一些实施方式中，制品表面上的硫化缓蚀涂层可使用由粘合剂、催化氧化物和润湿剂组成的浆料来制备。在一些实施方式中，通过行星式球磨(planetary ballmilling)或涡流混合来共混硫化缓蚀涂层组合物来制备浆料。
在一些实施方式中，通过浸涂或丝网印刷将浆料施加到制品表面来制备制品表面的涂层。
在一些实施方式中，制备涂层包括在空气中在约204℃至约580℃的温度下将涂层固化。
涂层可以具有任何实用厚度，以防止涂层在固化或冲击低周疲劳寿命期间开裂或分层。在一些实施方式中，涂层的厚度为约1-15μm。在某些实施方式中，涂层的厚度为约1μm至约30μm，例如约5μm至约20μm。
根据本公开的实施方式的制品可以是表面具有涂层的任何制品，该涂层可暴露于包含硫腐蚀物的环境，例如含有固体、液体或气溶胶物质的腐蚀性硫。该制品可包括金属基材或具有金属层的基材，该金属层的表面暴露于腐蚀性含硫物质。金属基材可包括任何合适的金属或合金，包括但不限于镍系合金和钴系合金。在一些实施方式中，制品的表面是镍系超合金基材、钴系超合金基材或它们的任何组合。在一些实施方式中，制品是航空系统或动力系统的部件，例如燃气轮机或发动机部件。
本文使用的术语“硫腐蚀物”通常可以指包含含硫的固体化合物、液体或气溶胶的材料，其在约500℃至982℃的温度下具有腐蚀性。在一些实施方式中，除含硫材料之外，硫腐蚀物还包括其他材料，例如灰尘、液体、气体或气溶胶。根据环境和腐蚀反应，含硫材料可以在例如硫化物、硫酸盐、二氧化硫和三氧化硫之间改变形式。在一些实施方式中，含硫材料包括硫酸钠(Na2SO4)、硫酸钾(K2SO4)、硫酸镁(MgSO4)、硫酸钙(CaSO4)或它们的任何组合。
在一些实施方式中，环境处于高温。这里使用的术语“高温”通常可以指高于正常温度的温度，例如高于环境温度。在一些实施方式中，“高温”是指发电、航空或其他涉及高温和腐蚀性环境的应用中的操作温度。例如，高温可以指燃气轮机或发动机(例如喷气发动机)中的操作温度。在一些实施方式中，高温是指高于约500℃的温度。对于该含有指示剂的硫化缓蚀涂层的使用范围所设想的，高温在约500℃至约982℃的范围内。
此外，根据本公开的实施方式的硫化缓蚀涂层将缓解例如在高温下的硫化腐蚀。
示例性涂层和包含该涂层的制品将在本文中参考图1-6进行讨论。
图1示出了其上具有硫化缓蚀涂层14的制品10。制品10包括其上具有硫化缓蚀涂层14的金属系基材12。硫化缓蚀涂层14可包括一种以上的指示剂氧化物颗粒，其形成位于基材12表面上的指示剂层16。指示剂层16可包括浓度增加的指示剂氧化物颗粒。例如，在一些实施方式中，与涂层的其余部分相比，指示剂层16包括含量增加的指示剂氧化物。在一些实施方式中，与硫化缓蚀材料相比，指示剂层16可包括含量增加的指示剂氧化物。然而，在某些实施方式中，指示剂氧化物可能仅存在于指示剂层16中并且在硫化缓蚀涂层14的其余部分中均不存在。
在某些实施方式中，硫化缓蚀涂层14可以是多层涂层。在这样的实施方式中，第一指示剂层16设置在基材12(例如金属系基材)的表面上。第一指示剂层16可包括一种以上的粘合剂，例如铝磷氧化物。然后可以将包含硫化缓蚀材料的硫化缓蚀涂层14的附加层施加到第一指示剂层16上，直到达到所需的涂层厚度。例如，在一些实施方式中，包含硫化缓蚀材料和粘合剂的硫化缓蚀涂层的多个附加层可以层叠在第一指示剂层16的顶部上。
现在参考图2，在使用过程中，制品10可能发生损坏，例如点蚀。例如，基材12具有损坏区域20，例如腐蚀坑。在损坏区域20上方形成腐蚀帽22。在形成损坏区域20(例如腐蚀坑)的腐蚀过程中，必须在带负电的物质和带正电的物质之间保持电荷平衡。例如，随着带负电的物质(例如硫和氧)被输送到基材，带正电的物质(例如钴和镍)被输送到基材表面，它们在基材表面与氧反应形成氧化物。这些带正电的物质(例如镍和钴离子)的氧化会导致体积膨胀，从而在腐蚀坑上方产生凸起的特征或氧化物的腐蚀帽。由于氧化物形成导致的体积膨胀引起的提升效应，腐蚀坑上方的涂层也被升起。腐蚀帽22的形成和扩大迫使指示剂层16更靠近于硫化缓蚀涂层14的表面并远离基材12。随着损坏区域20变得更深和/或更宽，腐蚀帽22也在生长，这继续推动或升高指示剂层16使其远离基材12并靠近涂层表面。通过腐蚀帽22而升起的指示剂层16使得可以在发光光源下检测指示剂氧化物，从而可以在视觉上识别损坏区域20。因此，无需从制品10上去除硫化缓蚀涂层14即可检测基材12上的损坏区域22。
现在参考图3，其示出了具有金属合金基材12的制品10，金属合金基材12上具有硫化缓蚀涂层14。硫化缓蚀涂层14包括指示剂层16，指示剂层16含有一种以上的指示剂氧化物18。基材12包括损坏区域20，例如裂纹或裂缝。在损坏区域20形成后，来自指示剂层16的一种以上的指示剂氧化物颗粒18可在制品10的热循环期间渗入损坏区域20。此类热循环可包括制品在高操作温度下操作后将制品冷却至环境温度。如图4所示，从基材12上剥离硫化缓蚀涂层14后，来自指示剂层16的一种以上的指示剂氧化物颗粒18保留在损坏区域20内，这允许更容易检查和检测基材上的损坏区域20。事实上，在目视检查制品10后，残留在损坏区域20中的指示剂氧化物颗粒18可以在合适的发光光源下发出荧光，从而更容易对损坏区域进行目视检测。
现在参考图5，其示出了具有金属合金基材12的制品10，金属合金基材12上具有硫化缓蚀涂层14。硫化缓蚀涂层14包括一个以上的指示剂层16a、16b，指示剂层16a、16b含有一种以上的指示剂氧化物。在某些实施方式中，指示剂层16a可与基材12相邻，而指示剂层16b可更靠近硫化缓蚀涂层14的表面。与涂层14的其他区域相比，指示剂层16a和16b包括浓度增加的指示剂氧化物。例如，在某些实施方式中，指示剂层16a、16b彼此间隔开，使得一层以上的硫化缓蚀材料位于指示剂层16a和指示剂层16b之间。在一些实施方式中，指示剂层16a和16b之间的涂层可包含硫化缓蚀材料和任选的粘合剂。在某些实施方式中，指示剂层16a和16b之间的涂层可以基本上不含指示剂氧化物。
现在参考图6所示，在制品10的使用过程中，随着硫化缓蚀涂层14的一部分被磨损，指示剂层16b变得更靠近硫化缓蚀涂层14的外表面。因此，随着涂层在某些区域磨损时，在发光光源下指示剂层16b在磨损区域下方是可见的，从而提供了在检查期间容易地测量涂层的磨损或寿命的能力。在某些实施方式中，指示剂层16a所包含的指示剂氧化物发射的荧光与指示剂层16b的指示剂氧化物发射的荧光不同。以这种方式使用不同的指示剂氧化物，可允许目视检测和识别涂层的磨损斑块和基材损坏。例如，指示剂层16b的指示剂氧化物的视觉检测指示涂层的磨损区域，同时指示剂层16a的指示剂氧化物的视觉检测指示基材12上的损坏区域。因此，利用层16a和16b的两种不同指示剂氧化物可允许检查和检测多个问题。
在另一个应用(未示出)中，不同的指示剂层可以用作耐磨涂层的一部分，并且由此允许检查和估计剩余涂层厚度。在另一个应用中，涂层部件不容易被移除以进行检查时，可使用来自不同指示剂层的磨屑(其包含不同的指示剂氧化物)作为示踪剂，并在异位(exsitu)检查以确定涂层的剩余厚度。
本文还提供了检查制品的方法。该方法包括将具有本文公开的硫化缓蚀涂层的制品的表面暴露于包含硫腐蚀物的环境；以及，使用一个以上的发光器件来检查制品以识别制品的损坏或识别涂层的磨损区域。一个以上的发光器件可以包括能够发射紫外光例如UV-A光的任何器件。
本公开的进一步方面由以下条款的主题提供：
磨损或烧蚀涂层，包含：粘合剂；润湿剂；和多个指示剂氧化物纳米颗粒。
前述任一项目的涂层，其中所述多个指示剂氧化物纳米颗粒包含氧化铕。
前述任一项目的涂层，其中所述粘合剂包含磷酸铝。
前述任一项目的涂层，其中润湿剂包括有机磷酸酯。
前述任一项目的涂层，其中所述涂层包括指示剂层，所述指示剂层具有浓度增加的指示剂氧化物纳米颗粒。
前述任一项目的涂层，其中所述指示剂层由指示剂氧化物纳米颗粒组成，所述指示剂氧化物纳米颗粒能够从所述粘合剂或所述润湿剂发出不同荧光。
硫化缓蚀涂层，包含：硫化缓蚀材料；粘合剂；润湿剂；和多个指示剂氧化物纳米颗粒；所述涂层包括第一指示剂层，所述第一指示剂层具有浓度增加的指示剂氧化物纳米颗粒。
前述任一项目的涂层，其中所述硫化缓蚀材料包括氧化铈、或贵金属修饰的氧化铈或它们的任何组合。
前述任一项目的涂层，其中所述氧化铈包含选自以下的掺杂剂：Gd、Y、La、Sm、Ca、Mg、Ba、Sr、Sc、Pr、Yb、Nd、Ho、Dy、Er和它们的任何组合。
前述任一项目的涂层，其中贵金属包括Pt、Pd或它们的组合。
前述任一项目的涂层，其中所述指示剂氧化物纳米颗粒包括氧化铕。
前述任一项目的涂层，其中所述粘合剂包括磷酸铝。
前述任一项目的涂层，所述涂层包括第二指示剂层，所述第二指示剂层具有浓度增加的指示剂氧化物颗粒。
前述任一项目的涂层，其中第一指示剂层由指示剂氧化物纳米颗粒组成，第一指示剂层的指示剂氧化物纳米颗粒不同于第二指示剂层的指示剂氧化物纳米颗粒。
前述任一项目的涂层，其中所述涂层的厚度为约1μm至约30μm。
制品，包括：具有表面的金属合金基材；以及所述表面上的硫化缓蚀涂层；所述硫化缓蚀涂层包含：粘合剂、硫化缓蚀材料、多个指示剂氧化物纳米颗粒和润湿剂，其中硫化缓蚀涂层包括设置在金属合金基材表面上的第一指示剂层，第一指示剂层含有指示剂氧化物纳米颗粒，其中与硫化缓蚀材料相比，第一指示剂层包含含量增加的指示剂氧化物纳米颗粒。
前述任一项目的制品，其中所述硫化缓蚀材料包含对含硫材料的分解具有催化作用的氧化物纳米颗粒。
前述任一项目的制品，其中所述硫化缓蚀涂层包括一个以上包含硫化缓蚀材料的设置在第一指示剂层上的层。
前述任一项目的制品，其中所述指示剂氧化物纳米颗粒包括氧化铈。
前述任一项目的制品，其中所述硫化缓蚀涂层包括第二指示剂层，所述第二指示剂层具有浓度增加的指示剂氧化物颗粒。
一种检查制品的方法，包括：将其上具有硫化缓蚀涂层的制品的表面暴露于具有硫腐蚀物的环境，其中所述硫化缓蚀涂层包括设置在制品表面上的指示剂层，所述指示剂层具有浓度增加的多个指示剂氧化物纳米颗粒；和使用一个以上的发光器件来检查制品以识别制品的损坏或识别涂层的磨损区域。
该书面说明使用示例来描述本公开，包括其最佳模式，并且还使本领域的任何技术人员能够实践本公开，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。本公开的可专利范围由权利要求限定，并且可以包括本领域技术人员想到的其他示例。如果这些其他示例具有与权利要求的字面语言没有差异的结构特征，或者如果它们包括与权利要求的字面语言没有实质性差异的等同结构特征，则这些其他示例也包含在权利要求的范围内。

Claims (10)

1.磨损或烧蚀涂层，包含：
粘合剂；
润湿剂；和
多个指示剂氧化物纳米颗粒。
2.根据权利要求1所述的涂层，其中，所述多个指示剂氧化物纳米颗粒包括氧化铕。
3.根据权利要求1所述的涂层，其中，所述粘合剂包含磷酸铝。
4.根据权利要求1所述的涂层，其中，所述润湿剂包含有机磷酸酯。
5.根据权利要求1所述的涂层，其中，所述涂层包含指示剂层，所述指示剂层具有浓度增加的指示剂氧化物纳米颗粒。
6.根据权利要求5所述的涂层，其中，所述指示剂层由指示剂氧化物纳米颗粒组成，所述指示剂氧化物纳米颗粒能够从所述粘合剂或所述润湿剂发出不同荧光。
7.硫化缓蚀涂层，包含：
硫化缓蚀材料；
粘合剂；
润湿剂；和
多个指示剂氧化物纳米颗粒；
其中所述涂层包括第一指示剂层，所述第一指示剂层具有浓度增加的指示剂氧化物纳米颗粒。
8.根据权利要求7所述的涂层，其中，所述硫化缓蚀材料包括氧化铈、或贵金属修饰的氧化铈或它们的任何组合。
9.制品，包括：
具有表面的金属合金基材；和
所述表面上的硫化缓蚀涂层；所述硫化缓蚀涂层包含：粘合剂、硫化缓蚀材料、多个指示剂氧化物纳米颗粒和润湿剂，所述硫化缓蚀涂层包括设置在所述金属合金基材表面上的第一指示剂层，所述第一指示剂层含有指示剂氧化物纳米颗粒，与所述硫化缓蚀材料相比，所述第一指示剂层包含含量增加的指示剂氧化物纳米颗粒。
10.根据权利要求9所述的制品，其中，所述硫化缓蚀材料包含对含硫材料的分解具有催化作用的氧化物纳米颗粒。
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