CN116472363A - 具有保护性涂层的航天部件以及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本公开内容的实施方式一般涉及航天部件上的保护性涂层和沉积保护性涂层的方法。在一个或多个实施方式中，提供含有保护性涂层的航天部件，且航天部件含有超合金基板与设置在超合金基板上的接合涂层。保护性涂层也含有设置在接合涂层上的热阻挡涂层，热阻挡涂层含有氧化钇稳定化氧化锆、设置在热阻挡涂层上的氧化物涂层、和设置在氧化物涂层上的任选的覆盖层。氧化物涂层含有膜堆叠物，膜堆叠物含有两对或更多对的第一膜与第二膜，其中第一膜含有第一金属氧化物且第二膜含有第二金属氧化物，且第一金属氧化物具有与第二金属氧化物不同的组成。覆盖层含有氧化铝、氧化钙、氧化镁、或前述物的任何组合。

Description

具有保护性涂层的航天部件以及其制备方法
背景
领域
本公开内容的实施方式一般涉及沉积处理，且更具体地涉及在航天部件上沉积膜的气相沉积处理。
相关技术说明
涡轮引擎典型地具有由于被暴露至热气体和/或反应性化学物(例如，酸、碱、或盐类)而随着时间腐蚀或退化的部件。此类涡轮部件通常借由热和/或化学阻挡涂层来保护。使用在暴露至气体涡轮引擎中燃烧的热气体之机翼上的现行涂层作为环境保护和作为各种金属合金涂层的保护性涂层两者。保护性涂层施加在基板材料(典型为镍基超合金)之上以提供对抗氧化与腐蚀攻击的保护。
然而，保护性涂层易受到由于含有钙镁铝硅酸盐(CMAS)的玻璃质熔体(glassymelts)的腐蚀。此玻璃质熔体是由吸收进入进气口与黏附于涡轮部件(例如，涡轮叶片、燃烧器、机翼等等)的热表面的氧化硅颗粒(例如，砂或灰尘)所形成。此玻璃质熔体通常借由毛细效应(capillary effect)和/或与保护性涂层的化学反应而渗透保护性涂层。在此之后，下方的超合金被玻璃质熔体腐蚀或者其他方式攻击，这导致涡轮损害且最终故障。
因此，需要用于涡轮部件与其他航天部件的改良的保护性涂层和沉积保护性涂层的方法。
发明内容
本公开内容的实施方式一般涉及航天部件上的保护性涂层和沉积保护性涂层的方法。在一个或多个实施方式中，提供含有保护性涂层的航天部件，且航天部件含有镍基超合金基板与设置在镍基超合金基板上的接合涂层，其中接合涂层含有合金，此合金含有铬与铝。保护性涂层也含有设置在接合涂层上的含有氧化钇稳定化氧化锆的热阻挡涂层和设置在热阻挡涂层上的氧化物涂层。
在一些实施方式中，提供含有保护性涂层的航天部件，且航天部件含有镍基超合金基板与设置在镍基超合金基板上的接合涂层，其中接合涂层含有合金，此合金含有铬、铝、第一元素、和第二元素，第一元素选自镍或钴，和第二元素选自铪、钨、锆、钇、或镧系元素。保护性涂层也含有设置在接合涂层上的含有氧化钇稳定化氧化锆的热阻挡涂层、设置在热阻挡涂层上的氧化物涂层、和设置在氧化物涂层上的覆盖层。氧化物涂层含有膜堆叠物，此膜堆叠物含有两对或更多对的第一膜与第二膜，其中第一膜含有第一金属氧化物且第二膜含有第二金属氧化物，且第一金属氧化物具有与第二金属氧化物不同的组成。覆盖层含有氧化铝、氧化钙、氧化镁、或前述物的任何组合。
在其他实施方式中，提供在航天部件上形成保护性涂层的方法，且此方法包括在镍基超合金基板上沉积接合涂层、在接合涂层上沉积含有氧化钇稳定化氧化锆的热阻挡涂层、和借由原子层沉积(ALD)来沉积含有第一膜与第二膜的膜堆叠物，而在热阻挡涂层上形成氧化物涂层。接合涂层包括含有铬、铝、第一元素、和第二元素的合金，第一元素选自镍或钴，和第二元素选自铪、钨、锆、钇、或镧系元素。第一膜含有第一金属氧化物且第二膜含有第二金属氧化物，和第一金属氧化物具有与第二金属氧化物不同的组成。
附图说明
借由参照实施方式，某些实施方式绘示在附图中，可获得简短总结于上的本公开内容的更具体的说明，以此方式可详细地理解本公开内容的上述特征结构。然而，将注意到附图仅绘示范例实施方式且因而不被当作限制本公开内容的范畴，本公开内容可容许其他等效实施方式。
图1是根据本文所说明与论述的一个或多个实施方式的含有保护性涂层的保护性航天部件的概略截面图。
图2是根据本文所说明与论述的一个或多个实施方式的含有另一种保护性涂层的保护性航天部件的概略截面图。
图3是根据本文所说明与论述的一个或多个实施方式的含有另一种保护性涂层的保护性航天部件的概略截面图。
为了易于理解，尽可能已使用相同的附图标记指代图示中共通的相同元件。料想到一个或多个实施方式的元件与特征结构可有利地并入其他多个实施方式。
具体实施方式
本公开内容的实施方式一般涉及保护性涂层，诸如设置在航天部件上的单一层、多层膜、纳米积层(nanolaminate)膜堆叠物、和/或联合(coalesced)膜，和沉积保护性涂层的方法。保护性涂层可沉积或者以其他方式形成在航天部件的内部表面和/或外部表面上。本文所说明与论述的保护性涂层降低或消除借由保护性涂层和下方超合金基板部件的含有钙镁铝硅酸盐(CMAS)的玻璃质熔体、高温氧化、和其他劣化和/或破坏来源所致使的腐蚀和/或氧化。
图1是根据本文所说明与论述一个或多个实施方式的设置在基板102上含有保护性涂层130的经保护航天部件100的概略截面图。保护性涂层130含有设置在基板102上的接合涂层104、设置在接合涂层104上的热阻挡涂层(TBC)106、和设置在热阻挡涂层106上的氧化物涂层110。
基板102可以是镍基超合金基板、钴基超合金基板、不锈钢基板、或其他类型的基板。基板102可以是或包括航天部件、零件、部分、或它们的表面、旋转设备、或可从保护性涂层130得益的任何其他部件或零件。例如，基板102可以是或包括航天部件或其他旋转设备部件，诸如涡轮叶片(blade)、涡轮盘片、涡轮机叶(vane)、涡轮叶轮、扇叶片、压缩机叶轮、动叶轮(impeller)、燃料喷嘴、燃料管线、阀、热交换器、或内部冷却通道，以及其他部件或零件。航天部件、基板102、和它们的任何表面(包括一个或多个外表面或外部表面和/或一个或多个内表面或内部表面)，可由一种或多种金属制成、含有一种或多种金属、或者包括一种或多种金属，此一种或多种金属诸如镍、铝、铬、铁、钢、不锈钢、钛、铪、一种或多种镍超合金、一种或多种英科耐尔(Inconel)合金、一种或多种哈氏合金(Hastelloy alloy)、前述物的合金、或前述物的任何组合。
在一个或多个实施方式中，接合涂层104具有含有铬、铝、和一种、两种、或更多种的额外元素的合金。例如，接合涂层104可具有合金，此合金含有铬、铝、选自镍或钴的第一元素、和选自铪、钨、锆、钇、或镧系元素的第二元素。在一些实施方式中，接合涂层104的合金可具有化学式MCrAlX，其中M是镍或钴，和X是铪、钨、锆、钇、镧系元素、或前述物的任何组合。例如，接合涂层104可以是或包括NiCrAlY、NiCrAlHf、NiCrAlZr、NiCoCrAlY、NiCoCrAlYTa、或前述物的组合中的一种或多种合金。接合涂层104的合金可包括镍或钴的含量是约60重量％、约62重量％、或约65重量％至约66重量％、约70重量％、约75重量％、约78重量％、或约79重量％。接合涂层104的合金可包括约15重量％、约18重量％、或约20重量％至约21重量％、约22重量％、或约25重量％。接合涂层104的合金可包括铝的含量是约6重量％、约7重量％、约8重量％、或约9重量％至约10重量％、约11重量％、约12重量％、或约13重量％。接合涂层104的合金可包括铪、钨、锆、钇、和/或镧系元素的每一者的含量是约0.001重量％、约0.01重量％、或约0.1重量％至约0.2重量％、约0.5重量％、约0.8重量％、约0.9重量％、约0.95重量％、或小于1重量％。在一个或多个实例中，镍或钴的含量是约60重量％至约79重量％、铬的含量是约15重量％至约25重量％、铝的含量是约6重量％至约13重量％、铪、钨、锆、钇、和/或镧系元素的每一者的含量是约0.001重量％至小于1重量％，诸如约0.95重量％或更小。在其他实施方式中，接合涂层104可以是或包括SiAl、PtAl、NiAl、包括Pt、Rh、Pd的改质NiAl、或前述物的组合中的一种或多种合金。在一些实施方式中，接合涂层104可独立地包括Ni、Co、Cr、Al、Pt、Rh、Pd、Re、Hf、W、Zr、Ta、稀土元素(例如，Y或La)、或前述物的组合。
接合涂层104可借由一种或多种气相沉积处理而沉积、生产、或者形成，诸如原子层沉积(ALD)、等离子体增强ALD(PE-ALD)、化学气相沉积(CVD)、等离子体增强CVD(PE-CVD)、物理气相沉积(PVD)、或前述处理的组合。接合涂层104也可使用低压等离子体喷涂、阴极电弧、电子束PVD(EBPVD)、使用铂系元素金属的电镀、渗铝法(aluminizing)、或前述处理的组合而形成。在一些实施方式中，接合涂层104可使用高速火焰熔射(high velocityoxy-fuel；HVOF)、空气等离子体喷涂(APS)、或前述处理的组合而形成。接合涂层104可被任选地退火以增进至基板102的黏附和增进交互扩散。例如，设置在基板102上的接合涂层104在退火处理期间可被加热至温度为约500℃至约1,200℃持续约1分钟至约90分钟。
接合涂层104具有厚度是约50nm、约100nm、约200nm、约500nm、约800nm、或约1μm至约5μm、约10μm、约20μm、约30μm、约50μm、约80μm、或约100μm。例如，接合涂层104具有厚度是约50nm至约100μm、约100nm至约50μm、约100nm至约25μm、约100nm至约10μm、约100nm至约5μm、约100nm至约1μm、约500nm至约50μm、约500nm至约25μm、约500nm至约10μm、约500nm至约5μm、约500nm至约1μm、约1μm至约50μm、约1μm至约25μm、约1μm至约10μm、或约1μm至约5μm。
在一个或多个实施方式中，热阻挡涂层106含有氧化钇稳定化氧化锆(YSZ)。热阻挡涂层106和/或氧化钇稳定化氧化锆含有约5摩尔百分比(mol％)、约6mol％、或约7mol％至约8mol％、约9mol％、或约10mol％的氧化钇。例如，热阻挡涂层106和/或氧化钇稳定化氧化锆含有约5mol％至约10mol％、约6mol％至约10mol％、约7mol％至约10mol％、约8mol％至约10mol％、约9mol％至约10mol％、约5mol％至约8mol％、约6mol％至约8mol％、或约7mol％至约8mol％的氧化钇。
热阻挡涂层106和/或氧化钇稳定化氧化锆含有约90mol％、约91mol％、或约92mol％至约93mol％、约94mol％、或约95mol％的氧化锆。例如，热阻挡涂层106和/或氧化钇稳定化氧化锆含有约90mol％至约95mol％、约91mol％至约95mol％、约92mol％至约95mol％、约93mol％至约95mol％、约90mol％至约93mol％、约91mol％至约93mol％、或约92mol％至约93mol％的氧化锆。
在一个或多个实例中，热阻挡涂层106和/或氧化钇稳定化氧化锆含有约5mol％至约10mol％的氧化钇与约90mol％至约95mol％的氧化锆。在一些实例中，热阻挡涂层106和/或氧化钇稳定化氧化锆含有7％ YSZ(为(ZrO2)0.93(Y2O3)0.07)或8％ YSZ(为(ZrO2)0.92(Y2O3)0.08)。
在其他实施方式中，热阻挡涂层106可包括稀土金属稳定化氧化锆或锆氧化物材料。例如，热阻挡涂层106可包括具有化学式为M2Zr2O7的化合物，其中M是选自La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、和/或Gd中的一种或多种稀土金属。在一些实施方式中，热阻挡涂层106可包括锶稳定化氧化锆或或锆氧化物材料，诸如SrZrO3、其他陶瓷、或前述物的组合。
热阻挡涂层106借由一种或多种沉积处理可沉积、生产、或者形成在接合涂层104上。在一些实施方式中，热阻挡涂层106可借由EBPVD、热喷涂、等离子体喷涂、悬浮等离子体喷涂、溶胶凝胶、或前述处理的组合而沉积。热阻挡涂层106具有厚度是约50nm、约100nm、约250nm、约500nm、约800nm、约1μm、或约5μm至约10μm、约20μm、约30μm、约50μm、约80μm、约100μm、约200μm、约300μm、或约500μm。例如，接合涂层104具有厚度是约50nm至约500μm、约50nm至约300μm、约50nm至约100μm、约100nm至约500μm、约100nm至约300μm、约100nm至约100μm、约100nm至约50μm、约100nm至约25μm、约100nm至约10μm、约100nm至约5μm、约100nm至约1μm、约500nm至约50μm、约500nm至约25μm、约500nm至约10μm、约500nm至约5μm、约500nm至约1μm、约1μm至约50μm、或约1μm至约25μm。
如图1所描绘，氧化物涂层110沉积、形成、或者设置在热阻挡涂层106上。氧化物涂层110可包括相同或不同组成的一层或多层。在一些方面中，氧化物涂层110可含有1、2、3、4、或更多种不同类型的氧化物化合物。氧化物涂层110含有铝、钆、钙、钛、镁、镧、铈、锆、铼、铪的氧化物、前述物的掺杂物、或前述物的任何组合。
在一个或多个实例中，氧化物涂层110含有氧化铝、氧化钆、氧化钙、氧化钛、氧化镁、前述物的掺杂物、或前述物的任何组合。在其他实例中，氧化物涂层110含有氧化铝钆、氧化镧铈、氧化镧锆、氧化铼铝、氧化铼锆、氧化铼铪、前述物的掺杂物、或前述物的任何组合。在一些实例中，氧化物涂层110是膜，此膜含有氧化铝与氧化钆的混合物、氧化钙与氧化钆的混合物、氧化铝与氧化钛的混合物、氧化钆与氧化镁的混合物、前述物的掺杂物、或前述物的任何组合。
氧化物涂层110可借由一种、两种、或更多种的气相沉积处理来沉积、生产、或者以其他方式形成，诸如ALD、PE-ALD、CVD、PE-CVD、PVD、或前述处理的组合。氧化物涂层110可被任选地退火以增进此膜内的元素的交互扩散。氧化物涂层110在退火处理期间可被加热至温度为约500℃、约800℃、或约1,000℃至约1,100℃、约1,200℃、约1,300℃、或约1,400℃，持续约1小时、约2小时、约5小时、或约10小时至约12小时、约15小时、约18小时、约20小时、或约24小时。
氧化物涂层110具有厚度是约10nm、约20nm、约30nm、约50nm、约100nm、约200nm、约350nm、约500nm、约650nm、约800nm、或约1μm至约1.5μm、约2μm、约3μm、约4μm、约5μm、约6μm、约8μm、或约10μm。例如，氧化物涂层110具有厚度是约10nm至约10μm、约10nm至约8μm、约10nm至约6μm、约10nm至约5μm、约10nm至约3μm、约10nm至约1μm、约10nm至约800nm、约10nm至约500nm、约10nm至约300nm、约10nm至约200nm、约10nm至约100nm、约10nm至约50nm、约150nm至约10μm、约150nm至约8μm、约150nm至约6μm、约150nm至约5μm、约150nm至约3μm、约150nm至约1μm、约150nm至约800nm、约150nm至约500nm、约150nm至约300nm、约150nm至约200nm、约500nm至约10μm、约500nm至约8μm、约500nm至约6μm、约500nm至约5μm、约500nm至约3μm、约500nm至约1μm、或约500nm至约800nm。
图2是根据本文所说明与论述的一个或多个实施方式的含有设置在基板102上的保护性涂层230的经保护航天部件200的概略截面图。保护性涂层230含有设置在基板102上的接合涂层104、设置在接合涂层104上的热阻挡涂层106、和设置在热阻挡涂层106上的氧化物涂层210。氧化物涂层210含有设置热阻挡涂层106上的第一膜212与设置在第一膜212上的第二膜214。
第一膜212与第二膜214各自可独立地含有相同或不同组成的一层或者多层。在一些方面中，第一膜212与第二膜214各自可独立地含有1、2、3、4、或更多不同种类的氧化物化合物，诸如不同的金属氧化物。氧化物涂层210含有铝、钆、钙、钛、镁、镧、铈、锆、铼、铪的氧化物、前述物的掺杂物、或前述物的任何组合。在一个或多个实施方式中，第一膜212含有第一金属氧化物且第二膜214含有第二金属氧化物。第一金属氧化物具有与第二金属氧化物不同的组成。在一些实例中，第一金属氧化物可具有与第二金属氧化物不同的一种或多种金属。在其他实例中，第一金属氧化物可具有与第二金属氧化物不同的氧的化学计量含量或比率。氧化物涂层210的第一膜212与第二膜214各自可独立地借由一种、两种、或更多种的气相沉积处理而沉积、生产、或者形成，诸如ALD、PE-ALD、CVD、PE-CVD、PVD、或前述处理的组合。
在一个或多个实例中，第一膜212含有氧化钆且第二膜214含有氧化铝。在其他实例中，第一膜212含有氧化铝与氧化钆的混合物且第二膜214含有氧化铝。在一些实例中，第一膜212含有氧化钆且第二膜214含有氧化钙。在其他实例中，第一膜212含有氧化钙与氧化钆的混合物且第二膜214含有氧化钙。在一个或多个实例中，第一膜212含有氧化钙与氧化钆的混合物且第二膜214含有氧化铝。在其他实例中，第一膜212含有氧化钆且第二膜214含有氧化钛。在一些实例中，第一膜212含有氧化钛与氧化钆的混合物且第二膜214含有氧化钛。在一个或多个实例中，第一膜212含有氧化钛与氧化钆的混合物且第二膜214含有氧化铝。在其他实例中，第一膜212含有氧化钛与氧化钆的混合物且第二膜214含有氧化钙。在一些实例中，第一膜212含有氧化钆且第二膜214含有氧化镁。在其他实例中，第一膜212含有氧化镁与氧化钆的混合物且第二膜214含有氧化镁。在一些实例中，第一膜212含有氧化镁与氧化钆的混合物且第二膜214含有氧化铝。在其他实例中，第一膜212含有氧化镁与氧化钆的混合物且第二膜214含有氧化钙。
氧化物涂层210、第一膜212、和/或第二膜214可独立地具有厚度是约1nm、约5nm、约10nm、约20nm、约30nm、约50nm、约100nm、约200nm、约350nm、约500nm、约650nm、约800nm、或约1μm至约1.5μm、约2μm、约3μm、约4μm、约5μm、约6μm、约8μm、或约10μm。例如，氧化物涂层210、第一膜212、和/或第二膜214可独立地具有厚度是约1nm至约10μm、约1nm至约8μm、约1nm至约6μm、约1nm至约5μm、约1nm至约3μm、约1nm至约1μm、约1nm至约800nm、约1nm至约500nm、约1nm至约300nm、约1nm至约200nm、约1nm至约100nm、约1nm至约50nm、约10nm至约10μm、约10nm至约8μm、约10nm至约6μm、约10nm至约5μm、约10nm至约3μm、约10nm至约1μm、约10nm至约800nm、约10nm至约500nm、约10nm至约300nm、约10nm至约200nm、约10nm至约100nm、约10nm至约50nm、约150nm至约10μm、约150nm至约8μm、约150nm至约6μm、约150nm至约5μm、约150nm至约3μm、约150nm至约1μm、约150nm至约800nm、约150nm至约500nm、约150nm至约300nm、约150nm至约200nm、约500nm至约10μm、约500nm至约8μm、约500nm至约6μm、约500nm至约5μm、约500nm至约3μm、约500nm至约1μm、或约500nm至约800nm。
作为整体的氧化物涂层210、或第一膜212与第二膜214的每一者可被任选地退火以增进膜内的元素的交互扩散。氧化物涂层210在退火处理期间可被加热至温度是约500℃、约800℃、或约1,000℃至约1,100℃、约1,200℃、约1,300℃、或约1,400℃，持续约1小时、约2小时、约5小时、或约10小时至约12小时、约15小时、约18小时、约20小时、或约24小时。
图3是根据本文所说明与论述的一个或多个实施方式的含有设置在基板102上的保护性涂层330的经保护航天部件300的概略截面图。保护性涂层330含有设置在基板102上的接合涂层104、设置在接合涂层104上的热阻挡涂层106、设置在热阻挡涂层106上的氧化物涂层310、和设置在氧化物涂层310上的覆盖层320。
氧化物涂层310含有膜堆叠物，此膜堆叠物含有两对、三对、或更多对的第一膜312与第二膜314。例如，氧化物涂层310的膜堆叠物可具有从2、3、4、5、6、8、10、或12对的第一膜312与第二膜314至约15、约20、约30、约40、约50、约65、约80、约100、约150、约200、或更多对的第一膜312与第二膜314。氧化物涂层310含有设置在热阻挡涂层106上的第一膜312和设置在第一膜312上的第二膜314。在一个或多个实例中，初始的第一膜312沉积在热阻挡涂层106上和覆盖层320沉积在最终的第二膜314上，取决于沉积多少对的第一膜312与第二膜314用以生产氧化物涂层310。
第一膜312含有第一金属氧化物且第二膜314含有第二金属氧化物，且第一金属氧化物具有与第二金属氧化物不同的组成。在一些实例中，第一金属氧化物可具有与第二金属氧化物不同的一种或多种金属。在其他实例中，第一金属氧化物可具有与第二金属氧化物不同的氧的化学计量含量或比率。第一膜312与第二膜314各自可独立地含有相同或不同组成的一层或者多层。在一些方面中，第一膜312与第二膜314各自可独立地含有1、2、3、4、或更多不同种类的氧化物化合物，诸如不同的金属氧化物。氧化物涂层310含有铝、钆、钙、钛、镁、镧、铈、锆、铼、铪的氧化物、前述物的掺杂物、或前述物的任何组合。
第一膜312含有氧化铝、氧化钙、氧化镁、氧化钛、氧化锌、前述物的掺杂物、或前述物的任何组合。第二膜314含有氧化钆或氧化钆的掺杂物。覆盖层320含有氧化铝、氧化钙、氧化镁、前述物的掺杂物、或前述物的任何组合。第一膜312、第二膜314、和/或覆盖层320各自可独立地借由一种、两种、或更多种的气相沉积处理而沉积、生产、或者以其他方式形成，诸如ALD、PE-ALD、CVD、PE-CVD、PVD、或前述处理的组合。
氧化物涂层310、第一膜312、第二膜314、和/或覆盖层320可独立地具有厚度是约1nm、约5nm、约10nm、约20nm、约30nm、约50nm、约100nm、约200nm、约350nm、约500nm、约650nm、约800nm、或约1μm至约1.5μm、约2μm、约3μm、约4μm、约5μm、约6μm、约8μm、或约10μm。例如，氧化物涂层310、第一膜312、第二膜314、和/或覆盖层320可独立地具有厚度为约1nm至约10μm、约1nm至约8μm、约1nm至约6μm、约1nm至约5μm、约1nm至约3μm、约1nm至约1μm、约1nm至约800nm、约1nm至约500nm、约1nm至约300nm、约1nm至约200nm、约1nm至约100nm、约1nm至约50nm、约10nm至约10μm、约10nm至约8μm、约10nm至约6μm、约10nm至约5μm、约10nm至约3μm、约10nm至约1μm、约10nm至约800nm、约10nm至约500nm、约10nm至约300nm、约10nm至约200nm、约10nm至约100nm、约10nm至约50nm、约150nm至约10μm、约150nm至约8μm、约150nm至约6μm、约150nm至约5μm、约150nm至约3μm、约150nm至约1μm、约150nm至约800nm、约150nm至约500nm、约150nm至约300nm、约150nm至约200nm、约500nm至约10μm、约500nm至约8μm、约500nm至约6μm、约500nm至约5μm、约500nm至约3μm、约500nm至约1μm、或约500nm至约800nm。
作为整体的氧化物涂层310，或第一膜312、第二膜314、和/或覆盖层320的每一者可被任选地退火以增进膜内的元素的交互扩散。氧化物涂层310在退火处理期间可被加热至温度是约500℃、约800℃、或约1,000℃至约1,100℃、约1,200℃、约1,300℃、或约1,400℃，持续约1小时、约2小时、约5小时、或约10小时或至约12小时、约15小时、约18小时、约20小时、或约24小时。
在一个或多个实施方式中，提供在基板102(例如，航天部件)上制备或者以其他方式形成保护性涂层130、230、330的方法且此方法包括在基板102(例如，镍基超合金基板)上沉积接合涂层104、在接合涂层104上沉积含有氧化钇稳定化氧化锆的热阻挡涂层106、和借由ALD或其他气相沉积处理来沉积金属氧化物而在热阻挡涂层106上形成氧化物涂层110、210、310。接合涂层104包括合金，此合金含有铬、铝、选自镍或钴的第一元素、和选自铪、钨、锆、钇、或镧系元素的第二元素。在一些实施方式中，第一膜212、312含有第一金属氧化物且第二膜214、314含有第二金属氧化物，且第一金属氧化物具有与第二金属氧化物不同的组成。在其他实施方式中，此方法进一步包括在氧化物涂层310上沉积覆盖层320。覆盖层320含有氧化铝、氧化钙、氧化镁、前述物的掺杂物、或前述物的任何组合。
气相沉积处理
在一个或多个实施方式中，航天部件可暴露至第一前驱物与氧化剂以借由气相沉积处理在基板或航天部件上形成第一膜。气相沉积处理可以是ALD处理、PE-ALD处理、热CVD处理、PE-CVD处理、或前述处理的任何组合。
一种或多种铝前驱物与一种或多种氧化剂可在气相沉积处理中组合以产生氧化铝。范例氧化剂可以是或包括水(例如，蒸汽)、氧(O2)、原子氧、臭氧、一氧化二氮、一种或多种的无机过氧化物(例如，过氧化氢、过氧化钙)、一种或多种的有机过氧化物、一种或多种的醇类、前述物的等离子体、或前述物的任何组合。铝前驱物可以是或包括一种或多种的烷基铝化合物、一种或多种的烷氧基铝化合物、一种或多种的乙酰丙酮铝化合物、前述物的取代物、前述物的配合物、前述物的加合物(abducts)、前述物的盐类、或前述物的任何组合。范例铝前驱物可以是或包括三甲基铝、三乙基铝、三丙基铝、三丁基铝、三甲氧基铝、三乙氧基铝、三丙氧基铝、三丁氧基铝、乙酰丙酮酸铝(Al(acac)3，也称为三(2,4-戊二酮)铝)、六氟丙酮酸铝(Al(hfac)3)、三二三甲基乙酰基甲烷基铝(trisdipivaloylmethanatoaluminum(DPM3Al；(C11H19O2)3Al)))、前述物的异构物、前述物的配合物、前述物的加合物、前述物的盐类、或前述物的任何组合。
一种或多种铪前驱物与一种或多种氧化剂可在气相沉积处理中组合以产生氧化铪。铪前驱物可以是或包括一种或多种的环戊二烯铪化合物、一种或多种的胺基铪化合物、一种或多种的烷基铪化合物、一种或多种的烷氧基铪化合物、前述物的取代物、前述物的配合物、前述物的加合物、前述物的盐类、或前述物的任何组合。范例铪前驱物可以是或包括双(甲基环戊二烯)二甲基铪((MeCp)2HfMe2)、双(甲基环戊二烯)甲基甲氧基铪((MeCp)2Hf(OMe)(Me))、双(环戊二烯)二甲基铪((Cp)2HfMe2)、四(三级丁氧基)铪、异丙氧基铪((iPrO)4Hf)、四(二甲胺基)铪(TDMAH)、四(二乙胺基)铪(TDEAH)、四(乙基甲胺基)铪(TEMAH)、前述物的异构物、前述物的配合物、前述物的加合物、前述物的盐类、或前述物的任何组合。
一种或多种钛前驱物与一种或多种氧化剂可在气相沉积处理中组合以产生氧化钛。钛前驱物可以是或包括一种或多种的环戊二烯钛化合物、一种或多种的胺基钛化合物、一种或多种的烷基钛化合物、一种或多种的烷氧基钛化合物、前述物的取代物、前述物的配合物、前述物的加合物、前述物的盐类、或前述物的任何组合。范例钛前驱物可以是或包括双(甲基环戊二烯)二甲基钛((MeCp)2TiMe2)、双(甲基环戊二烯)甲基甲氧基钛((MeCp)2Ti(OMe)(Me))、双(环戊二烯)二甲基钛((Cp)2TiMe2)、四(三级丁氧基)钛、异丙氧基钛((iPrO)4Ti)、四(二甲胺基)钛(TDMAT)、四(二乙胺基)钛(TDEAT)、四(乙基甲胺基)钛(TEMAT)、前述物的异构物、前述物的配合物、前述物的加合物、前述物的盐类、或前述物的任何组合。
一种或多种锆前驱物与一种或多种氧化剂可在气相沉积处理中组合以产生氧化锆。锆前驱物可以是或包括一种或多种的环戊二烯锆化合物、一种或多种的胺基锆化合物、一种或多种的烷基锆化合物、一种或多种的烷氧基锆化合物、前述物的取代物、前述物的配合物、前述物的加合物、前述物的盐类、或前述物的任何组合。范例锆前驱物可以是或包括双(甲基环戊二烯)二甲基锆((MeCp)2ZrMe2)、双(甲基环戊二烯)甲基甲氧基锆((MeCp)2Zr(OMe)(Me))、双(环戊二烯)二甲基锆((Cp)2ZrMe2)、四(三级丁氧基)锆、异丙氧基锆((iPrO)4Zr)、四(二甲胺基)锆、四(二乙胺基)锆、四(乙基甲胺基)锆、前述物的异构物、前述物的配合物、前述物的加合物、前述物的盐类、或前述物的任何组合。
一种或多种镧前驱物与一种或多种氧化剂可在气相沉积处理中组合以产生氧化镧。镧前驱物可以是或包括一种或多种的环戊二烯镧化合物、一种或多种的胺基镧化合物、一种或多种的烷基镧化合物、一种或多种的烷氧基镧化合物、前述物的取代物、前述物的配合物、前述物的加合物、前述物的盐类、或前述物的任何组合。范例镧前驱物可以是或包括异丙氧化镧(III)(C9H21LaO3)、三[N,N-双(三甲基硅基)酰胺]镧(III)(La(N(Si(CH3)3)2)3)、三(环戊二烯基)镧(III)(La(C5H5)3)、三(四甲基环戊二烯基)镧(III)(La((CH3)4C5H)3)、前述物的异构物、前述物的配合物、前述物的加合物、前述物的盐类、或前述物的任何组合。
一种或多种锌前驱物与一种或多种氧化剂可在气相沉积处理中组合以产生氧化锌。锌前驱物可以是或包括一种或多种的烷基锌化合物、一种或多种的烷氧基锌化合物、一种或多种的二酮锌(zinc dionate)化合物、前述物的取代物、前述物的配合物、前述物的加合物、前述物的盐类、或前述物的任何组合。范例锌前驱物可以是或包括二乙基锌(DEZ)、双(2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮)锌(bis(2,2,6,6-tetramethyl-3,5-heptanedionato)zinc；Zn(TMHD)2)、双[4,4,4-三氟-1-(2-噻吩基-1,3-丁二酮]锌(bis[4,4,4-trifluoro-1-(2-thienyl-1,3-butanedionato]zinc；TMEDA)、甲氧化锌(Zn(OCH3)2)、前述物的异构物、前述物的配合物、前述物的加合物、前述物的盐类、或前述物的任何组合。
一种或多种钙前驱物与一种或多种氧化剂可在气相沉积处理中组合以产生氧化钙。钙前驱物可以是或包括一种或多种的环戊二烯钙化合物、一种或多种的烷基钙化合物、一种或多种的烷氧基钙化合物、一种或多种的二酮钙(calcium dionate)化合物、前述物的取代物、前述物的配合物、前述物的加合物、前述物的盐类、或前述物的任何组合。范例钙前驱物可以是或包括双(N,N’-二异丙基甲脒基)钙(II)二聚物(bis(N,N’-diisopropylformamidinato)calcium(II)dimer；C28H60Ca2N8)、双(6,6,7,7,8,8,8-七氟-2,2-二甲基-3,5-辛二酮)钙(bis(6,6,7,7,8,8,8-heptafluoro-2,2-dimethyl-3,5-octanedionate)calcium；Ca(C3F7COCHCOC(CH3)3)2)、双(2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮)钙(bis(2,2,6,6-tetramethyl-3,5-heptanedionato)calcium；Ca(TMHD)2)、双(五甲基环戊二烯基)钙四氢呋喃(bis(pentamethylcyclopentadienyl)calciumtetrahydrofuran；(CH3)5C5]2Ca(C4H8O)2)、前述物的异构物、前述物的配合物、前述物的加合物、前述物的盐类、或前述物的任何组合。
一种或多种镁前驱物与一种或多种氧化剂可在气相沉积处理中组合以产生氧化镁。镁前驱物可以是或包括一种或多种的环戊二烯镁化合物、一种或多种的烷基镁化合物、一种或多种的烷氧基镁化合物、一种或多种的二酮镁(magnesium dionate)化合物、前述物的取代物、前述物的配合物、前述物的加合物、前述物的盐类、或前述物的任何组合。范例镁前驱物可以是或包括双(环戊二烯基)镁(C10H10Mg)、双(乙基环戊二烯基)镁((C2H5C5H4)2Mg)、双(五甲基环戊二烯基)镁((CH3)5C5)2Mg)、双(2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮)镁(bis(2,2,6,6-tetramethyl-3,5-heptanedionato)magnesium；Mg(TMHD)2)、前述物的异构物、前述物的配合物、前述物的加合物、前述物的盐类、或前述物的任何组合。
一种或多种钆前驱物与一种或多种氧化剂可在气相沉积处理中组合以产生氧化钆。钆前驱物可以是或包括一种或多种的环戊二烯钆化合物、一种或多种的羰基钆化合物、一种或多种的二酮钆(gadolinium dionate)化合物、一种或多种的胺基钆化合物、前述物的取代物、前述物的配合物、前述物的加合物、前述物的盐类、或前述物的任何组合。范例钆前驱物可以是或包括三(环戊二烯基)钆(Gd(C5H5)3)、三(四甲基环戊二烯基)钆(Gd((CH3)4C5H)3)、三(2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮)钆(tris(2,2,6,6-tetramethyl-3,5-heptanedionato)gadolinium；Gd(TMHD)3)、三[N,N-双(三甲基硅基)酰胺]钆(III)(Gd(N(Si(CH3)3)2)3)、前述物的异构物、前述物的配合物、前述物的加合物、前述物的盐类、或前述物的任何组合。
一种或多种铼前驱物与一种或多种氧化剂可在气相沉积处理中组合以产生氧化铼。铼前驱物可以是或包括一种或多种的环戊二烯铼化合物、一种或多种的羰基铼化合物、一种或多种的二酮铼(rhenium dionate)化合物、前述物的取代物、前述物的配合物、前述物的加合物、前述物的盐类、或前述物的任何组合。范例铼前驱物可以是或包括甲基三氧化铼(ReO3Me)、十羰基二铼(Re2(CO)10)、前述物的异构物、前述物的配合物、前述物的加合物、前述物的盐类、或前述物的任何组合。
一种或多种铈前驱物与一种或多种氧化剂可在气相沉积处理中组合以产生氧化铈。铈前驱物可以是或包括一种或多种的环戊二烯铈化合物、一种或多种的二酮铈(ceriumdionate)化合物、前述物的取代物、前述物的配合物、前述物的加合物、前述物的盐类、或前述物的任何组合。范例铈前驱物可以是或包括一种或多种的四(2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮)铈(IV)(cerium(IV)tetra(2,2,6,6-tetramethyl-3,5-heptanedionate)；Ce(TMHD)4)、三(环戊二烯)铈((C5H5)3Ce)、三(丙基环戊二烯)铈([(C3H7)C5H4]3Ce)、三(四甲基环戊二烯)铈([(CH3)4C5H]3Ce)、或前述物的任何组合。
在一个或多个实施方式中，气相沉积处理是ALD处理和此方法包括连续地将基板或航天部件的表面暴露至第一前驱物与氧化剂以形成第一膜。ALD处理的每个循环包括将航天部件的表面暴露至第一前驱物、执行泵净化、将航天部件暴露至氧化剂、和执行泵净化以形成第一膜。第一前驱物与氧化剂的顺序可颠倒，使得ALD循环包括将航天部件的表面暴露至氧化剂、执行泵净化、将航天部件暴露至第一前驱物、和执行泵净化以形成第一膜。
在一些实例中，在每个ALD循环期间，基板或航天部件暴露至第一前驱物持续约0.1秒至约10秒、暴露至氧化剂持续约0.1秒至约10秒、和泵净化持续约0.5秒至约30秒。在其他实例中，在每个ALD循环期间，基板或航天部件暴露至第一前驱物持续约0.5秒至约3秒、暴露至氧化剂持续约0.5秒至约3秒、和泵净化持续约1秒至约10秒。
每个ALD循环被重复从2、3、4、5、6、8、约10、约12、或约15次至约18、约20、约25、约30、约40、约50、约65、约80、约100、约120、约150、约200、约250、约300、约350、约400、约500、约800、约1,000、或更多次数以形成第一沉积层。例如，每个ALD循环被重复从2次至约1,000次、2次至约800次、2次至约500次、2次至约300次、2次至约250次、2次至约200次、2次至约150次、2次至约120次、2次至约100次、2次至约80次、2次至约50次、2次至约30次、2次至约20次、2次至约15次、2次至约10次、2次至5次、约8次至约1,000次、约8次至约800次、约8次至约500次、约8次至约300次、约8次至约250次、约8次至约200次、约8次至约150次、约8次至约120次、约8次至约100次、约8次至约80次、约8次至约50次、约8次至约30次、约8次至约20次、约8次至约15次、约8次至约10次、约20次至约1,000次、约20次至约800次、约20次至约500次、约20次至约300次、约20次至约250次、约20次至约200次、约20次至约150次、约20次至约120次、约20次至约100次、约20次至约80次、约20次至约50次、约20次至约30次、约50次至约1,000次、约50次至约500次、约50次至约350次、约50次至约300次、约50次至约250次、约50次至约150次、或约50次至约100次以形成第一膜。
在其他实施方式中，气相沉积处理是CVD处理和此方法包括将基板或航天部件同时地暴露至第一前驱物与氧化剂以形成第一膜。在ALD处理或CVD处理期间，第一前驱物与氧化剂各自可独立地包括一种或多种载气。一种或多种净化气体在暴露至第一前驱物与氧化剂之间中可流动遍布航天部件和/或穿过处理腔室。在一些实例中，相同气体可用于作为载气与净化气体。范例载气与净化气体可独立地为或包括氮(N2)、氩、氦、氖、氢(H2)、或前述气体的任何组合中的一者或多者。
第一膜可具有厚度是约0.1nm、约0.2nm、约0.3nm、约0.4nm、约0.5nm、约0.8nm、约1nm、约2nm、约3nm、约5nm、约8nm、约10nm、约12nm、或约15nm至约18nm、约20nm、约25nm、约30nm、约40nm、约50nm、约60nm、约80nm、约100nm、约120nm、或约150nm。例如，第一膜可具有厚度是约0.1nm至约150nm、约0.2nm至约150nm、约0.2nm至约120nm、约0.2nm至约100nm、约0.2nm至约80nm、约0.2nm至约50nm、约0.2nm至约40nm、约0.2nm至约30nm、约0.2nm至约20nm、约0.2nm至约10nm、约0.2nm至约5nm、约0.2nm至约1nm、约0.2nm至约0.5nm、约0.5nm至约150nm、约0.5nm至约120nm、约0.5nm至约100nm、约0.5nm至约80nm、约0.5nm至约50nm、约0.5nm至约40nm、约0.5nm至约30nm、约0.5nm至约20nm、约0.5nm至约10nm、约0.5nm至约5nm、约0.5nm至约1nm、约2nm至约150nm、约2nm至约120nm、约2nm至约100nm、约2nm至约80nm、约2nm至约50nm、约2nm至约40nm、约2nm至约30nm、约2nm至约20nm、约2nm至约10nm、约2nm至约5nm、约2nm至约3nm、约10nm至约150nm、约10nm至约120nm、约10nm至约100nm、约10nm至约80nm、约10nm至约50nm、约10nm至约40nm、约10nm至约30nm、约10nm至约20nm、或约10nm至约15nm。
在一个或多个实施方式中，基板或航天部件暴露至第二前驱物与氧化剂以借由产生纳米积层膜的ALD处理在第一膜上形成第二膜。第一膜与第二膜彼此具有不同的组成。在一些实例中，第一前驱物是与第二前驱物不同的前驱物，诸如第一前驱物是第一类型金属的来源，而第二前驱物是第二类型金属的来源，和第一与第二类型金属是不同的。
在ALD处理期间，第二前驱物和/或氧化剂的每一者可独立地包括一种或多种载气。在第二前驱物与氧化剂的暴露之间，一种或多种净化气体可流动遍布航天部件和/或贯穿处理腔室。在一些实例中，相同气体可用于作为载气与净化气体。范例载气与净化气体可独立地是或包括氮(N2)、氩、氦、氖、氢(H2)、或前述物的任何组合中的一者或多者。
ALD处理的每次循环包括将航天部件暴露至第二前驱物、执行泵净化、将航天部件暴露至氧化剂、和执行泵净化，以形成第二膜。第二前驱物与氧化剂的次序可颠倒，使得ALD循环包括将航天部件的表面暴露至氧化剂、执行泵净化、将航天部件暴露至第二前驱物、和执行泵净化，以形成第二膜。
在一个或多个实例中，在每个ALD循环期间，基板或航天部件暴露至第二前驱物持续约0.1秒至约10秒、氧化剂持续约0.1秒至约10秒、和泵净化持续约0.5秒至约30秒。在其他实例中，在每个ALD循环期间，基板或航天部件暴露至第二前驱物持续约0.5秒至约3秒、氧化剂持续约0.5秒至约3秒、和泵净化持续约1秒至约10秒。
重复每个ALD循环从2、3、4、5、6、8、约10、约12、或约15次至约18、约20、约25、约30、约40、约50、约65、约80、约100、约120、约150、约200、约250、约300、约350、约400、约500、约800、约1,000、或更多次数以形成第二膜。例如，重复每个ALD循环从2次至约1,000次、2次至约800次、2次至约500次、2次至约300次、2次至约250次、2次至约200次、2次至约150次、2次至约120次、2次至约100次、2次至约80次、2次至约50次、2次至约30次、2次至约20次、2次至约15次、2次至约10次、2次至5次、约8次至约1,000次、约8次至约800次、约8次至约500次、约8次至约300次、约8次至约250次、约8次至约200次、约8次至约150次、约8次至约120次、约8次至约100次、约8次至约80次、约8次至约50次、约8次至约30次、约8次至约20次、约8次至约15次、约8次至约10次、约20次至约1,000次、约20次至约800次、约20次至约500次、约20次至约300次、约20次至约250次、约20次至约200次、约20次至约150次、约20次至约120次、约20次至约100次、约20次至约80次、约20次至约50次、约20次至约30次、约50次至约1,000次、约50次至约500次、约50次至约350次、约50次至约300次、约50次至约250次、约50次至约150次、或约50次至约100次，以形成第二膜。
第二膜可具有厚度是约0.1nm、约0.2nm、约0.3nm、约0.4nm、约0.5nm、约0.8nm、约1nm、约2nm、约3nm、约5nm、约8nm、约10nm、约12nm、或约15nm至约18nm、约20nm、约25nm、约30nm、约40nm、约50nm、约60nm、约80nm、约100nm、约120nm、或约150nm。例如，第二膜可具有厚度是约0.1nm至约150nm、约0.2nm至约150nm、约0.2nm至约120nm、约0.2nm至约100nm、约0.2nm至约80nm、约0.2nm至约50nm、约0.2nm至约40nm、约0.2nm至约30nm、约0.2nm至约20nm、约0.2nm至约10nm、约0.2nm至约5nm、约0.2nm至约1nm、约0.2nm至约0.5nm、约0.5nm至约150nm、约0.5nm至约120nm、约0.5nm至约100nm、约0.5nm至约80nm、约0.5nm至约50nm、约0.5nm至约40nm、约0.5nm至约30nm、约0.5nm至约20nm、约0.5nm至约10nm、约0.5nm至约5nm、约0.5nm至约1nm、约2nm至约150nm、约2nm至约120nm、约2nm至约100nm、约2nm至约80nm、约2nm至约50nm、约2nm至约40nm、约2nm至约30nm、约2nm至约20nm、约2nm至约10nm、约2nm至约5nm、约2nm至约3nm、约10nm至约150nm、约10nm至约120nm、约10nm至约100nm、约10nm至约80nm、约10nm至约50nm、约10nm至约40nm、约10nm至约30nm、约10nm至约20nm、或约10nm至约15nm。
此方法包括决定金属氧化物或氧化物涂层110、210、310是否已达到期望厚度。若已达到金属氧化物或氧化物涂层110、210、310的期望厚度，接着停止沉积材料。若尚未达到金属氧化物或氧化物涂层110、210、310的期望厚度，接着开始借由气相沉积处理沉积第一膜与借由ALD处理沉积第二膜的另一沉积循环。重复沉积循环直到达到金属氧化物或氧化物涂层110、210、310的期望厚度。
在一个或多个实施方式中，保护涂层330或者金属氧化物或氧化物涂层110、210、310可含有从2、3、4、5、6、7、8、或9对的第一膜与第二膜至约10、约12、约15、约20、约25、约30、约40、约50、约65、约80、约100、约120、约150、约200、约250、约300、约500、约800、或约1,000对的第一膜与第二膜。例如，金属氧化物或氧化物涂层310可含有从1至约1,000、1至约800、1至约500、1至约300、1至约250、1至约200、1至约150、1至约120、1至约100、1至约80、1至约65、1至约50、1至约30、1至约20、1至约15、1至约10、1至约8、1至约6、1至5、1至4、1至3、约5至约150、约5至约120、约5至约100、约5至约80、约5至约65、约5至约50、约5至约30、约5至约20、约5至约15、约5至约10、约5至约8、约5至约7、约10至约150、约10至约120、约10至约100、约10至约80、约10至约65、约10至约50、约10至约30、约10至约20、约10至约15、或约10至约12对的第一膜与第二膜。
保护涂层130、230、330或者金属氧化物或氧化物涂层110、210、310可具有厚度是约1nm、约2nm、约3nm、约5nm、约8nm、约10nm、约12nm、约15nm、约20nm、约30nm、约50nm、约60nm、约80nm、约100nm、或约120nm至约150nm、约180nm、约200nm、约250nm、约300nm、约350nm、约400nm、约500nm、约800nm、约1,000nm、约2,000nm、约3,000nm、约4,000nm、约5,000nm、约6,000nm、约7,000nm、约8,000nm、约9,000nm、约10,000nm、或更厚。在一些实例中，保护涂层130、230、330或者金属氧化物或氧化物涂层110、210、310可具有厚度是小于10μm(小于10,000nm)。例如，保护涂层130、230、330或者金属氧化物或氧化物涂层110、210、310可具有厚度是约1nm至小于10,000nm、约1nm至约8,000nm、约1nm至约6,000nm、约1nm至约5,000nm、约1nm至约3,000nm、约1nm至约2,000nm、约1nm至约1,500nm、约1nm至约1,000nm、约1nm至约500nm、约1nm至约400nm、约1nm至约300nm、约1nm至约250nm、约1nm至约200nm、约1nm至约150nm、约1nm至约100nm、约1nm至约80nm、约1nm至约50nm、约20nm至约500nm、约20nm至约400nm、约20nm至约300nm、约20nm至约250nm、约20nm至约200nm、约20nm至约150nm、约20nm至约100nm、约20nm至约80nm、约20nm至约50nm、约30nm至约400nm、约30nm至约200nm、约50nm至约500nm、约50nm至约400nm、约50nm至约300nm、约50nm至约250nm、约50nm至约200nm、约50nm至约150nm、约50nm至约100nm、约80nm至约250nm、约80nm至约200nm、约80nm至约150nm、约80nm至约100nm、约50nm至约80nm、约100nm至约500nm、约100nm至约400nm、约100nm至约300nm、约100nm至约250nm、约100nm至约200nm、或约100nm至约150nm。
金属氧化物或氧化物涂层110、210、310可任选地暴露至一个或多个退火处理。在一些实例中，金属氧化物或氧化物涂层110、210、310在退火处理期间可转换成联合(coalesced)膜240。在退火处理期间，高温将金属氧化物或氧化物涂层110、210、310内的层联合成单一结构，其中新的晶体组件增进联合膜240的整合性与保护性质。在其他实例中，金属氧化物或氧化物涂层110、210、310在退火处理期间可被加热与致密化，但仍维持为纳米积层膜堆叠物。退火处理可以是或包括热退火、等离子体退火、紫外线退火、激光退火、或前述物的任何组合。
设置在基板或航天部件上的金属氧化物或氧化物涂层110、210、310在退火处理期间被加热至温度是约400℃、约500℃、约600℃、或约700℃至约750℃、约800℃、约900℃、约1,000℃、约1,100℃、约1,200℃、或更高的温度。例如，设置在基板或航天部件上的金属氧化物或氧化物涂层110、210、310在退火处理期间被加热至温度是约400℃至约1,200℃、约400℃至约1,100℃、约400℃至约1,000℃、约400℃至约900℃、约400℃至约800℃、约400℃至约700℃、约400℃至约600℃、约400℃至约500℃、约550℃至约1,200℃、约550℃至约1,100℃、约550℃至约1,000℃、约550℃至约900℃、约550℃至约800℃、约550℃至约700℃、约550℃至约600℃、约700℃至约1,200℃、约700℃至约1,100℃、约700℃至约1,000℃、约700℃至约900℃、约700℃至约800℃、约850℃至约1,200℃、约850℃至约1,100℃、约850℃至约1,000℃、或约850℃至约900℃。
金属氧化物或氧化物涂层110、210、310在退火处理期间可在真空下于低压(例如，从约0.1托至小于760托)、于周围压强(例如，约760托)、和/或于高压(例如，从大于760托(1大气压)至约3,678托(约5大气压))。金属氧化物或氧化物涂层110、210、310在退火处理期间可暴露至含有一种或多种气体的气氛。在退火处理期间使用的范例气体可以是或包括氮(N2)、氩、氦、氢(H2)、或氧(O2)、或前述物的任何组合。退火处理可执行持续约0.01秒至约10分钟。在一些实例中，退火处理可以是热退火且持续约1分钟、约5分钟、约10分钟、或约30分钟至约1小时、约2小时、约5小时、或约24小时。在其他实例中，退火处理可以是激光退火或尖波退火(spike anneal)且持续约1毫秒、约100毫秒、或约1秒至约5秒、约10秒、或约15秒。
在一个或多个实施方式中，氧化物涂层110、210、310可转换成联合膜，联合膜可具有厚度是约1nm、约2nm、约3nm、约5nm、约8nm、约10nm、约12nm、约15nm、约20nm、约30nm、约50nm、约60nm、约80nm、约100nm、或约120nm至约150nm、约180nm、约200nm、约250nm、约300nm、约350nm、约400nm、约500nm、约700nm、约850nm、约1,000nm、约1,200nm、约1,500nm、约2,000nm、约3,000nm、约4,000nm、约5,000nm、约6,000nm、约7,000nm、约8,000nm、约9,000nm、约10,000nm、或更厚。在一些实例中，保护涂层250或联合膜240可具有厚度小于10μm(小于10,000nm)。例如，氧化物涂层110、210、310可具有厚度是约1nm至小于10,000nm、约1nm至约8,000nm、约1nm至约6,000nm、约1nm至约5,000nm、约1nm至约3,000nm、约1nm至约2,000nm、约1nm至约1,500nm、约1nm至约1,000nm、约1nm至约500nm、约1nm至约400nm、约1nm至约300nm、约1nm至约250nm、约1nm至约200nm、约1nm至约150nm、约1nm至约100nm、约1nm至约80nm、约1nm至约50nm、约20nm至约500nm、约20nm至约400nm、约20nm至约300nm、约20nm至约250nm、约20nm至约200nm、约20nm至约150nm、约20nm至约100nm、约20nm至约80nm、约20nm至约50nm、约30nm至约400nm、约30nm至约200nm、约50nm至约500nm、约50nm至约400nm、约50nm至约300nm、约50nm至约250nm、约50nm至约200nm、约50nm至约150nm、约50nm至约100nm、约80nm至约250nm、约80nm至约200nm、约80nm至约150nm、约80nm至约100nm、约50nm至约80nm、约100nm至约500nm、约100nm至约400nm、约100nm至约300nm、约100nm至约250nm、约100nm至约200nm、或约100nm至约150nm。
在一个或多个实施方式中，氧化物涂层110、210、310可具有相对高度的均匀性。氧化物涂层110、210、310可具有小于50％、小于40％、或小于30％的个别涂层的厚度的均匀性。氧化物涂层110、210、310可独立地具有从约0％、约0.5％、约1％、约2％、约3％、约5％、约8％、或约10％至约12％、约15％、约18％、约20％、约22％、约25％、约28％、约30％、约35％、约40％、约45％、或小于50％的厚度的均匀性。例如，氧化物涂层110、210、310可独立地具有从约0％至约50％、约0％至约40％、约0％至约30％、约0％至小于30％、约0％至约28％、约0％至约25％、约0％至约20％、约0％至约15％、约0％至约10％、约0％至约8％、约0％至约5％、约0％至约3％、约0％至约2％、约0％至约1％、约1％至约50％、约1％至约40％、约1％至约30％、约1％至小于30％、约1％至约28％、约1％至约25％、约1％至约20％、约1％至约15％、约1％至约10％、约1％至约8％、约1％至约5％、约1％至约3％、约1％至约2％、约5％至约50％、约5％至约40％、约5％至约30％、约5％至小于30％、约5％至约28％、约5％至约25％、约5％至约20％、约5％至约15％、约5％至约10％、约5％至约8％、约10％至约50％、约10％至约40％、约10％至约30％、约10％至小于30％、约10％至约28％、约10％至约25％、约10％至约20％、约10％至约15％、或约10％至约12％的厚度的均匀性。
在一些实施方式中，氧化物涂层110、210、310可含有、可被形成、或者可以其他方式被产生具有贯穿材料的金属的不同比例，诸如基底金属内的掺杂金属或分级金属，其中任何的金属可以是任何的化学氧化形式(例如，氧化物、氮化物、硅化物、碳化物、或前述物的组合)。在一个或多个实例中，第一膜沉积至第一厚度和第二膜沉积至第二厚度，其中第一厚度或小于或大于第二厚度。例如，第一膜可借由两个或更多个(3、4、5、6、7、8、9、10、或更多)ALD循环而沉积以产生分别的相同量的子层(例如，每个ALD循环的一个子层)，然后第二膜可借由一个ALD循环或一个数目的ALD循环而沉积，此一个数目的ALD循环小于或大于用以沉积第一膜的ALD循环的数目。在其他实例中，第一膜可借由CVD沉积至第一厚度和第二膜借由ALD沉积至第二厚度，第二厚度小于第一厚度。
在其他实施方式中，ALD处理可用以沉积第一膜和/或第二膜，其中所沉积的材料借由在ALD处理期间包括掺杂物前驱物而被掺杂。掺杂物前驱物可以是或包括本文所说明与论述的前驱物以及其他化学前驱物的一者或多者。在一些实例中，掺杂物前驱物可被包括在相对于用以沉积基底材料的ALD循环的分开的ALD循环中。在其他实例中，掺杂物前驱物可与在ALD循环期间使用的任何的化学前驱物共同注入。在进一步实例中，掺杂物前驱物可与在ALD循环期间的化学前驱物分开地注入。例如，一个ALD循环可包括将航天部件暴露至：第一前驱物、泵净化、掺杂物前驱物、泵净化、氧化剂、和泵净化，以形成沉积层。在一些实例中，一个ALD循环可包括将航天部件暴露至：掺杂物前驱物、泵净化、第一前驱物、泵净化、氧化剂、和泵净化，以形成沉积层。在其他实例中，一个ALD循环可包括将航天部件暴露至：第一前驱物、掺杂物前驱物、氧化剂、和泵净化，以形成沉积层。
本文所说明与论述的保护涂层可以是或包括沉积或者形成在航天部件的任何表面上的积层膜堆叠物、联合膜、渐变组成、和/或单片(monolithic)膜的一者或多者。保护涂层是共形的且实质上涂布随着表面位相(topology)的粗糙表面特征结构，包括在表面的开放孔洞、封闭孔洞、和非视线区中。保护涂层实质上不增加表面粗造度，和在一些实施方式中，保护涂层借由共形涂布表面粗糙度直到其联合可降低表面粗糙度。保护涂层可含有来自沉积的颗粒，颗粒实质上大于航天部件的粗糙度，但被当作与此单片膜分开。保护涂层实质上良好地黏附且无针孔。保护涂层的厚度在40％的1标准偏差内变动。在一个或多个实施方式中，厚度变动小于20％、10％、5％、1％、或0.1％的一标准偏差。当航天部件暴露至空气、氧、硫、和/或硫化合物、酸、碱、盐(例如，Na、K、Mg、Li、或Ca盐)、或前述物的任何组合时，保护涂层提供腐蚀与氧化保护。
本公开内容的实施方式进一步关于下列实例1～21的一者或多者：
1.一种含有保护性涂层的航天部件，包含：镍基超合金基板；接合涂层，设置在镍基超合金基板上，其中接合涂层包含含有铬与铝的合金；热阻挡涂层，设置在接合涂层上，热阻挡涂层包含氧化钇稳定化氧化锆；和氧化物涂层，设置在热阻挡涂层上。
2.如实例1所述的航天部件，其中氧化物涂层包含氧化铝、氧化钆、氧化钙、氧化钛、氧化镁、前述物的掺杂物、或前述物的任何组合。
3.如实例1或2所述的航天部件，其中氧化物涂层包含氧化铝钆、氧化镧铈、氧化镧锆、氧化铼铝、氧化铼锆、氧化铼铪、前述物的掺杂物、或前述物的任何组合。
4.如实例1～3中任一者所述的航天部件，其中氧化物涂层是膜，此膜包含氧化铝与氧化钆的混合物、氧化钙与氧化钆的混合物、氧化铝与氧化钛的混合物、氧化钆与氧化镁的混合物、前述物的掺杂物、或前述物的任何组合。
5.如实例1～4中任一者所述的航天部件，其中氧化物涂层包含设置在热阻挡涂层上的第一膜与设置在第一膜上的第二膜，且其中第一膜包含第一金属氧化物且第二膜包含第二金属氧化物，且第一金属氧化物具有与第二金属氧化物不同的组成。
6.如实例1～5中任一者所述的航天部件，其中：第一膜包含氧化钆且第二膜包含氧化铝；第一膜包含氧化铝与氧化钆的混合物且第二膜包含氧化铝；第一膜包含氧化钆且第二膜包含氧化钙；第一膜包含氧化钙与氧化钆的混合物且第二膜包含氧化钙；第一膜包含氧化钙与氧化钆的混合物且第二膜包含氧化铝；第一膜包含氧化钆且第二膜包含氧化钛；第一膜包含氧化钛与氧化钆的混合物且第二膜包含氧化钛；第一膜包含氧化钛与氧化钆的混合物且第二膜包含氧化铝；第一膜包含氧化钛与氧化钆的混合物且第二膜包含氧化钙；第一膜包含氧化钆且第二膜包含氧化镁；第一膜包含氧化镁与氧化钆的混合物且第二膜包含氧化镁；第一膜包含氧化镁与氧化钆的混合物且第二膜包含氧化铝；或第一膜包含氧化镁与氧化钆的混合物且第二膜包含氧化钙。
7.如实例1～6中任一者所述的航天部件，其中第一膜与第二膜的每一者独立地具有约1nm至约1μm的厚度。
8.如实例1～7中任一者所述的航天部件，其中氧化物涂层包含：膜堆叠物，含有两对或更多对的第一膜与第二膜，其中第一膜包含第一金属氧化物且第二膜包含第二金属氧化物，且第一金属氧化物具有与第二金属氧化物不同的组成；和覆盖层，设置在膜堆叠物上，其中覆盖层包含氧化铝、氧化钙、氧化镁、或前述物的任何组合。
9.如实例1～8中任一者所述的航天部件，其中：第一膜包含氧化铝、氧化钙、氧化镁、氧化钛、氧化锌、或前述物的任何组合；第二膜包含氧化钆；和第二膜设置在第一膜上。
10.如实例1～9中任一者所述的航天部件，其中第一膜与第二膜的每一者独立地具有约1nm至约1μm的厚度。
11.如实例1～10中任一者所述的航天部件，其中接合涂层的合金进一步包含第一元素与第二元素，第一元素选自镍或钴，和第二元素选自铪、钨、锆、钇、或镧系元素。
12.如实例1～11中任一者所述的航天部件，其中接合涂层的合金具有化学式MCrAlX，其中M是镍或钴，且X是铪、钨、锆、钆、或镧系元素。
13.如实例1～12中任一者所述的航天部件，其中热阻挡涂层的氧化钇稳定化氧化锆包含约5摩尔百分比(mol％)至约10mol％的氧化钇和约90mol％至约95mol％的氧化锆。
14.如实例1～13中任一者所述的航天部件，其中氧化物涂层具有约10nm至约10μm的厚度，且其中接合涂层具有约100nm至约50μm的厚度。
15.如实例1～14中任一者所述的航天部件，镍基超合金基板是涡轮叶片(blade)、涡轮盘片、涡轮机叶(vane)、涡轮叶轮、扇叶片、压缩机叶轮、动叶轮(impeller)、燃料喷嘴、燃料管线、阀、热交换器、或内部冷却通道。
16.一种含有保护性涂层的航天部件，包含：镍基超合金基板；接合涂层，设置在镍基超合金基板上，其中接合涂层包含含有铬、铝、第一元素、和第二元素的合金，第一元素选自镍或钴，且第二元素选自铪、钨、锆、钇、或镧系元素；热阻挡涂层，设置在接合涂层上，热阻挡涂层包含氧化钇稳定化氧化锆；氧化物涂层，设置在热阻挡涂层上，其中氧化物涂层包含膜堆叠物，膜堆叠物含有两对或更多对的第一膜与第二膜，且其中第一膜包含第一金属氧化物与第二膜包含第二金属氧化物，且第一金属氧化物具有与第二金属氧化物不同的组成；和覆盖层，设置在氧化物涂层上，其中覆盖层包含氧化铝、氧化钙、氧化镁、或前述物的任何组合。
17.一种在如实例1～16中任一者所述的航天部件上形成保护性涂层的方法。
18.一种在航天部件上形成保护性涂层的方法，包含：在镍基超合金基板上沉积接合涂层，其中接合涂层包含含有铬、铝、第一元素、和第二元素的合金，第一元素选自镍或钴，与第二元素选自铪、钨、锆、钇、或镧系元素；在接合涂层上沉积热阻挡涂层，热阻挡涂层包含氧化钇稳定化氧化锆；和借由原子层沉积来沉积含有第一膜与第二膜的膜堆叠物，在热阻挡涂层上形成氧化物涂层，其中第一膜包含第一金属氧化物且第二膜包含第二金属氧化物，且第一金属氧化物具有与第二金属氧化物不同的组成。
19.如实例18所述的方法，其中：第一膜包含氧化钆且第二膜包含氧化铝；第一膜包含氧化铝与氧化钆的混合物且第二膜包含氧化铝；第一膜包含氧化钆且第二膜包含氧化钙；第一膜包含氧化钙与氧化钆的混合物且第二膜包含氧化钙；第一膜包含氧化钙与氧化钆的混合物且第二膜包含氧化铝；第一膜包含氧化钆且第二膜包含氧化钛；第一膜包含氧化钛与氧化钆的混合物且第二膜包含氧化钛；第一膜包含氧化钛与氧化钆的混合物且第二膜包含氧化铝；第一膜包含氧化钛与氧化钆的混合物且第二膜包含氧化钙；第一膜包含氧化钆且该第二膜包含氧化镁；第一膜包含氧化镁与氧化钆的混合物且第二膜包含氧化镁；第一膜包含氧化镁与氧化钆的混合物且第二膜包含氧化铝；或第一膜包含氧化镁与氧化钆的混合物且第二膜包含氧化钙。
20.如实例18或19所述的方法，其中：第一膜包含氧化铝、氧化钙、氧化镁、氧化钛、氧化锌、或前述物的任何组合；第二膜包含氧化钆；且该第二膜沉积在第一膜上。
21.如实例18～20任一者所述的方法，进一步包含在氧化物涂层上沉积覆盖层，其中覆盖层包含氧化铝、氧化钙、氧化镁、或前述物的任何组合。
尽管前述内容关于本公开内容的实施方式，但在不背离本公开内容的基本范畴下可构想出其他与进一步实施方式，和本公开内容的范畴由所附的申请专利范围所界定。本文所述的所有文件在此借由引用而并入，包括任何的优先权文件和/或试验步骤，除非与本文存在矛盾。由前述的一般说明与特定实施方式而显而易见的，尽管本公开内容的形式已被例示与说明，在不背离本公开内容的精神与范畴下可进行各种修改。因此，不意使本公开内容受本文内容所局限。同样地，用语“包含(comprising)”在专利法规方面被当作用语“包括(including)”的同义词。同样地，当组成、元件、元件的群组前缀过渡语“包含”时，理解到前缀的过渡语“实质上由……组成”、“由……组成”、“选自由……组成的群组”、或“是”的相同的组成或组件的群组也被料想到，反之亦然。
某些实施方式与特征结构已被使用一组的数值上限值与一组的数值下限值来描述。应领会到也料想到包括任两个数值的组合的范围，例如，任何下限值与任何上限值的组合、任两个下限值的组合、和/或任两个上限值的组合，除非另外指明并非如此。某些下限值、上限值、与范围出现在之后的权利要求书中。

Claims (20)

1.一种含有保护性涂层的航天部件，包含：
镍基超合金基板；
接合涂层，所述接合涂层设置在所述镍基超合金基板上，其中所述接合涂层包含含有铬与铝的合金；
热阻挡涂层，所述热阻挡涂层设置在所述接合涂层上，所述热阻挡涂层包含氧化钇稳定化氧化锆；和
氧化物涂层，所述氧化物涂层设置在所述热阻挡涂层上。
2.如权利要求1所述的航天部件，其中所述氧化物涂层包含氧化铝、氧化钆、氧化钙、氧化钛、氧化镁、前述物的掺杂物、或前述物的任何组合。
3.如权利要求1所述的航天部件，其中所述氧化物涂层包含氧化铝钆、氧化镧铈、氧化镧锆、氧化铼铝、氧化铼锆、氧化铼铪、前述物的掺杂物、或前述物的任何组合。
4.如权利要求1所述的航天部件，其中所述氧化物涂层是膜，所述膜包含氧化铝与氧化钆的混合物、氧化钙与氧化钆的混合物、氧化铝与氧化钛的混合物、氧化钆与氧化镁的混合物、前述物的掺杂物、或前述物的任何组合。
5.如权利要求1所述的航天部件，其中所述氧化物涂层包含设置在所述热阻挡涂层上的第一膜与设置在所述第一膜上的第二膜，且其中所述第一膜包含第一金属氧化物且所述第二膜包含第二金属氧化物，且所述第一金属氧化物具有与所述第二金属氧化物不同的组成。
6.如权利要求5所述的航天部件，其中：
所述第一膜包含氧化钆且所述第二膜包含氧化铝；
所述第一膜包含氧化铝与氧化钆的混合物且所述第二膜包含氧化铝；
所述第一膜包含氧化钆且所述第二膜包含氧化钙；
所述第一膜包含氧化钙与氧化钆的混合物且所述第二膜包含氧化钙；
所述第一膜包含氧化钙与氧化钆的混合物且所述第二膜包含氧化铝；
所述第一膜包含氧化钆且所述第二膜包含氧化钛；
所述第一膜包含氧化钛与氧化钆的混合物且所述第二膜包含氧化钛；
所述第一膜包含氧化钛与氧化钆的混合物且所述第二膜包含氧化铝；
所述第一膜包含氧化钛与氧化钆的混合物且所述第二膜包含氧化钙；
所述第一膜包含氧化钆且所述第二膜包含氧化镁；
所述第一膜包含氧化镁与氧化钆的混合物且所述第二膜包含氧化镁；
所述第一膜包含氧化镁与氧化钆的混合物且所述第二膜包含氧化铝；或
所述第一膜包含氧化镁与氧化钆的混合物且所述第二膜包含氧化钙。
7.如权利要求5所述的航天部件，其中所述第一膜与所述第二膜的每一者独立地具有约1nm至约1μm的厚度。
8.如权利要求1所述的航天部件，其中所述氧化物涂层包含：
膜堆叠物，所述膜堆叠物含有两对或更多对的第一膜与第二膜，其中所述第一膜包含第一金属氧化物且所述第二膜包含第二金属氧化物，且所述第一金属氧化物具有与所述第二金属氧化物不同的组成；和
覆盖层，所述覆盖层设置在所述膜堆叠物上，其中所述覆盖层包含氧化铝、氧化钙、氧化镁、或前述物的任何组合。
9.如权利要求8所述的航天部件，其中：
所述第一膜包含氧化铝、氧化钙、氧化镁、氧化钛、氧化锌、或前述物的任何组合；
所述第二膜包含氧化钆；和
所述第二膜设置在所述第一膜上。
10.如权利要求8所述的航天部件，其中所述第一膜与所述第二膜的每一者独立地具有约1nm至约1μm的厚度。
11.如权利要求1所述的航天部件，其中所述接合涂层的所述合金进一步包含第一元素与第二元素，所述第一元素选自镍或钴，且所述第二元素选自铪、钨、锆、钇、或镧系元素。
12.如权利要求11所述的航天部件，其中所述接合涂层的所述合金具有化学式MCrAlX，其中M是镍或钴，且X是铪、钨、锆、钆、或镧系元素。
13.如权利要求1所述的航天部件，其中所述热阻挡涂层的所述氧化钇稳定化氧化锆包含约5摩尔百分比(mol％)至约10mol％的氧化钇和约90mol％至约95mol％的氧化锆。
14.如权利要求1所述的航天部件，其中所述氧化物涂层具有约10nm至约10μm的厚度，且其中所述接合涂层具有约100nm至约50μm的厚度。
15.如权利要求1所述的航天部件，所述镍基超合金基板是涡轮叶片、涡轮盘片、涡轮机叶、涡轮叶轮、扇叶片、压缩机叶轮、动叶轮、燃料喷嘴、燃料管线、阀、热交换器、或内部冷却通道。
16.一种含有保护性涂层的航天部件，包含：
镍基超合金基板；
接合涂层，所述接合涂层设置在所述镍基超合金基板上，其中所述接合涂层包含含有铬、铝、第一元素、和第二元素的合金，所述第一元素选自镍或钴，且所述第二元素选自铪、钨、锆、钇、或镧系元素；
热阻挡涂层，所述热阻挡涂层设置在所述接合涂层上，所述热阻挡涂层包含氧化钇稳定化氧化锆；
氧化物涂层，所述氧化物涂层设置在所述热阻挡涂层上，其中所述氧化物涂层包含膜堆叠物，所述膜堆叠物含有两对或更多对的第一膜与第二膜，且其中所述第一膜包含第一金属氧化物且所述第二膜包含第二金属氧化物，且所述第一金属氧化物具有与所述第二金属氧化物不同的组成；和
覆盖层，设置在所述氧化物涂层上，其中所述覆盖层包含氧化铝、氧化钙、氧化镁、或前述物的任何组合。
17.一种在航天部件上形成保护性涂层的方法，包含以下步骤：
在镍基超合金基板上沉积接合涂层，其中所述接合涂层包含含有铬、铝、第一元素、和第二元素的合金，所述第一元素选自镍或钴，且所述第二元素选自铪、钨、锆、钇、或镧系元素；
在所述接合涂层上沉积热阻挡涂层，所述热阻挡涂层包含氧化钇稳定化氧化锆；和
借由原子层沉积来沉积含有第一膜与第二膜的膜堆叠物，以在所述热阻挡涂层上形成氧化物涂层，其中所述第一膜包含第一金属氧化物且所述第二膜包含第二金属氧化物，且所述第一金属氧化物具有与所述第二金属氧化物不同的组成。
18.如权利要求17所述的方法，其中：
所述第一膜包含氧化钆且所述第二膜包含氧化铝；
所述第一膜包含氧化铝与氧化钆的混合物且所述第二膜包含氧化铝；
所述第一膜包含氧化钆且所述第二膜包含氧化钙；
所述第一膜包含氧化钙与氧化钆的混合物且所述第二膜包含氧化钙；
所述第一膜包含氧化钙与氧化钆的混合物且所述第二膜包含氧化铝；
所述第一膜包含氧化钆且所述第二膜包含氧化钛；
所述第一膜包含氧化钛与氧化钆的混合物且所述第二膜包含氧化钛；
所述第一膜包含氧化钛与氧化钆的混合物且所述第二膜包含氧化铝；
所述第一膜包含氧化钛与氧化钆的混合物且所述第二膜包含氧化钙；
所述第一膜包含氧化钆且所述第二膜包含氧化镁；
所述第一膜包含氧化镁与氧化钆的混合物且所述第二膜包含氧化镁；
所述第一膜包含氧化镁与氧化钆的混合物且所述第二膜包含氧化铝；或
所述第一膜包含氧化镁与氧化钆的混合物且所述第二膜包含氧化钙。
19.如权利要求17所述的方法，其中：
所述第一膜包含氧化铝、氧化钙、氧化镁、氧化钛、氧化锌、或前述物的任何组合；
所述第二膜包含氧化钆；和
所述第二膜沉积在所述第一膜上。
20.如权利要求17所述的方法，进一步包含以下步骤：在所述氧化物涂层上沉积覆盖层，其中所述覆盖层包含氧化铝、氧化钙、氧化镁、或前述物的任何组合。
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