CN116892011A - 使用含铬薄膜保护金属部件以抗腐蚀的方法 - Google Patents

Abstract

本公开内容的实施方式一般地涉及航空航天部件上的保护涂层和用于沉积保护涂层的方法。在一或多个实施方式中，一种在航空航天部件上沉积保护涂层的方法包括：顺序地将航空航天部件暴露于铬前驱物和反应物以通过原子层沉积工艺在航空航天部件的表面上形成含铬层。含铬层包含金属铬、氧化铬、氮化铬、碳化铬、硅化铬或上述各项的任何组合。

Description

使用含铬薄膜保护金属部件以抗腐蚀的方法

本申请是申请日为2019年3月18日申请的申请号为201980020567.6，并且发明名称为“使用含铬薄膜保护金属部件以抗腐蚀的方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本公开内容的实施方式一般地涉及沉积工艺，且特别地涉及在航空航天部件上沉积膜的气相沉积工艺。

背景技术

由于暴露于热气体和/或反应性化学物质(例如，酸、碱或盐)，涡轮发动机通常具有随着时间而腐蚀或降级的部件。此类涡轮部件常常由热和/或化学阻挡涂层保护。在暴露于燃气涡轮发动机中的燃烧热气体的机翼上使用的既用于环境保护又用作热阻挡涂层(thermal barrier coating；TBC)系统中的粘结涂层的当前涂层包括扩散铝化物和各种金属合金涂层。这些涂层被涂布在基板材料(通常是镍基超合金(superalloy))上，以提供抗氧化和腐蚀的保护。这些涂层以多个不同方式形成在基板上。例如，铝化镍层可仅通过将基板在高温下暴露于富铝环境来作为外涂层生长在镍基超合金上。铝扩散至基板中并且与镍结合以形成镍铝合金的外表面。

可通过首先在镍基基板之上电镀铂至预定厚度来形成铂改性的铝化镍涂层。在高温下将镀铂基板暴露于富铝环境引起在固溶体中的含铂的镍铝合金的外部区域生长。在过量铝的存在下，铂铝具有两相，当铝扩散到镍和铂中并且与镍和铂反应时，所述两相可在NiAl基体中沉淀。

然而，由于对于发动机性能的增加的需求提高了发动机的操作温度和/或发动机的寿命要求，所以当涂层用作环境涂层或用作粘结涂层时，需要所述涂层的性能高于这些现有涂层的能力。由于这些需求，所以需要一种可用于环境保护的或可用作粘结涂层能够承受较高操作温度或在需要被去除以进行修复之前操作一段较长时间的或两者的涂层。这些已知的涂层材料和沉积技术具有若干缺点。由低压等离子体喷涂、等离子体气相沉积(plasma vapor deposition；PVD)、电子束物理气相沉积(electron beam PVD；EBPVD)、阴极电弧或类似溅射技术沉积的大部分金属合金涂层是视线涂层，意味着部件内部无法被涂布。外部的铂电镀通常会形成相当均匀的涂层，但是，事实证明，电镀部件的内部具有挑战性。所得的电镀涂层常常太薄而无法起保护作用或太厚而存在其他不利的机械效果，诸如重量增加过高或者疲劳寿命降低。同样地，铝化物涂层亦遭受在部件内部通道上的不均匀性的影响。铝化物涂层是脆性的，当其暴露于疲劳时可能导致寿命降低。

此外，这些涂层中的大部分的厚度约大于10微米，这样可导致部件重量增加，使盘和其他支撑结构的设计更具挑战性。这些涂层的大部分需要高温(例如，大于500℃)步骤以沉积或促进涂层到合金中的足够的相互扩散以实现粘附。许多人期望有这样的涂层：(1)保护金属不受氧化和腐蚀的影响；(2)能够在任意几何形状上具有高的膜厚度和成分均匀性；(3)具有对金属的高粘附力；(4)足够薄以在裸金属的当前设计实践之外不会实质上增加重量或减少疲劳寿命，和/或(5)在足够低的温度(例如，500℃或更低)下沉积而不会引起金属的微结构变化。

因此，需要改进的保护涂层和沉积保护涂层的改进方法。

发明内容

本公开内容的实施方式一般地涉及航空航天部件上的保护涂层和用于沉积保护涂层的方法。在一或多个实施方式中，一种在航空航天部件上沉积保护涂层的方法包括：顺序地将航空航天部件暴露于铬前驱物和反应物以通过原子层沉积(atomic layerdeposition；ALD)工艺在航空航天部件的表面上形成含铬层。含铬层包含金属铬、氧化铬、氮化铬、碳化铬、硅化铬或上述各项的任何组合。

在一些实施方式中，一种在航空航天部件上沉积涂层的方法包括：在航空航天部件的表面上形成纳米叠层(nanolaminate)膜堆叠，其中纳米叠层膜堆叠含有含铬层和第二沉积层的交替层。方法进一步包括：顺序地将航空航天部件暴露于铬前驱物和第一反应物以通过ALD在表面上形成含铬层，并且顺序地将航空航天部件暴露于金属或硅前驱物和第二反应物以通过ALD在表面上形成第二沉积层。含铬层包含氧化铬、氮化铬或上述各项的组合；并且第二沉积层包含氧化铝、氮化铝、氧化硅、氮化硅、碳化硅、氧化钇、氮化钇、氮化硅钇、氧化铪、氮化铪、硅化铪、硅酸铪、氧化钛、氮化钛、硅化钛、硅酸钛或上述各项的任何组合。

在其他实施方式中，航空航天部件含有设置在表面上的涂层。表面包括或含有镍、镍超合金、铝、铬、铁、钛、铪、上述各项的合金或上述各项的组合。涂层具有小于10μm的厚度且包括或含有含铬层，并且其中含铬层包含金属铬、氧化铬、氮化铬、碳化铬、硅化铬或上述各项的任何组合。在一些实例中，航空航天部件的表面是航空航天部件的空腔之内的内表面。空腔可具有约5至约1,000的长宽比，并且涂层可具有跨内表面小于厚度的30％的均匀度。

附图说明

以上简要概述本公开内容的上述详述特征可以被详细理解的方式、以及对本公开内容的更特定描述，可通过参照实施方式来获得，一些实施方式绘示于附图中。然而，应注意，附图仅绘示示例性实施方式并且因此不应视为对本发明的范围的限制，因为本发明可允许其他等同有效的实施方式。

图1是根据本文描述和论述的一或多个实施方式的在航空航天部件上沉积涂层的方法的流程图。

图2是根据本文描述和论述的一或多个实施方式的设置在航空航天部件的表面上的保护涂层的示意图。

图3A和图3B是根据本文描述和论述的一或多个实施方式的含有一或多个保护涂层的航空航天部件的示意图。

为了促进理解，已尽可能地使用相同的附图标号标示各图共通的相同元件。考虑到，一或多个实施方式的元件和特征可有益地并入其他实施方式。

具体实施方式

本公开内容的实施方式一般地涉及设置在航空航天部件上的保护涂层，诸如纳米叠层膜堆叠或聚结膜；和沉积保护涂层的方法。如本文描述和论述的航空航天部件可以是或包括一或多个涡轮叶片、涡轮轮叶、肋片、鳍片、柱状鳍片、燃烧室燃料喷嘴、燃烧室护罩，或者任何其他受益于在其上沉积保护涂层的航空航天部件或零件。保护涂层可沉积或以其他方式形成在航空航天部件的内表面和/或外表面上。

在一或多个实施方式中，一种在航空航天部件上沉积保护涂层的方法包括：顺序地将航空航天部件暴露于铬前驱物和反应物以通过原子层沉积(ALD)工艺在航空航天部件的表面上形成含铬层。含铬层包含金属铬、氧化铬、氮化铬、碳化铬、硅化铬或上述各项的任何组合。

在一些实施方式中，纳米叠层膜堆叠形成在航空航天部件的表面上，其中纳米叠层膜堆叠含有含铬层和第二沉积层的交替层。航空航天部件可顺序地暴露于金属或硅前驱物和第二反应物以通过ALD在表面上形成第二沉积层。第二沉积层包含氧化铝、氮化铝、氧化硅、氮化硅、碳化硅、氧化钇、氮化钇、氮化硅钇、氧化铪、氮化铪、硅化铪、硅酸铪、氧化钛、氮化钛、硅化钛、硅酸钛或上述各项的任何组合。包含含铬层和第二沉积层的交替层的纳米叠层膜堆叠可用作航空航天部件上的保护涂层。或者，在其他实施方式中，设置在航空航天部件上的纳米叠层膜堆叠可暴露于退火工艺以将纳米叠层膜堆叠转变为聚结膜，所述聚结膜可用作航空航天部件上的保护涂层。

图1是根据本文描述和论述的一或多个实施方式的用于在一或多个航空航天部件上沉积涂层的方法100的流程图。图2是根据本文描述和论述的一或多个实施方式的设置在航空航天部件202的表面上的保护涂层200和250的示意图。保护涂层200和250可通过下文描述和论述的方法100沉积在或以其他方式形成在航空航天部件202上。

在一或多个实施方式中，保护涂层200含有纳米叠层膜堆叠230，纳米叠层膜堆叠230含有顺序地沉积或以其他方式形成在航空航天部件202上的一对或多对第一沉积层210和第二沉积层220，如图2的(a)中所示。纳米叠层膜堆叠230图示为具有四对第一和第二沉积层210、220，然而，纳米叠层膜堆叠230可包含任何数量的第一和第二沉积层210、220，如下文进一步论述。例如，纳米叠层膜堆叠230可含有从一对第一和第二沉积层210、220至约一百五十对第一和第二沉积层210、220。在其他实施方式(未示出)中，保护涂层200不是纳米叠层膜堆叠，而是含有沉积在或以其他方式形成在航空航天部件202上的第一沉积层210或第二沉积层220。在进一步实施方式中，首先沉积包含一或多对第一和第二沉积层210、220的纳米叠层膜堆叠230，随后将其转变成聚结膜240，诸如由图2的(b)中所示的保护涂层250示出。

在方块110处，在产生保护涂层200或250之前，航空航天部件202可以任选地暴露于一或多个预清洁工艺。航空航天部件202的表面可含有氧化物、有机物、油、泥土、颗粒、碎屑和/或其他污染物，所述污染物在航空航天部件202上产生保护涂层200或250之前被去除。预清洁工艺可以是或包括一或多个涂油或纹理化工艺、真空净化、溶剂清洁、酸清洁、湿法清洁、等离子体清洁、超声处理或上述各项的任何组合。一旦清洁和/或纹理化，则随后沉积的保护涂层200或250与没有暴露于预清洁工艺相比对航空航天部件202的表面具有更强的粘附力。

在一或多个实例中，航空航天部件202的表面可以用珠粒、砂子、碳酸盐或其他微粒喷砂或以其他方式暴露于其中以从表面去除氧化物和其他污染物，和/或以向航空航天部件202的表面提供纹理化。在一些实施例中，航空航天部件202可被放置在脉冲推拉系统之内的腔室中并且暴露于净化气体(例如N₂、Ar、He或上述各项的任何组合)和真空净化的循环中以从航空航天部件202上的小孔中去除碎屑。在其他实例中，航空航天部件202的表面可暴露于氢等离子体、氧或臭氧等离子体，和/或氮气等离子体，上述等离子体可在等离子体腔室中或通过远程等离子体系统产生。

在一或多个实例中，诸如对于有机物去除或氧化物去除，航空航天部件202的表面可暴露于氢等离子体，然后脱气，随后暴露于臭氧处理。在其他实例中，诸如对于有机物去除，航空航天部件202的表面可暴露于湿法清洁中，所述湿法清洁包括：浸泡在碱性脱脂溶液中，清洗，将表面暴露于酸性清洁(例如，硫酸、磷酸或盐酸)中，清洗，并且将表面暴露于去离子水超声浴中。在一些实例中，诸如对于氧化物去除，航空航天部件202的表面可暴露于湿法清洁中，所述湿法清洁包括：将表面暴露于稀释的酸溶液(例如，乙酸或盐酸)中，清洗，并且将表面暴露于去离子水超声浴中。在一或多个实例中，诸如对于颗粒去除，航空航天部件202的表面可暴露于超声处理(例如，超音速)和/或超临界二氧化碳洗涤，之后通过暴露于净化气体(例如，N₂、Ar、He或上述各项的任何组合)和真空净化的循环以从表面去除颗粒并干燥表面。在一些实例中，可以将航空航天部件202暴露于加热或干燥工艺，诸如将航空航天部件202加热至约50℃、约65℃，或约80℃至约100℃、约120℃，或约150℃的温度并且将表面暴露于净化气体。航空航天部件202可在加热炉中加热或暴露于灯以进行加热或干燥工艺。

在方块120处，航空航天部件202可暴露于第一前驱物和第一反应物以通过气相沉积工艺在航空航天部件202上形成第一沉积层210，如图2的(a)中所示。气相沉积工艺可以是ALD工艺、等离子体增强ALD(plasma-enhanced ALD；PE-ALD)工艺、热化学气相沉积(chemical vapor deposition；CVD)工艺、等离子体增强CVD(PE-CVD)工艺或上述工艺的任何组合。

在一或多个实施方式中，气相沉积工艺是ALD工艺，并且方法包括将航空航天部件202的表面暴露于第一前驱物和第一反应物以形成第一沉积层210。ALD工艺的每个循环包括将航空航天部件的表面暴露于第一前驱物，进行抽吸-净化，将航空航天部件暴露于第一反应物，并且进行抽吸-净化，以形成第一沉积层210。第一前驱物和第一反应物的顺序可颠倒，以使得ALD循环包括将航空航天部件的表面暴露于第一反应物，进行抽吸-净化，将航空航天部件暴露于第一前驱物，并且进行抽吸-净化，以形成第一沉积层210。

在一些实例中，在各ALD循环期间，航空航天部件202暴露于第一前驱物达约0.1秒至约10秒，暴露于第一反应物达约0.1秒至约10秒，并且暴露于抽吸-净化达约0.5秒至约30秒。在一些实例中，在各ALD循环期间，航空航天部件202暴露于第一前驱物达约0.5秒至约3秒，暴露于第一反应物达约0.5秒至约3秒，并且暴露于抽吸-净化达约1秒至约10秒。

各ALD循环重复从2次、3次、4次、5次、6次、8次、约10次、约12次，或约15次至约18次、约20次、约25次、约30次、约40次、约50次、约65次、约80次、约100次、约120次、约150次、约200次、约250次、约300次、约350次、约400次、约500次、约800次、约1,000次或更多次，以形成第一沉积层。例如，各ALD循环重复从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，以形成第一沉积层210。

在其他实施方式中，气相沉积工艺是CVD工艺，并且方法包括将航空航天部件202同时暴露于第一前驱物和第一反应物以形成第一沉积层210。在ALD工艺或CVD工艺期间，第一前驱物和第一反应物的每一个可独立地包括一或多种载气。在第一前驱物和第一反应物的暴露之间，可以使一或多种净化气体跨航空航天部件和/或在整个处理腔室中流动。在一些实例中，相同的气体可用作载气或净化气体。示例性载气和净化气体可独立地为或包括氮气(N₂)、氩气、氦气、氖气、氢气(H₂)或上述各项的任何组合的一或多种。

第一沉积层210可具有约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的厚度。例如，第一沉积层210可具有约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的厚度。

在一或多个实施方式中，第一前驱物含有一或多种铬前驱物、一或多种铝前驱物，或一或多种铪前驱物。第一反应物含有一或多种还原剂、一或多种氧化剂、一或多种氮化剂、一或多种硅前驱物、一或多种碳前驱物，或上述各项的任何组合。在一些实例中，第一沉积层210是含铬层，所述含铬层可为或包括金属铬、氧化铬、氮化铬、硅化铬、碳化铬或上述各项的任何组合。在其他实例中，第一沉积层210是含铝层，所述含铝层可为或包括金属铝、氧化铝、氮化铝、硅化铝、碳化铝或上述各项的任何组合。在进一步实例中，第一沉积层210是含铪层，所述含铪层可为或包括金属铪、氧化铪、氮化铪、硅化铪、碳化铪或上述各项的任何组合。

铬前驱物可以是或包括环戊二烯铬化合物、羰基铬化合物、乙酰丙酮铬化合物、二氮杂二烯酸铬化合物、上述各项的取代物、上述各项的络合物、上述各项的外展物、上述各项的盐或上述各项的任何组合的一或多种。示例性铬前驱物可为或包括双(环戊二烯)铬(Cp₂Cr)、双(五甲基环戊二烯)铬((Me₅Cp)₂Cr)、双(异丙基环戊二烯)铬((iPrCp)₂Cr)、双(乙苯)铬((EtBz)₂Cr)、六羰基铬(Cr(CO)₆)、乙酰丙酮铬(Cr(acac)₃，又称为三(2，4-戊二酮)铬)、六氟乙酰丙酮铬(Cr(hfac)₃)、三(2，2，6，6-四甲基-3，5-庚二酮)铬(III){Cr(tmhd)₃}、双(1，4-二叔丁基二氮杂二烯基)铬(II)、上述各项的异构体、上述各项的络合物、上述各项的外展物、上述各项的盐或上述各项的任何组合。示例性二氮二烯铬化合物可具有以下化学式：

其中每个R和R′独立地选自H、C1-C6烷基、芳基、酰基、烷基酰胺基、酰肼基、甲硅烷基、醛基、酮基、C2-C4烯基、炔基或上述各项的取代基。在一些实例中，每个R独立地为选自甲基、乙基、丙基、丁基或上述各项的异构体的C1-C6烷基，且R′为H。例如，R为甲基且R′为H，R为乙基且R′为H，R为异丙基且R′为H或R为叔丁基且R′为H。

铝前驱物可以是或包括一或多种烷基铝化合物、一或多种烷氧基铝化合物、一或多种乙酰丙酮铝化合物、上述各项的取代物、上述各项的络合物、上述各项的外展物、上述各项的盐或上述各项的任何组合。示例性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、乙酰丙酮铝(Al(acac)₃，也称为三(2，4-戊二酮)铝)、六氟乙酰丙酮铝(Al(hfac)₃)、三二新戊酰基甲基铝(DPM₃Al；(C₁₁H₁₉O₂)₃Al)、上述各项的异构体、上述各项的络合物、上述各项的外展物、上述各项的盐或上述各项的任何组合。

铪前驱物可以是或包括一或多种环戊二烯铪化合物、一或多种氨基铪化合物、一或多种烷基铪化合物、一或多种烷氧基铪化合物、上述各项的取代物、上述各项的络合物、上述各项的外展物、上述各项的盐或上述各项的任何组合。示例性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(叔丁氧基)铪、异丙醇铪((iPrO)₄Hf)、四(二甲基氨基)铪(TDMAH)、四(二乙氨基)铪(TDEAH)、四(乙基甲基氨基)铪(TEMAH)、上述各项的异构体、上述各项的络合物、上述各项的外展物、上述各项的盐或上述各项的任何组合。

钛前驱物可以是或包括一或多种环戊二烯钛化合物、一或多种氨基钛化合物、一或多种烷基钛化合物、一或多种烷氧基钛化合物、上述各项的取代物、上述各项的络合物、上述各项的外展物、上述各项的盐或上述各项的任何组合。示例性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(叔丁氧基)钛、异丙氧基钛((iPrO)₄Ti)、四(二甲基氨基)钛(TDMAT)、四(二乙基氨基)钛(TDEAT)、四(乙基甲基氨基)钛(TEMAT)、上述各项的异构体、上述各项的络合物、上述各项的外展物、上述各项的盐或上述各项的任何组合。

在一或多个实例中，第一沉积层210是可为或包括金属铬的含铬层，并且第一反应物含有一或多种还原剂。在一些实例中，第一沉积层210是可为或包括金属铝的含铝层，并且第一反应物含有一或多种还原剂。在其他实例中，第一沉积层210是可为或包括金属铪的含铪层，并且第一反应物含有一或多种还原剂。示例性还原剂可以是或包括氢(H₂)、氨、肼、一或多种肼化合物、一或多种醇、环己二烯、二氢吡嗪、含铝化合物、上述各项的外展物、上述各项的盐、上述各项的等离子体衍生物或上述各项的任何组合。

在一些实例中，第一沉积层210是可为或包括氧化铬的含铬层，并且第一反应物含有一或多种氧化剂。在其他实例中，第一沉积层210是可为或包括氧化铝的含铝层，并且第一反应物含有一或多种氧化剂。在进一步实例中，第一沉积层210是可为或包括氧化铪的含铪层，并且第一反应物含有一或多种氧化剂。示例性氧化剂可以是或包括水(例如，蒸汽)、氧气(O₂)、原子氧、臭氧、一氧化二氮、一或多种过氧化物、一或多种醇、上述各项的等离子体或上述各项的任何组合。

在一或多个实例中，第一沉积层210是可为或包括氮化铬的含铬层，并且第一反应物含有一或多种氮化剂。在其他实例中，第一沉积层210是可为或包括氮化铝的含铝层，并且第一反应物含有一或多种氮化剂。在一些实例中，第一沉积层210是可为或包括氮化铪的含铪层，并且第一反应物含有一或多种氮化剂。示例性氮化剂可以是或包括氨、原子氮、一或多种肼、一氧化氮、上述各项的等离子体或上述各项的任何组合。

在一或多个实例中，第一沉积层210是可为或包括硅化铬的含铬层，并且第一反应物含有一或多种硅前驱物。在一些实例中，第一沉积层210是可为或包括硅化铝的含铝层，并且第一反应物含有一或多种硅前驱物。在其他实例中，第一沉积层210是可为或包括硅化铪的含铪层，并且第一反应物含有一或多种硅前驱物。示例性硅前驱物可以是或包括硅烷、乙硅烷、三硅烷、四硅烷、五硅烷、六硅烷、一氯硅烷、二氯硅烷、三氯硅烷、四氯硅烷、六氯硅烷、取代的硅烷、上述各项的等离子体衍生物或上述各项的任何组合。

在一些实例中，第一沉积层210是可为或包括碳化铬的含铬层，并且第一反应物含有一或多种碳前驱物。在其他实例中，第一沉积层210是可为或包括碳化铝的含铝层，并且第一反应物含有一或多种碳前驱物。在进一步实例中，第一沉积层210是可为或包括碳化铪的含铪层，并且第一反应物含有一或多种碳前驱物。示例性碳前驱物可以是或包括一种或多种烷烃、一种或多种烯烃、一种或多种炔烃、上述各项的取代基、上述各项的等离子体或上述各项的任何组合。

在方块130处，将航空航天部件202暴露于第二前驱物和第二反应物以通过ALD工艺在第一沉积层210上形成第二沉积层220，这样产生纳米叠层膜。第一沉积层210和第二沉积层220具有彼此不同的成分。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并且第二前驱物是第二类型金属的来源，并且第一和第二类型的金属不同。

第二前驱物可以是或包括一或多种铝前驱物、一或多种铪前驱物、一或多种钇前驱物或上述各项的任何组合。第二反应物可以是用作第一反应物的任何其他反应物。例如，如上文描述和论述，第二反应物可以是或包括一或多种还原剂、一或多种氧化剂、一或多种氮化剂、一或多种硅前驱物、一或多种碳前驱物或上述各项的任何组合。在ALD工艺期间，第二前驱物和第二反应物的每一个可独立地包括一或多种载气。在第二前驱物和第二反应物的暴露之间，可以使一或多种净化气体跨航空航天部件和/或在整个处理腔室中流动。在一些实例中，相同的气体可用作载气或净化气体。示例性载气和净化气体可独立地为或包括氮气(N₂)、氩气、氦气、氖气、氢气(H₂)或上述各项的任何组合的一或多种。

在一或多个实施方式中，第二沉积层220包含氧化铝、氮化铝、氧化硅、氮化硅、碳化硅、氧化钇、氮化钇、氮化硅钇、氧化铪、氮化铪、硅化铪、硅酸铪、氧化钛、氮化钛、硅化钛、硅酸钛或上述各项的任何组合。在一或多个实例中，如果第一沉积层210含有氧化铝或氮化铝，那么第二沉积层220不含氧化铝或氮化铝。同样地，如果第一沉积层210含有氧化铪或氮化铪，那么第二沉积层220不含氧化铪或氮化铪。

ALD工艺的每一循环包括将航空航天部件暴露于第二前驱物，进行抽吸-净化，将航空航天部件暴露于第二反应物，并且进行抽吸-净化，以形成第二沉积层220。第二前驱物和第二反应物的顺序可颠倒，以使得ALD循环包括将航空航天部件的表面暴露于第二反应物，进行抽吸-净化，将航空航天部件暴露于第二前驱物，并且进行抽吸-净化，以形成第二沉积层220。

在一或多个实例中，在各ALD循环期间，将航空航天部件202暴露于第二前驱物达约0.1秒至约10秒，暴露于第二反应物达约0.1秒至约10秒，并且暴露于抽吸-净化达约0.5秒至约30秒。在一些实例中，在各ALD循环期间，将航空航天部件202暴露于第二前驱物达约0.5秒至约3秒，暴露于第二反应物达约0.5秒至约3秒，并且暴露于抽吸-净化达约1秒至约10秒。

各ALD循环重复从2次、3次、4次、5次、6次、8次、约10次、约12次，或约15次至约18次、约20次、约25次、约30次、约40次、约50次、约65次、约80次、约100次、约120次、约150次、约200次、约250次、约300次、约350次、约400次、约500次、约800次、约1,000次或更多次，以形成第二沉积层220。例如，各ALD循环重复从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，以形成第二沉积层220。

第二沉积层220可具有约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的厚度。例如，第二沉积层220可具有约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的厚度。

在一些实例中，第一沉积层210是含铬层，所述含铬层含有氧化铬、氮化铬或上述各项的组合；并且第二沉积层220含有氧化铝、氮化铝、氧化铪、硅酸铪、氧化钛或上述各项的任何组合的一或多个。

在方块140处，方法100包括确定是否已实现了纳米叠层膜堆叠230的期望厚度。如果已实现了纳米叠层膜堆叠230的期望厚度，那么移动至方块150。如果尚未实现纳米叠层膜堆叠230的期望厚度，那么开始另一沉积循环：即在方块120处通过气相沉积工艺沉积第一沉积层210，并且在方块130处通过ALD工艺沉积第二沉积层220。重复沉积循环，直到实现了纳米叠层膜堆叠230的期望厚度为止。

在一或多个实施方式中，保护涂层200或纳米叠层膜堆叠230可含有从1对、2对、3对、4对、5对、6对、7对、8对或9对第一和第二沉积层210、220至约10对、约12对、约15对、约20对、约25对、约30对、约40对、约50对、约65对、约80对、约100对、约120对、约150对、约200对、约250对、约300对、约500对、约800对或约1,000对第一和第二沉积层210、220。例如，纳米叠层膜叠层230可包含1对至约1,000对、1对至约800对、1对至约500对、1对至约300对、1对至约250对、1对至约200对、1对至约150对、1对至约120对、1对至约100对、1对至约80对、1对至约65对、1对至约50对、1对至约30对、1对至约20对、1对至约15对、1对至约10对、1对至约8对、1对至约6对、1对至5对、1对至4对、1对至3对、约5对至约150对、约5对至约120对、约5对至约100对、约5对至约80对、约5对至约65对、约5对至约50对、约5对至约30对、约5对至约20对、约5对至约15对、约5对至约10对、约5对至约8对、约5对至约7对、约10对至约150对、约10对至约120对、约10对至约100对、约10对至约80对、约10对至约65对、约10对至约50对、约10对至约30对、约10对至约20对、约10对至约15对或约10对至约12对第一和第二沉积层210、220。

保护涂层200或纳米叠层膜堆叠230可具有约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或约10,000nm或更厚的厚度。在一些实例中，保护涂层200或纳米叠层膜堆叠230可具有小于10μm(例如，小于10,000nm)的厚度。例如，保护涂层200或纳米叠层膜叠层230可具有约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的厚度。

在方块150处，可以视情况地将纳米叠层膜堆叠230暴露于一或多个退火工艺。在一些实例中，纳米叠层膜堆叠230可在退火工艺期间转变为聚结膜240。在退火工艺期间，高温将纳米叠层膜堆叠230之内的数层聚结为单个结构，在所述单个结构中，新的结晶组件增强了聚结膜240的完整性和保护性。在其他实例中，纳米叠层膜堆叠230可在退火工艺期间被加热和致密化，但仍保持为纳米叠层膜堆叠。退火工艺可以是或包括热退火、等离子体退火、紫外线退火、激光退火或上述各项的任何组合。

设置在航空航天部件202上的纳米叠层膜堆叠230在退火工艺期间被加热至约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，设置在航空航天部件202上的纳米叠层膜堆叠230在退火工艺期间被加热至约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℃的温度。

在退火工艺期间，纳米叠层膜堆叠230可在低压(例如，从0.1托至小于760托)下、在环境压力(例如，约760托)下和/或在高压(例如，从大于760托(1atm)至约3,678托(约5atm))下处于真空。在退火工艺期间，可以将纳米叠层膜堆叠230暴露于含有一或多种气体的气氛。在退火工艺期间使用的示例性气体可以是或包括氮气(N₂)、氩气、氦气、氢气(H₂)、氧气(O₂)或上述气体的任何组合。退火工艺可执行达约0.01秒至约10分钟。在一些实例中，退火工艺可以是热退火并且持续约1分钟、约5分钟、约10分钟、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，退火工艺可以是激光退火或尖峰退火，并且持续约1毫秒、约100毫秒或约1秒至约5秒、约10秒或约15秒。

保护涂层250或聚结膜240可具有约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或更厚的厚度。在一些实例中，保护涂层250或聚结膜240可具有小于10μm(例如，小于10,000nm)的厚度。例如，保护涂层250或聚结膜240可具有约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约200nm或约100nm至约150nm的厚度。

在一或多个实施方式中，保护涂层200和250可具有相对较高的均匀度。保护涂层200和250可具有小于相应保护涂层200、250的厚度的小于50％、小于40％或小于30％的均匀度。保护涂层200和250可独立地具有厚度的约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％的均匀度。例如，保护涂层200和250可以独立地具有厚度的约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％到约12％的均匀度。

在一些实施方式中，所包含的保护涂层200和/或250可用不同比例的金属在整个材料中形成或以其他方式产生，诸如碱金属之内含有的掺杂金属或分级金属，其中任何金属都可处于任何被化学氧化的形式(例如，氧化物、氮化物、硅化物、碳化物或上述各项的组合)。在一或多个实例中，第一沉积层210沉积至第一厚度，并且第二沉积层220沉积至第二厚度，其中第一厚度小于或大于第二厚度。例如，第一沉积层210可在方块120期间通过二或更多个(3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个或更多个)ALD循环沉积以产生分别相同量的子层(例如，每个ALD循环一个子层)，且随后第二沉积层220可通过一个ALD循环或数个ALD循环沉积，所述ALD循环的数量小于或大于用以沉积第一沉积层210的ALD循环的数量。在其他实例中，第一沉积层210可通过CVD沉积至第一厚度，并且第二沉积层220通过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工艺可用于沉积第一沉积层210和/或第二沉积层220，其中沉积材料是通过在ALD工艺期间包括掺杂剂前驱物来掺杂。在一些实例中，相对于用于沉积基底材料的ALD循环，掺杂剂前驱物可以被包括在单独的ALD循环中。在其他实例中，掺杂剂前驱物可与在ALD循环期间使用的任一种化学前驱物共注入。在其他实施方式中，掺杂剂前驱物可在ALD循环期间独立于化学前驱物而被注入。例如，一个ALD循环可包括将航空航天部件暴露于：第一前驱物，抽吸-净化，掺杂剂前驱物，抽吸-净化，第一反应物和抽吸-净化，以形成沉积层。在一些实例中，一个ALD循环可包括将航空航天部件暴露于：掺杂剂前驱物，抽吸-净化，第一前驱物，抽吸-净化，第一反应物和抽吸-净化，以形成沉积层。在其他实例中，一个ALD循环可包括将航空航天部件暴露于：第一前驱物，掺杂剂前驱物，抽吸-净化，第一反应物和抽吸-净化，以形成沉积层。

在一或多个实施方式中，第一沉积层210和/或第二沉积层220含有一或多种基底材料和一或多种掺杂材料。基底材料是或包含氧化铝、氧化铬，或者氧化铝和氧化铬的组合。掺杂材料是或含有铪、氧化铪、钇、氧化钇、铈、氧化铈、硅、氧化硅、上述各项的氮化物或上述各项的任何组合。本文所述的任何前驱物或反应剂可用作掺杂前驱物或掺杂剂。示例性铈前驱物可以是或包括一或多种四(2，2，6，6-四甲基-3，5-庚二烯酸酯)铈(IV)(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)或上述各项的任何组合。

掺杂材料可具有在第一沉积层210、第二沉积层220、纳米叠层膜堆叠230和/或聚结膜240之内的约0.01原子百分比(at％)、约0.05at％、约0.08at％、约0.1at％、约0.5at％、约0.8at％、约1at％、约1.2at％、约1.5at％、约1.8at％或约2at％至约2.5at％、约3at％、约3.5at％、约4at％、约5at％、约8at％、约10at％、约15at％、约20at％、约25at％或约30at％的浓度。例如，掺杂材料可具有在第一沉积层210、第二沉积层220、纳米叠层膜堆叠230和/或聚结膜240之内的约0.01at％至约30at％、约0.01at％至约25at％、约0.01at％至约20at％、约0.01at％至约15at％、约0.01at％至约12at％、约0.01at％至约10at％、约0.01at％至约8at％、约0.01at％至约5at％、约0.01at％至约4at％、约0.01at％至约3at％、约0.01at％至约2.5at％、约0.01at％至约2at％、约0.01at％至约1.5at％、约0.01at％至约1at％、约0.01at％至约0.5at％、约0.01at％至约0.1at％、约0.1at％至约30at％、约0.1at％至约25at％、约0.1at％至约20at％、约0.1at％至约15at％、约0.1at％至约12at％、约0.1at％至约10at％、约0.1at％至约8at％、约0.1at％至约5at％、约0.1at％至约4at％、约0.1at％至约3at％、约0.1at％至约2.5at％、约0.1at％至约2at％、约0.1at％至约1.5at％、约0.1at％至约1at％、约0.1at％至约0.5at％、约1at％至约30at％、约1at％至约25at％、约1at％至约20at％、约1at％至约15at％、约1at％至约12at％、约1at％至约10at％、约1at％至约8at％、约1at％至约5at％、约1at％至约4at％、约1at％至约3at％、约1at％至约2.5at％、约1at％至约2at％或约1at％至约1.5at％的浓度。

在一或多个实施方式中，保护涂层200包括纳米叠层膜堆叠230，所述纳米叠层膜堆叠230具有第一沉积层210和第二沉积层220，所述第一沉积层含有氧化铝(或其他基底材料)并且所述第二沉积层含有氧化铪(或其他掺杂材料)，或者所述第一沉积层含有氧化铪(或其他掺杂材料)并且所述第二沉积层含有氧化铝(或其他基底材料)。在一或多个实例中，保护涂层200和/或250含有氧化铝和氧化铪的组合、铪掺杂的氧化铝、铝酸铪，或上述各项的任何组合。例如，保护涂层200包括纳米叠层膜堆叠230，所述纳米叠层膜堆叠230具有第一沉积层210和第二沉积层220，所述第一沉积层含有氧化铝且所述第二沉积层含有氧化铪，或者所述第一沉积层含有氧化铪且所述第二沉积层含有氧化铝。在其他实例中，保护涂层250包括由氧化铝或氧化铪的层形成的聚结膜240。在一或多个实施方式中，保护涂层200或250在含有氧化铝(或其他基底材料)的纳米叠层膜堆叠230或聚结膜240之内具有约0.01at％、约0.05at％、约0.08at％、约0.1at％、约0.5at％、约0.8at％或约1at％至约1.2at％、约1.5at％、约1.8at％、约2at％、约2.5at％、约3at％、约3.5at％、约4at％、约4.5at％或约5at％的浓度。例如，保护涂层200或250可具有在含有氧化铝(或其他基底材料)的纳米叠层膜堆叠230或聚结膜240之内的约0.01at％至约10at％、约0.01at％至约8at％、约0.01at％至约5at％、约0.01at％至约4at％、约0.01at％至约3at％、约0.01at％至约2.5at％、约0.01at％至约2at％、约0.01at％至约1.5at％、约0.01at％至约1at％、约0.01at％至约0.5at％、约0.01at％至约0.1at％、约0.01at％至约0.05at％、约0.1at％至约5at％、约0.1at％至约4at％、约0.1at％至约3at％、约0.1at％至约2.5at％、约0.1at％至约2at％、约0.1at％至约1.5at％、约0.1at％至约1at％、约0.1at％至约0.5at％、约0.5at％至约5at％、约0.5at％至约4at％、约0.5at％至约3at％、约0.5at％至约2.5at％、约0.5at％至约2at％、约0.5at％至约1.5at％、约0.5at％至约1at％、约1at％至约5at％、约1at％至约4at％、约1at％至约3at％、约1at％至约2.5at％，约1at％至约2at％或约1at％至约1.5at％的铪(或其他掺杂材料)的浓度。

图3A和图3B是根据本文描述和论述的一或多个实施方式的含有保护涂层330的航空航天部件300的示意图。图3A是航空航天部件300的透视图，并且图3B是航空航天部件300的截面图。如本文所描述和论述，保护涂层330可以是或包括一或多个纳米叠层膜堆叠、一或多个聚结膜或者上述各项的任何组合。例如，保护涂层330可以是或包括保护涂层200，所述保护涂层200含有纳米叠层膜堆叠230(图2的(a))；和/或保护涂层330可以是或包括保护涂层250，所述保护涂层250含有聚结膜(图2的(b))。类似地，航空航天部件300可以是或包括航空航天部件202(图2)。如本文描述或论述的包括航空航天部件300的航空航天部件可以是或包括以下项的一或多个部件或其部件的一部分：涡轮、飞行器、航天器，或者可包括一或多个涡轮的其他装置(例如，压缩机、泵、涡轮风扇、超级充电器或类似装置)。示例性航空航天部件300可以是或包括涡轮叶片、涡轮轮叶、支撑构件、框架、肋片、鳍片、柱状鳍片、燃烧器燃料喷嘴、燃烧器护罩、内部冷却通道或上述各项的任何组合。

航空航天部件300具有一或多个外侧或外部表面310和一或多个内侧或内部表面320。内部表面320可界定在航空航天部件300之内延伸或其中含有的一或多个空腔302。空腔302可以是设置在内部表面320之间的通道、通路、空间等等。空腔302可具有一或多个开口304、306和308。在航空航天部件300内的每个空腔302通常具有大于1的长宽比(例如，长度除以宽度)。本文描述和论述的方法提供了以高长宽比(大于1)在内部表面320上和/或在腔室302之内沉积和/或以其他方式形成保护涂层200和250的步骤。

空腔302的长宽比可以是从约2、约3、约5、约8、约10或约12至约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、约1,000或更大。例如，空腔302的长宽比可以是从约2至约1,000、约2至约500、约2至约200、约2至约150、约2至约120、约2至约100、约2至约80、约2至约50、约2至约40、约2至约30、约2至约20、约2至约10、约2至约8、约5至约1,000、约5至约500、约5至约200、约5至约150、约5至约120、约5至约100、约5至约80、约5至约50、约5至约40、约5至约30、约5至约20、约5至约10、约5至约8、约10至约1,000、约10至约500、约10至约200、约10至约150、约10至约120、约10至约100、约10至约80、约10至约50、约10至约40、约10至约30、约10至约20、约20至约1,000、约20至约500、约20至约200、约20至约150、约20至约120、约20至约100、约20至约80、约20至约50、约20至约40或约20至约30。

航空航天部件300及其任何表面(包括一或多个外侧或外部表面310和/或一或多个内侧或内部表面320)可以由一或多种金属制成，包含一或多种金属或另外包括一或多种金属，所述金属诸如镍、铝、铬、铁、钛、铪、一或多种镍超合金、一或多种铬镍铁合金、一或多种哈氏(Hastelloy)合金，或上述各项的任何组合。保护涂层330可沉积、形成或以其他方式产生在航空航天部件300的任何表面上，所述表面包括一或多个外侧或外部表面310和/或一或多个内侧或内部表面320。

如本文描述和论述的保护涂层可以是或包括沉积或以其他方式形成在航空航天部件的任何表面上的叠层膜堆叠、聚结膜、梯级(graded)组成和/或单片膜中的一或多种。在一些实例中，保护涂层含有从约1％至约100％的氧化铬。保护涂层是共形的并且实质上遵循表面布局(topology)涂布粗糙的表面特征，包括在表面的开孔、盲孔和非视线区域中的表面特征。保护涂层实质上不增加表面粗糙度，并且在一些实施方式中，保护涂层可以通过共形地涂布粗糙度来减小表面粗糙度，直至其聚结为止。保护涂层可含有来自沉积的颗粒，这些颗粒实质上大于航空航天部件的粗糙度，但这些颗粒被认为与单片膜分离。保护涂层实质上粘附良好并且无针孔。保护涂层的厚度在40％的1σ之内变化。在一或多个实施方式中，厚度变化小于20％、10％、5％、1％或0.1％的1-σ。

当航空航天部件暴露于空气、氧气、硫和/或硫化合物、酸、碱、盐(例如，Na、K、Mg、Li或Ca盐)或上述各项的任何组合时，保护涂层可提供腐蚀和氧化保护。

本文所述的一或多个实施方式包括使用产生第一材料(例如，氧化铬、氧化铝和/或氮化铝)和另一次级材料的交替纳米叠层的方法来保存下面的含铬合金的方法。次级材料可以是或包括氧化铝、氮化铝、氮氧化铝、氧化硅、氮化硅、碳化硅、氧化钇、氮化钇、氮化硅钇、氧化铪、硅酸铪、硅化铪、氮化铪、氧化钛、氮化钛、硅化钛、硅酸钛、上述各项的掺杂物、上述各项的合金或上述各项的任何组合。所得的膜可用作纳米叠层膜堆叠或者膜可经历在其中高温将膜聚结为单个结构的退火，在所述单个结构中，新的结晶组件增强了此覆盖膜的完整性和保护性。

在特定实施方式中，铬前驱物(在约0℃至约250℃的温度下)经由气相输送被输送至航空航天部件达5秒的预定脉冲长度。在此工艺期间，沉积反应器在氮气载气流(总计约1,000sccm)下操作，其中腔室保持在约350℃的预定温度和约3.5托的压力下。在铬前驱物的脉冲之后，随后在确定量的时间内抽吸腔室并清除所有必需的气体和副产物。随后，在约3.5托的腔室压力下将水以脉冲方式输送至腔室中达0.1秒。然后，进行额外的腔室净化(或抽吸/清除)以除去反应器中任何过量的反应物和反应副产物。根据需要多次重复此工艺以使目标CrOx膜达到所期望的膜厚度。

对于次级膜(实例：氧化铝)，前驱物三甲基铝(在约0℃至约30℃的温度下)经由气相输送被输送至航空航天部件达0.1秒的预定脉冲长度。在此工艺期间，沉积反应器在氮气载气流(总计约100sccm)下操作，其中腔室保持在约150℃至约350℃的预定温度和约1托至约5托的压力下。在三甲基铝的脉冲之后，随后在确定量的时间内抽吸腔室并清除所有必需的气体和副产物。随后，在约3.5托的腔室压力下以脉冲方式输送水蒸气进入腔室达约0.1秒。随后进行额外的腔室净化以除去反应器中任何过量的反应物和反应副产物。根据需要多次重复此工艺以使目标Al₂O₃膜达到所期望的膜厚度。然后，航空航天部件在约500sccm的惰性氮气流下于约500℃的温度下经历退火炉约一小时。

掺杂/合金化ALP层工艺

本文描述的一或多个实施方式包括通过使用掺杂的含铬膜来保存下面的航空航天部件的方法。此膜是或包括含铬膜，所述含铬膜是通过使用铬前驱物，和一或多种氧源或氧化剂(对于氧化铬沉积)、氮源或氮化剂(对于氮化铬沉积)、一或多种碳源或碳前驱物(对于碳化铬沉积)、硅源或硅前驱物(对于硅化铬沉积)或上述各项的任何组合来生产。掺杂前驱物(或掺杂剂)可以是或包括铝、钇、铪、硅、钽、锆、锶、镧、钕、钬、钡、镥、镝、钐、铽、铒、铥、钛、铌、锰、钪、铕、锡、铈或上述各项的任何组合的来源。所使用的前驱物可以是或包括但不限于一或多种铬前驱物，如上文描述和论述。可在沉积工艺期间使用铬前驱物以产生含有三元材料(例如，YCrO或CrAlO)的掺杂膜。所得的膜可用作纳米叠层膜堆叠或者膜可经历在其中高温将膜聚结为单个结构的退火，在所述单个结构中，新的结晶组件增强了此覆盖膜的完整性和保护性。

在特定实施方式中，铬前驱物双(1，4-二叔丁基二氮杂二烯基铬(II)(在约0至约250℃的温度下)经由气相输送被输送至航空航天部件达5秒的预定脉冲长度。在此工艺期间，沉积反应器在约1,000sccm的氮气载气流下操作，其中腔室保持在约350℃的预定温度和约3.5托的压力下。在铬前驱物的脉冲之后，在确定量的时间内抽吸腔室并清除所有必需的气体和副产物。随后，在约3.5托的腔室压力下将第二反应物水以脉冲方式输送至腔室中达0.1秒。然后，进行第二腔室净化以除去反应器中任何过量的反应物和反应副产物。

根据需要多次重复此铬前驱物/抽吸-净化/水/抽吸-净化序列以使目标CrOx膜达到所期望的膜厚度。此工艺形成具有所期望厚度的第一CrOx层叠层。

在第一CrOx层叠层沉积之后，在约1.6托的腔室压力下将第三反应物四(乙基甲基氨基)铪(TEMAH)以脉冲方式输送至腔室中达5秒。然后，进行最终腔室抽吸/净化以除去反应器中任何过量的反应物和反应副产物。随后，在约1.2托的腔室压力下以脉冲方式输送第二反应物水进入腔室达3秒。随后进行第二腔室抽吸/净化以除去反应器中任何过量的反应物和反应副产物。此单个序列形成具有单层(HfOx)厚度的第二HfOx层叠层。

此第一CrOx/第二HfOx层叠层序列根据需要被重复多次，以使目标Hf掺杂的氧化铬膜(CrOx：Hf)达到所期望的膜厚度。所得的CrOx：Hf膜可用作纳米叠层膜堆叠或者膜，可经历在其中高温激活Hf扩散至CrOx层中的退火，其中CrOx：Hf膜中的更均匀的Hf分布增强了此覆盖膜的完整性和保护性。

在特定实施方式中，所选择的铝前驱物三甲基铝(TMAl)(在约0℃至约30℃的温度下)经由气相输送被输送至航空航天部件达约0.1秒至约1秒的预定脉冲长度。在此工艺期间，沉积反应器在约100sccm的氮气载气流下操作，其中腔室保持在约150℃至约350℃的预定温度和约1托至约5托的压力下。在三甲基铝的脉冲之后，随后在确定量的时间内抽吸腔室并清除所有必需的气体和副产物。随后，在约1托至约5托的腔室压力下以脉冲方式输送水蒸气进入腔室达3秒。随后进行额外的腔室净化以除去反应器中任何过量的反应物和反应副产物。根据需要多次重复此铝前驱物/抽吸-净化/水/抽吸-净化序列以使目标AlOx(例如，Al₂O₃)膜达到所期望的膜厚度。此工艺形成具有所期望厚度的第一AlOx层叠层。

在第一AlOx层叠层沉积之后，在约1.6托的腔室压力下将第三反应物四(乙基甲基氨基)铪(TEMAH)以脉冲方式输送至腔室中达约5秒。随后进行最终腔室抽送/净化以除去反应器中任何过量的反应物和反应副产物。随后，在约1.2托的腔室压力下以脉冲方式输送第二反应物水进入腔室达约3秒。随后进行第二腔室抽送/净化以除去反应器中任何过量的反应物和反应副产物。此单个序列形成具有单层(HfOx)厚度的第二HfOx层叠层。

此第一AlOx/第二HfOx层叠层序列根据需要被重复多次，以使目标Hf掺杂的氧化铝膜(AlOx：Hf)达到所期望的膜厚度。在一些实例中，所得的AlOx：Hf膜用作纳米叠层膜堆叠。在其他实例中，所得的AlOx：Hf膜经历在其中高温激活Hf扩散至AlOx层中的退火，其中AlOx：Hf膜中的更均匀的Hf分布增强了此覆盖膜的完整性和保护性。

SEM示出了在Si航空航天部件上的ALD原生的(as-grown)Hf掺杂的Al₂O₃层的横截面。SEM示出了具有约0.1at％的Hf浓度的Hf掺杂的Al₂O₃层的横截面。总的Al₂O₃：Hf膜厚度是约140nm。膜包含六个Al₂O₃/HfO₂层叠层。单个Al₂O₃/HfO₂层叠层厚度是约23nm。SEM示出了具有约0.5at％的Hf浓度的Hf掺杂的Al₂O₃层的横截面。总的Al₂O₃：Hf膜厚度是约108nm。膜含有二十一个Al₂O₃/HfO₂层叠层。单个Al₂O₃/HfO₂层叠层厚度是约5.1nm。

对于约0.1at％的Hf掺杂样品，在SEM截面上可见HfO₂和Al₂O₃层的视觉区别。然而，SEM分辨率(10nm)限制了HfO₂和Al₂O₃层在约0.5at％的Hf掺杂样品中的视觉区别。SIMS用于确定航空部件上ALD原生的Hf掺杂的Al₂O₃层的浓度深度分布。Hf掺杂的Al₂O₃层的SIMS浓度深度分布是约0.1at％的Hf浓度。膜含有六个Al₂O₃/HfO₂层叠层。Hf掺杂的Al₂O₃层的SIMS浓度深度分布是约0.5at％的Hf浓度。膜含有二十一个Al₂O₃/HfO₂层叠层。

卢瑟福背散射光谱(Rutherford backscatterlng spectrometry；RBS)为ALD原生的Hf掺杂的Al₂O₃层提供了成分分析数据。RBS分析证明具有六个Al₂O₃/HfO₂层叠层的块状Al₂O₃：Hf层具有约0.1at％的Hf浓度，并且具有二十一个Al₂O₃/HfO₂层叠层的块状Al₂O₃：Hf层具有约0.5at％的Hf浓度。

在一或多个实施方式中，包括含铬材料的保护涂层对于在空气中形成稳定的氧化铬以保护表面免受氧化、酸侵蚀和硫腐蚀的许多应用是合乎需要的。在Fe、Co和/或Ni基合金的情况下，氧化铬(以及氧化铝)被选择性地形成以产生钝化表面。然而，在形成此选择性氧化层之前，使其他金属元素氧化，直到氧化铬形成连续层为止。

在形成致密的氧化铬层之后，暴露于空气中的高温(例如，大于500℃)会导致氧化铬氧化皮(scale)变厚，其中铬从大块金属中扩散出来并进入氧化皮中，并且氧气也从空气中扩散至氧化皮中。随着时间的推移，氧化皮的生长速率随着氧化皮的增厚而减慢，这是因为(1)氧扩散较慢，并且(2)块状合金中的铬变得被耗尽。对于合金，如果铬浓度降至阈值以下，则可能会开始形成其他氧化物，这些氧化物会导致先前的保护性氧化皮剥落或失效。

为了延长含铬合金的寿命，可以使用以下一种或多种方法。在一或多个实施方式中，方法可包括沉积匹配原生氧化物的组成和晶体结构的氧化层以产生保护涂层。在其他实施方式中，方法可包括沉积具有与原生氧化物不同的晶体结构的氧化层以产生保护涂层。在一些实施方式中，方法可包括沉积具有额外掺杂剂的的氧化层以产生保护涂层，所述额外掺杂剂将不存在于原生氧化物中。在其他实施方式中，方法可包括作为帽层或在多层堆叠中沉积另一层(例如，氧化硅或氧化铝)以产生保护涂层。

在方法的一或多个实施方式中，非原生氧化物可初始沉积至航空航天部件或其他有效地使氧化物变厚的基板的金属表面的表面上，从而减慢向金属表面的氧扩散并产生较慢的氧化膜的绝对厚度增长。在一些实例中，可在抛物线型氧化物氧化皮生长曲线的上下文中预期此方法的益处。在较厚的氧化皮(例如，大于0.5微米至约1.5微米)处，氧化皮增厚的速率相对于初始生长降低。在生长厚的氧化皮之前，沉积具有约100nm、约200nm或约300nm至约1微米、约2微米或约3微米的厚度的氧化膜。在给定的时间段内，原生氧化皮的约0.5微米至约1微米的第一厚度的有效生长率可能会慢得多。反过来，铬从基板上的消耗速度可能更慢，并且表面可暴露于环境的时间可以更长。

氧扩散可进一步通过沉积预定的氧化铬晶体结构、例如是非晶态减慢。氧沿晶界扩散的速度可比在氧化铬的块状晶体中更快，因此，将晶界减至最小可能对减缓氧扩散有利。反过来，氧化皮生长可能更慢，并且表面可暴露于环境的时间可以更长。

在其他实施方式中，所述方法可包括在产生保护涂层的同时将一或多种掺杂剂掺入沉积的氧化物中。掺杂剂可以是或包括铝、钇、铪、硅、钽、锆、锶、镧、钕、钬、钡、镥、镝、钐、铽、铒、铥、钛、铌、锰、钪、铕、锡、铈或上述各项的任何组合的来源。掺杂剂可偏析到晶界并改变晶界扩散速率，以减慢氧化物氧化皮的生长速率。

在一或多个实施方式中，航空航天部件包括设置在基板表面上的涂层。基板的表面包括或含有镍、镍超合金、铝、铬、铁、钛、铪、上述各项的合金或上述各项的任何组合。涂层具有小于10μm的厚度并且含有氧化铝层，在一些实例中，航空航天部件的表面是在航空航天部件的空腔之内的内表面。空腔可具有约5至约1,000的长宽比并且涂层可具有跨内表面小于厚度的30％的均匀度。

本公开内容的实施方式进一步涉及以下段落的任一个或多个：

1.一种在航空航天部件上沉积涂层的方法，包含：顺序地将航空航天部件暴露于铬前驱物和反应物以通过原子层沉积工艺在航空航天部件的表面上形成含铬层。

2.一种在航空航天部件上沉积涂层的方法，包含：在航空航天部件的表面上形成纳米叠层膜堆叠，其中纳米叠层膜堆叠包含含铬层和第二沉积层的交替层；顺序地将航空航天部件暴露于铬前驱物和第一反应物以通过原子层沉积在表面上形成含铬层，其中含铬层包含氧化铬、氮化铬或上述各项的组合；和顺序地将航空航天部件暴露于金属或硅前驱物和第二反应物以通过原子层沉积在表面上形成第二沉积层，其中第二沉积层包含氧化铝、氮化铝、氧化硅、氮化硅、碳化硅、氧化钇、氮化钇、氮化硅钇、氧化铪、氮化铪、硅化铪、硅酸铪、氧化钛、氮化钛、硅化钛、硅酸钛或上述各项的任何组合。

3.如段落1或2所述的方法，其中铬前驱物包含双(环戊二烯)铬、双(五甲基环戊二烯)铬、双(异丙基环戊二烯)铬、双(乙苯)铬、六羰基铬、乙酰丙酮铬、六氟乙酰丙酮铬、二氮杂二烯铬、上述各项的异构体、上述各项的络合物、上述各项的外展物、上述各项的盐或上述各项的任何组合。

4.如段落3所述的方法，其中二氮杂二烯铬具有以下化学式：

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其中每个R和R′独立地选自H、C1-C6烷基、芳基、酰基、烷基酰胺基、酰肼基、甲硅烷基，醛基、酮基、C2-C4烯基、炔基或上述各项的取代基。

5.如段落4所述的方法，其中每个R独立地为选自甲基、乙基、丙基、丁基或上述各项的异构体的C1-C6烷基，且R′为H。

6.如段落4所述的方法，其中R为叔丁基且R′为H。

7.如段落4所述的方法，其中二氮杂二烯铬为双(1，4-二叔丁基二氮杂二烯基)铬(II)。

8.如段落1至7任一项所述的方法，其中反应物包含还原剂且含铬层包含金属铬。

9.如段落8所述的方法，其中还原剂包含氢(H₂)、氨、肼、肼、醇、环己二烯、二氢吡嗪、含铝的化合物、上述各项的外展物、上述各项的盐、上述各项的等离子体衍生物或上述各项的任何组合。

10.如段落1至9任一项所述的方法，其中反应物包含氧化剂且含铬层包含氧化铬。

11.如段落10所述的方法，其中氧化剂包含水、氧气(O₂)、原子氧、臭氧、一氧化二氮、过氧化物、醇、上述各项的等离子体或上述各项的任何组合。

12.如段落1至11任一项所述的方法，其中反应物包含氮化剂且含铬层包含氮化铬。

13.如段落12所述的方法，其中氮化剂包含氨、原子氮、肼、上述各项的等离子体或上述各项的任何组合。

14.如段落1至13任一项所述的方法，其中反应物包含碳前驱物或硅前驱物，并且含铬层包含碳化铬或硅化铬。

15.如段落14所述的方法，其中碳前驱物包含烷烃、烯烃、炔烃、上述各项的取代基、上述各项的等离子体或上述各项的任何组合；并且硅前驱物包含硅烷、乙硅烷、取代的硅烷、上述各项的等离子体或上述各项的任何组合。

16.如段落1至15任一项所述的方法，进一步包含在航空航天部件的表面上形成纳米叠层膜堆叠，其中纳米叠层膜堆叠包含含铬层和第二沉积层的交替层。

17.如段落16所述的方法，其中第二沉积层包含氧化铝、氮化铝、氧化硅、氮化硅、碳化硅、氧化钇、氮化钇、氮化硅钇、氧化铪、氮化铪、硅化铪、硅酸铪、氧化钛、氮化钛、硅化钛、硅酸钛或上述各项的任何组合。

18.如段落16所述的方法，其中含铬层包含氧化铬、氮化铬或上述各项的组合；并且其中第二沉积层包含氧化铝、氮化硅、氧化铪、硅酸铪或上述各项的任何组合。

19.如段落16所述的方法，其中纳米叠层膜堆叠中的交替层包含1对至约50对的含铬层和第二沉积层。

20.如段落16所述的方法，其中第二沉积层是通过原子层沉积来沉积。

21.如段落16所述的方法，进一步包含将航空航天部件退火并且将纳米叠层膜堆叠转变为聚结膜。

22.如段落1至21任一项所述的方法，其中航空航天部件是涡轮叶片、涡轮轮叶、支撑构件、框架、肋片、鳍片、柱状鳍片、燃烧器燃料喷嘴、燃烧器护罩、内部冷却通道或上述各项的任何组合。

23.如段落1至22任一项所述的方法，其中航空航天部件的表面是航空航天部件的内表面。

24.如段落1至23任一项所述的方法，其中航空航天部件的表面是航空航天部件的外表面。

25.如段落1至24任一项所述的方法，其中航空航天部件的表面包含镍、镍超合金、铝、铬、铁、钛、铪、上述各项的合金或上述各项的任何组合。

26.一种航空航天部件，包含：表面，所述表面包含镍、镍超合金、铝、铬、铁、钛、铪、上述各项的合金或上述各项的任何组合；和涂层，具有小于10μm的厚度并且设置在所述表面上，其中涂层包含含铬层，且其中含铬层包含金属铬、氧化铬、氮化铬、碳化铬、硅化铬或上述各项的任何组合。

27.一种航空航天部件，包含：表面，所述表面包含镍、镍超合金、铝、铬、铁、钛、铪、上述各项的合金或上述各项的任何组合；和涂层，具有小于10μm的厚度并且设置在所述表面上，其中涂层包含氧化铝。

28.一种航空航天部件，包含：表面，所述表面包含镍、镍超合金、铝、铬、铁、钛、铪、上述各项的合金或上述各项的任何组合；和涂层，在所述表面上，其中所述涂层是通过原子层沉积来沉积并且包含含铬层，且其中所述含铬层包含金属铬、氧化铬、氮化铬、碳化铬、硅化铬或上述各项的任何组合。

29.如段落26至28任一项所述的航空航天部件，其中所述航空航天部件的表面是航空航天部件的空腔之内的内表面，其中所述空腔具有约5至约1,000的长宽比，并且所述涂层具有跨内表面小于厚度的30％的均匀度。

30.如段落26至29任一项所述的航空航天部件，其中所述航空航天部件是涡轮叶片、涡轮轮叶、支撑构件、框架、肋片、鳍片、柱状鳍片、燃烧器燃料喷嘴、燃烧器护罩、内部冷却通道或上述各项的任何组合。

31.如段落26至30任一项所述的航空航天部件，其中所述表面具有空腔，所述空腔具有大于5至1,000的长宽比。

32.一种在航空航天部件上沉积涂层的方法，包含：将航空航天部件暴露于第一前驱物和第一反应物以通过化学气相沉积(CVD)工艺或第一原子层沉积(ALD)工艺在航空航天部件的表面上形成第一沉积层；并且将航空航天部件暴露于第二前驱物和第二反应物以通过第二ALD工艺在第一沉积层上形成第二沉积层，其中第一沉积层和第二沉积层具有彼此不同的成分。

33.一种在航空航天部件上沉积涂层的方法，包含：在航空航天部件的表面上形成纳米叠层膜堆叠，其中纳米叠层膜堆叠包含第一沉积层和第二沉积层的交替层；顺序地将航空航天部件暴露于第一前驱物和第一反应物以通过原子层沉积在表面上形成第一沉积层，其中第一沉积层包含氧化铬、氮化铬、氧化铝、氮化铝或上述各项的任何组合；和顺序地将航空航天部件暴露于第二前驱物和第二反应物以通过原子层沉积在第一沉积层上形成第二沉积层，其中第二沉积层包含氧化铝、氮化铝、氧化硅、氮化硅、碳化硅、氧化钇、氮化钇、氮化硅钇、氧化铪、氮化铪、硅化铪、硅酸铪、氧化钛、氮化钛、硅化钛、硅酸钛或上述各项的任何组合，并且其中第一沉积层和第二沉积层具有彼此不同的成分。

34.如段落32或33所述的方法，其中第一沉积层是通过ALD工艺形成并且所述方法进一步包含顺序地将航空航天部件暴露于第一前驱物和第一反应物以形成第一沉积层。

35.如段落34所述的方法，其中第一ALD工艺的每一循环包括将航空航天部件暴露于第一前驱物，进行抽吸-净化，将航空航天部件暴露于第一反应物，且进行抽吸-净化；并且每一循环重复从2次至约500次以在形成第二沉积层之前形成第一沉积层。

36.如段落32至35任一项所述的方法，其中第一沉积层是通过CVD工艺形成并且所述方法进一步包含同时地将航空航天部件暴露于第一前驱物和第一反应物以形成第一沉积层。

37.如段落32至36任一项所述的方法，其中第一沉积层包含氧化铬、氮化铬、氧化铝或氮化铝，其中第二沉积层包含氧化铝、氮化铝、氧化硅、氮化硅、碳化硅、氧化钇、氮化钇、氮化硅钇、氧化铪、氮化铪、硅化铪、硅酸铪、氧化钛、氮化钛、硅化钛、硅酸钛或上述各项的任何组合，且其中如果第一沉积层包含氧化铝或氮化铝，那么第二沉积层则不包含氧化铝和氮化铝。

38.如段落32至37任一项所述的方法，其中第一前驱物包含铬前驱物或铝前驱物，并且第一反应物包含氧化剂、氮化剂或上述各项的组合。

39.如段落32至38任一项所述的方法，其中第二前驱物包含铝前驱物或铪前驱物，并且第二反应物包含氧化剂、氮化剂或上述各项的组合。

40.如段落32至39任一项所述的方法，其中第一前驱物包含双(环戊二烯)铬、双(五甲基环戊二烯)铬、双(异丙基环戊二烯)铬、双(乙苯)铬、六羰基铬、乙酰丙酮铬、六氟乙酰丙酮铬、二氮杂二烯铬、上述各项的异构体、上述各项的络合物、上述各项的外展物、上述各项的盐或上述各项的任何组合。

41.如段落40所述的方法，其中二氮杂二烯铬具有以下化学式：

其中每个R和R′独立地选自H、C1-C6烷基、芳基、酰基、烷基酰胺基、酰肼基、甲硅烷基、醛基、酮基、C2-C4烯基、炔基或上述各项的取代基。

42.如段落40所述的方法，其中每个R独立地为选自甲基、乙基、丙基、丁基或上述各项的异构体的C1-C6烷基，且R′为H。

43.如段落40所述的方法，其中R为叔丁基且R′为H。

44.如段落40所述的方法，其中二氮杂二烯铬为双(1，4-二叔丁基二氮杂二烯基)铬(II)。

45.如段落32至44任一项所述的方法，其中第一前驱物或第二前驱物包含铝前驱物，并且其中铝前驱物包含三(烷基)铝、三(烷氧基)铝、二酮酸铝、上述各项的络合物、上述各项的外展物、上述各项的盐或上述各项的任何组合。

46.如段落45所述的方法，其中铝前驱物包括三甲基铝、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、乙酰丙酮铝、乙酰基六氟乙二酮铝、三二新戊酰基甲基铝、上述各项的异构体、上述各项的络合物、上述各项的外展物、上述各项的盐或上述各项的任何组合。

47.如段落32至46任一项所述的方法，其中第一前驱物或第二前驱物包含铪前驱物，并且其中铪前驱物包含双(甲基环戊二烯)二甲基铪、双(甲基环戊二烯)甲基甲氧基铪、双(环戊二烯)二甲基铪、四(叔丁氧基)铪、异丙氧基铪、四(二甲基氨基)铪(TDMAH)、四(二乙氨基)铪(TDEAH)、四(乙炔甲基氨基)铪(TEMAH)、上述各项的异构体、上述各项的络合物、上述各项的外展物、上述各项的盐或上述各项的任何组合。

48.如段落32至47任一项所述的方法，其中纳米叠层膜堆叠包含第一沉积层和第二沉积层，并且方法进一步包含在增加纳米叠层膜堆叠的厚度的同时沉积从2对至约500对的第一沉积层和第二沉积层。

49.如段落48所述的方法，其中每一对第一沉积层和第二沉积层具有约0.2nm至约50nm的厚度。

50.如段落48所述的方法，进一步包含将航空航天部件退火并且将纳米叠层膜堆叠转变为聚结膜。

51.如段落47所述的方法，其中第一沉积层包含氧化铝并且第二沉积层包含氧化铪，且其中铪的浓度在纳米叠层膜堆叠之内为约0.01at％至约10at％。

52.如段落48所述的方法，其中纳米叠层膜堆叠具有约1nm至约5,000nm的厚度。

53.如段落32至52任一项所述的方法，其中航空航天部件是涡轮叶片、涡轮轮叶、支撑构件、框架、肋片、鳍片、柱状鳍片、燃烧器燃料喷嘴、燃烧器护罩、内部冷却通道或上述各项的任何组合。

54.如段落32至53任一项所述的方法，其中航空航天部件的表面是航空航天部件的内表面，且其中航空航天部件的表面包含镍、镍超合金、铝、铬、铁、钛、铪、上述各项的合金或上述各项的任何组合。

55.如段落32至54任一项所述的方法，其中航空航天部件的表面具有空腔，所述空腔具有大于5至1,000的长宽比。

56.一种航空航天部件，包含：表面，所述表面包含镍、镍超合金、铝、铬、铁、钛、铪、上述各项的合金或上述各项的任何组合；和涂层，设置在所述表面上，其中所述涂层包含纳米叠层膜堆叠，所述纳米叠层膜堆叠包含第一沉积层和第二沉积层的交替层；其中第一沉积层包含氧化铬、氮化铬、氧化铝、氮化铝或上述各项的任何组合；其中第二沉积层包含氧化铝、氮化铝、氧化硅、氮化硅、碳化硅、氧化钇、氮化钇、氮化硅钇、氧化铪、氮化铪、硅化铪、硅酸铪、氧化钛、氮化钛、硅化钛、硅酸钛或上述各项的任何组合；其中第一沉积层和第二沉积层具有彼此不同的成分；并且其中纳米叠层膜堆叠具有约1nm至约5,000nm的厚度。

57.如段落56所述的航空航天部件，其中航空航天部件是涡轮叶片、涡轮轮叶、支撑构件、框架、肋片、鳍片、柱状鳍片、燃烧器燃料喷嘴、燃烧器护罩、内部冷却通道或上述各项的任何组合。

58.如段落56或57所述的航空航天部件，其中航空航天部件的表面是航空航天部件的空腔之内的内表面。

59.如段落56至58任一项所述的航空航天部件，其中空腔具有约5至约1,000的长宽比。

60.如段落56至59任一项所述的航空航天部件，其中涂层具有跨内表面小于横跨内表面的厚度的30％的均匀度。

虽然前述内容针对本公开内容的实施方式，但是可在不背离本公开内容的基本范围的情况下设计其他和进一步实施方式，并且所述范围是由随附的权利要求书确定。本文描述的所有文件均通过引用并入本文，包括与本文不矛盾的任何优先权文件和/或测试程序。如从上文的一般描述和特定实施方式中显而易见的是，尽管已示出和描述了本公开内容的各种形式，但可在不背离本公开内容的精神和范围的情况下进行各种修改。因此，不意欲使本公开内容受限于此。同样，出于美国法律的目的，术语“包含”被认为与术语“包括”同义。同样地，每当成分、元素或一组元素前面加上过渡短语“包含”时，应将理解，我们也可预期具有在叙述成分、元素或数个元素前面的具有过渡短语的“基本上由......组成”、“由......组成”、“选自由......组成的群组”或“是”的相同组成或一组元素，且反之亦然。

某些实施方式和特征已使用一组数字上限和一组数字下限来描述。应当理解，除非另有说明，否则可以预期包括任何两个值的组合的范围，例如，任何较低值与任何较高值的组合、任何两个较低值的组合和/或任何两个较高值的组合的范围。某些下限、上限和范围出现在以下一或多项权利要求中。

Claims (20)

1.一种在航空航天部件上沉积涂层的方法，包含：

将所述航空航天部件暴露于铬前驱物和反应物以通过气相沉积工艺在所述航空航天部件的表面上形成含铬层；和

在所述航空航天部件的所述表面上形成纳米叠层膜堆叠，其中所述纳米叠层膜堆叠包含所述含铬层和第二沉积层的交替层。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述气相沉积工艺是化学气相沉积工艺。

3.如权利要求1所述的方法，其中所述气相沉积工艺是原子层沉积工艺。

4.如权利要求1所述的方法，其中所述铬前驱物包含双(环戊二烯)铬、双(五甲基环戊二烯)铬、双(异丙基环戊二烯)铬、双(乙苯)铬、六羰基铬、乙酰丙酮铬、六氟乙酰丙酮铬、二氮杂二烯铬、上述各项的异构体、上述各项的络合物、上述各项的外展物(abducts)、上述各项的盐或上述各项的任何组合。

5.如权利要求4所述的方法，其中所述二氮杂二烯铬具有以下化学式：

其中每个R和R′独立地选自H、C1-C6烷基、芳基、酰基、烷基酰胺基、酰肼基、甲硅烷基、醛基、酮基、C2-C4烯基、炔基或上述各项的取代基。

6.如权利要求1所述的方法，其中所述反应物包含氧化剂并且所述含铬层包含氧化铬，并且其中所述氧化剂包含水、氧气(O₂)、原子氧、臭氧、一氧化二氮、过氧化物、醇、上述各项的等离子体或上述各项的任何组合。

7.如权利要求1所述的方法，其中所述第二沉积层包含氧化铝、氮化铝、氧化硅、氮化硅、碳化硅、氧化钇、氮化钇、氮化硅钇、氧化铪、氮化铪、硅化铪、硅酸铪、氧化钛、氮化钛、硅化钛、硅酸钛或上述各项的任何组合。

8.如权利要求1所述的方法，进一步包含将所述航空航天部件退火并且将所述纳米叠层膜堆叠转变为聚结膜。

9.如权利要求1所述的方法，其中所述航空航天部件是涡轮叶片、涡轮轮叶、支撑构件、框架、肋片、鳍片、柱状鳍片、燃烧器燃料喷嘴、燃烧器护罩、内部冷却通道或上述各项的任何组合。

10.如权利要求1所述的方法，其中所述航空航天部件的所述表面是所述航空航天部件的内表面，且其中所述航空航天部件的所述表面包含镍、镍超合金、铝、铬、铁、钛、铪、上述各项的合金或上述各项的任何组合。

11.一种在航空航天部件上沉积涂层的方法，包含：

在所述航空航天部件的表面上沉积包含氧化铬的含铬层，所述表面包含铝，并且所述沉积通过气相沉积工艺进行，其中在所述气相沉积工艺期间所述航空航天部件被暴露于铬前驱物和氧化剂以形成所述含铬层。

12.如权利要求11所述的方法，其中所述氧化剂包含水、氧气(O₂)、原子氧、臭氧、一氧化二氮、过氧化物、醇、上述各项的等离子体或上述各项的任何组合。

13.如权利要求11所述的方法，其中所述气相沉积工艺是化学气相沉积工艺。

14.如权利要求11所述的方法，其中所述气相沉积工艺是原子层沉积工艺。

15.如权利要求11所述的方法，其中所述航空航天部件的所述表面是所述航空航天部件的内表面，且其中所述航空航天部件是涡轮叶片、涡轮轮叶、支撑构件、框架、肋片、鳍片、柱状鳍片、燃烧器燃料喷嘴、燃烧器护罩、内部冷却通道或上述各项的任何组合。

16.一种在航空航天部件上沉积涂层的方法，包含：

将所述航空航天部件暴露于铬前驱物和氧化剂，以通过气相沉积工艺在所述航空航天部件的表面上形成包含氧化铬的含铬层，其中所述铬前驱物包含具有以下化学式的二氮杂二烯铬：

其中每个R和R′独立地选自H、C1-C6烷基、芳基、酰基、烷基酰胺基、酰肼基、甲硅烷基、醛基、酮基、C2-C4烯基、炔基或上述各项的取代基。

17.如权利要求16所述的方法，其中所述氧化剂包含水、氧气(0₂)、原子氧、臭氧、一氧化二氮、过氧化物、醇、上述各项的等离子体或上述各项的任何组合。

18.如权利要求16所述的方法，其中所述气相沉积工艺是化学气相沉积工艺。

19.如权利要求16所述的方法，其中所述气相沉积工艺是原子层沉积工艺。

20.如权利要求16所述的方法，其中所述航空航天部件的所述表面是所述航空航天部件的内表面，且其中所述航空航天部件是涡轮叶片、涡轮轮叶、支撑构件、框架、肋片、鳍片、柱状鳍片、燃烧器燃料喷嘴、燃烧器护罩、内部冷却通道或上述各项的任何组合。