CZ301877B6 - Predmet z keramiky s vrstvou reagující s kyslíkem - Google Patents

Predmet z keramiky s vrstvou reagující s kyslíkem Download PDF

Info

Publication number
CZ301877B6
CZ301877B6 CZ0443099A CZ443099A CZ301877B6 CZ 301877 B6 CZ301877 B6 CZ 301877B6 CZ 0443099 A CZ0443099 A CZ 0443099A CZ 443099 A CZ443099 A CZ 443099A CZ 301877 B6 CZ301877 B6 CZ 301877B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
silicon
coating
composite article
sic
substrate
Prior art date
Application number
CZ0443099A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ9904430A3 (cs
Inventor
Wang@Hongyu
Lal Luthra@Krishan
Original Assignee
General Electric Company
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by General Electric Company filed Critical General Electric Company
Publication of CZ9904430A3 publication Critical patent/CZ9904430A3/cs
Publication of CZ301877B6 publication Critical patent/CZ301877B6/cs

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/009—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone characterised by the material treated
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
    • C04B35/56—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides
    • C04B35/565—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides based on silicon carbide
    • C04B35/573—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides based on silicon carbide obtained by reaction sintering or recrystallisation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
    • C04B41/52—Multiple coating or impregnating multiple coating or impregnating with the same composition or with compositions only differing in the concentration of the constituents, is classified as single coating or impregnation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/80—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone of only ceramics
    • C04B41/81—Coating or impregnation
    • C04B41/89—Coating or impregnation for obtaining at least two superposed coatings having different compositions
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y10T428/12535—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.] with additional, spatially distinct nonmetal component
    • Y10T428/12611—Oxide-containing component

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

Kompozitní predmet z keramiky sestává ze substrátu obsahujícího kremík, který je oxidovatelný oxidacním cinidlem na alespon jeden plynný produkt, a vnejšího povlaku bariérové vrstvy odolné proti okolnímu prostredí a teplu, propustné pro difuzi oxidacního cinidla nacházejícího se v prostredí. Mezi substrátem a povlakem bariérové vrstvy je mezivrstva materiálu, která je oxidovatelná oxidacním cinidlem na neplynný produkt.

Description

Předmět z keramiky s vrstvou reagující s kyslíkem
Oblast techniky
Tento vynález byl připraven s vládní podporou pod Číslem kontraktu NAS3-26385 udělenou NASA. Na tento vynález může mít vláda určitá práva. Vynález se týká předmětu, který sestává z materiálu obsahujícího křemík a mezivrstvu - povlak s vnější bariérovou vrstvou jako ochrannou bariérovou vrstvu odolnou proti okolnímu prostředí a teplu (E/TBC).
to
Dosavadní stav vynálezu
Pro konstrukce používané pro vysokoteplotní aplikace jako jsou výměníky tepla a pokrokové interní spalovací motory byly navrženy materiály obsahující křemík. Materiály obsahující křemík jsou také využívány v plynových turbomotorech. Vyšší provozní teploty zvyšují účinnost plynových turbomotorů. Kompozitové keramiky na bázi křemíku byly navrženy jako materiály pro využití ve spalovacích prostorech supersonických komerčních letadel. Pro mnoho aplikací uvolňujících vodu budou přesto materiály na bázi křemíku napadány a budou ztrácet svoji hmotnost pro tvorbu těkavých látek jako je hydroxid křemičitý [Si(OH)4]. Jejich ubývání pro těkavost nebo korozi je často tak nepřijatelně velký, že je nutný vnější bariérový povlak jako je například ochranná bariérová vrstva odolná proti okolnímu prostředí a teplu (E/TBC) mající v takovém prostředí vysokou odolnost.
Vnějším bariérovým povlakem může být ochranná bariérová vrstva odolná proti okolnímu prostředí a teplu (E/TBC) obsahující chemicky stabilizovaný oxid zirkoničitý jako například zirkon stabilizovaný yttriem. Tyto povlaky jsou schopné chránit základní materiály od přímého kontaktu s kyslíkem, který se v prostředí vyskytuje, a který bariérovým povlakem velmi rychle difunduje až dosáhne podkladového materiálu obsahujícího křemík. Oxidací materiálu obsahujícího křemík vznikají různé plynné produkty. Následující rovnice představují například napadení karbidu křemičitého (SiC) a nitridu křemičitého (Si3N4):
SiC (s) + O2 (g) -> SiO2 (s) + COX (g) (x = 1,2)
Si3N4 + O2 (g) -> SiO2 (s) + NOX (g) (x = 0,5 - 3)
Vytváření plynných produktů je závislé na parciálním tlaku kyslíku v systému. Plyny jako takové mají malou rozpustnost a schopnost difundovat do oxidu křemičitého (SiO2) a dalších oxidů, což způsobuje, že jsou zachyceny rozhraním mezi vnějším povlakem a základním materiálem za tvorby pórů. Tlak plynů v pórech může být pri zvýšených teplotách značně vysoký a může půso40 bit praskání. Póry se mohou také spojovat do velkých neohřáničených přechodových oblastí, což může mít za důsledek dro lení povlaku.
Rozhraní oblastí mezi povlakem bariérové vrstvy odolné proti okolnímu prostředí a teplu (E/TBC) a základním materiálem na bázi křemíku je tedy nutné chránit před tvorbou plynných oxidačních produktů.
Podstata vynálezu
Předkládaný vynález se týká kompozitního předmětu chránícího nebo podstatně snižujícího vytváření plynných produktů na rozhraní povlaku a základního substrátu. Vynález se týká předmětu sestávajícího ze základního substrátu na bázi křemíku a nejméně jednoho vnějšího povlaku tvořícího bariérovou vrstvu odolnou proti okolnímu prostředí a teplu (E/TBC). Povlak(y) tvořící bariérovou vrstvu odolnou proti okolnímu prostředí a teplu (E/TBC) je propustný k oxidačnímu činidlu difunduj ící mu z prostředí a základní substrát je oxidovatelný reakcí s oxidačním činidlem
- 1 CZ 301877 B6 za tvorby nejméně jednoho plynného produktu. Kompozitní předmět podle vynálezu sestává dále z obalové mezi vrstvy mezi materiálem obsahujícím křemík a vnějším povlakem (povlaky) vytvářejícím bariérovou vrstvu odolnou proti okolnímu prostředí a teplu, která je oxidovatelná na neplynný produkt reakcí s oxidačním činidlem přednostně před reakcí oxidačního Činidla s mate5 riátem obsahujícím křemík.
Způsob vytvoření předmětu, spočívá v tom, že se z materiálu, obsahujícího křemík, oxidovatelného reakcí s oxidačním činidlem za tvorby nejméně jednoho plynného produktu vytvaruje předmět, na*něj se aplikuje nejméně jedna obalová mezi vrstva, která je oxidovatelná reakcí s oxidační ním činidlem za vytvoření neplynného produktu přednostně před reakcí oxidačního Činidla s materiálem obsahujícím křemík.
Přehled obrázků na výkresech
Obr. 1 je mikrofotografie předmětu bez obalové mezivrstvy.
Obr. 2 je mikrofotografie předmětu s obalovou mezívrstvou.
Obr. 3 je jiná mikrofotografie předmětu s obalovou mezivrstvou vytvořenou infiltrací křemíkové taven iny.
Podrobný popis vynálezu
Podle tohoto vynálezu kompozitní předmět sestává z materiálu obsahujícího křemík a obalové 25 mezivrstvy. Vynález zahrnuje dále alespoň jeden vnější povlak(y) vytvářející bariérovou vrstvu odolnou proti okolnímu prostředí a teplu naneseného na obalovou mezí vrstvu. Obalová mezivrstva zabraňuje tvorbě plynných produktů, které tvoří póry v rozhraní vnější bariérové vrstvy odolné proti okolnímu prostředí a teplu. Póry mohou prasknout, mohou se propojit a vytvořit velké neohřáničené oblasti rozhraní. To může vést k rozdrobení povlaku a znehodnocení vazby mezi základním substrátem obsahujícím křemík a vnějším(i) povlakem bariérové vrstvy odolné proti okolnímu prostředí a teplu.
Obalová mezivrstva podle tohoto vynálezu má omezit vznik plynných produktů, které by jinak způsobovala reakce materiálu obsahujícího křemík s oxidačními činidly. Obalová mezivrstva přednostně reaguje s oxidačním Činidlem za tvorby neplynných produktů.
Obalová mezivrstva může obsahovat jakoukoliv vhodnou anorganickou sloučeninu, která reaguje přednostně s oxidačním činidlem za tvorby neplynného produktu. Mezi příklady obalových mezivrstev kladně ovlivňujících tepelné nebo mechanické vlastnosti patří elementární křemík (Si), křemík $ jedním nebo více dalšími fázemi jako je například karbid křemičitý (SiC) nebo nitrid křemičitý (SÍ3N4) nebo karbid křemičitý a nitrid křemičitý a slitiny křemíku jako je slitina křemíku s hliníkem (Si - Al), křemíku s chromém (Si - Cr), křemíku s hořčíkem (Si - Mg), křemíku s vápníkem (Si - Ca), křemíku s molybdenem (Si - Mo) a křemíku s titanem (Si - Ti). Slitiny křemíku se volí tak, aby permeabilita oxidačního činidla oxidačním produktem slitiny byla malá (v porovnání s křemíkem) pro zamezení rychlé oxidace obalové mezivrstvy. Přednostně obsahuje obalová mezivrstva křemík.
Tloušťka křemíkové obalové mezivrstvy může být stanovena na základě údajů uvedených v publikaci Β. E. Deal a A. S. Grove, „General Retationship for the termal Oxidation of Silicon“,
J. Appl. Phys., 36, (12), 3770- 78, 1965 o oxidaci křemíku. Výsledky jsou shrnuty v tabulce 1. Výpočty byly provedeny pro oxidaci křemíku v prostředí suchého kyslíku (O2) za předpokladu, že voda (H2O) ve spalovaném plynu nepronikne skrz oxidový povlak. Doba oxidace pri vysokých teplotách (1100 až 1400 PC) je 4500 hodin. Pokud se může aplikovat hutná homogenní vrstva CZ 301877 B6 povlak křemíku o tloušťce okolo 0,5 mil (12,7 gm) bude dostatečná k tomu, aby se na ni působilo po dobu 4500 hodin teplotou pod 1400 °C. Praktičtější je, ale tloušťka 1 až 2 mil. (25 až 51 gm).
Tabulka 1. Tloušťka křemíku oxidovaného při různých teplotách po dobu 4500 hodin.
Teplota co Difuzibilita O2 (μιη2.^1) Tloušťka vytvořeného SiO2 (gm) Tloušťka oxidovaného Si (gm)
1100 0,027 11,0 4,8 (0,1 mil)
1200 0,045 14,2 6,3 (0,2 mil)
1300 0,075 18,4 8,1 (0,3 mil)
1400 0,136 24,7 10,9 (0,4 mil)
Vhodnými materiály obsahujícími křemík jsou karbid křemičitý (SiC) a nitrid křemičitý (Si3N4) rovněž tak jako slitiny křemíku jako například slitiny niobu s křemíkem, slitiny molybdenu s křemíkem a podobné. Materiál obsahující křemík může být jednolitý nebo kompozit. Kompozit může obsahovat vyztužené vlákno, zvláště monokrystalické vlákno (visker) a matrici na bázi křemíku. Příklady vláken, zvláště viskerů jsou ty, které obsahují karbid křemičitý, uhlíkové vlákno, křemíkové vlákno nebo jejich směs. Vlákna, zvláště viskery mohou mít volitelně nejméně jeden povlak například nitridu křemičitého, boridu křemičitého nebo karbidu křemičitého. Matrice může být zpracována infiltraci taveniny (MI - melt infiltration), infiltrací chemickým naparováním (CVI - Chemical vapour infiltration) nebo jinými technologiemi. Mezi příklady materiálů obsahujících křemík patří monolitický karbid křemičitý (SiC) a nitrid křemičitý (Si3N4), kompozit matrice z karbidu křemičitého (SiC) vyztužený vláknem karbidu křemičitého (SiC), uhlíkovým vláknem vyztuženou kompozitovou matrici karbidu křemičitého (SiC) a kompozitovou matrici z nitridu křemičitého (Si3N4) vyztuženou vláknem z karbidu křemičitého (SiC). Materiálu, kterému se dává přednost je matrice z křemíku a karbidu křemičitého (Si-SiC) vyztužená vláknem z karbidu křemičitého (SiC) zpracovaná infiltrací taveniny křemíku.
Příklady vnějších povlaků tvořících bariérovou vrstvu odolnou proti okolnímu prostředí a teplu jsou chemicky stabilizovaný oxid zirkoničitý, oxid hlinitý a křemičitan hlinitý s vazebnými povlaky nebo bez nich. Mezi chemicky vázané oxidy zirkoničité patří yttriem stabilizovaný oxid zirkoničitý, skandiem stabilizovaný oxid zirkoničitý, vápníkem stabilizovaný oxid zirkoničitý a hořčíkem stabilizovaný oxid zirkoničitý. Příkladem vazebných povlaků jsou mullit, modifikovaný mullit, MCrAIY, kde M je nikl, železo, kobalt, nikl a kobalt a jejich směsi. Modifikovaný mullit sestává z mul litu a modifikátorů. Modifikátory pro mullit jsou alumosilikáty žíravých zemin obecného vzorce MO.Al2O3.2SiO2, kde M je prvek žíravé zeminy. Přednost se dává modifikátorům obecného vzorce MO.Al2O3.2SiO2 včetně baryového živce (BaO.AI2O3.2SiO2), stronciového živce (BaO.Al2O3.2SiO2) a kombinace baryového živce (BaO.Al2O3.2SiO2) a stronciového živce (BaO.AI2O3.2SiO2). Přednostně je aluminosilikát žíravé zeminy jednoklonnou krystalickou fází celsianu. Mezi nejlepší alumosilikáty patří (BaO)ot75(SrO)oT25.AI203.2SÍ02 na který je odkazováno jako na BSAS, CaO.Al2O3.2SiO2, na který je odkazováno jako na CAS a BaO.Al2O3.2SiO2. Dalšími vhodnými modifikátory jsou materiály na něž se zde odkazuje jako na NZP jsou NaZr2P3O)2, Ba^sZ^PssSiosO^, Caoi2Sro,5Zr4(P04)6 a Cao(6Mgo,4Sr4(P04)6. Dalšími modifikátory, který se dává přednost jsou yttriumsilikáty, kalciumalumináty včetně 3CaO0,5.5Al2O3, aluminiumtitanáty včetně A12O3.TÍO2, kordierit (2MgO,Al2O3.5SiO2), tavený křemen (SiO2) a křemík (Si), Tyto materiály jsou kompatibilní s mul litem.
-3 CZ 301877 B6
Složky modifikátoru mohou být přidávány k povlakům z modifikovaného mullitu v rozmezí od 5 do 50 % obj. Přednostně je modifikátor v modifikovaném mullitovém povlaku přítomen v rozmezí od 10 do 30 % obj. a nejlépe v rozmezí od 15 do 25 % obj.
Obalová mezivrstva obsahuje přednostně křemík a aplikuje se mezi materiál z karbidu křemičitého (SiC) nebo nitridu křemičitého (SÍ3N4) a povlak vnější bariérové vrstvy odolné proti okolnímu prostředí a teplu jako je yttriem stabilizovaný oxid zirkoničitý s vazebným povlakem modifikovaného vázaného mullitu.
ío Předmět vynálezu může být použit jako diskrétní kompozitový díl jako je součást plynového turbomotoru.
Pokud obalová mezivrstva obsahuje křemík, reaguje tento křemík přednostně s kyslíkem za tvorby neplynného produktu a tím snižuje tvorbu pórů, které by jinak zhoršily vazbu mezi základním materiálem obsahujícím křemík a povlakem(y) bariérové vrstvy odolné proti okolnímu prostředí a teplu. Vzniklý oxid křemičitý (SiO2) má navíc malou propustnost pro kyslík. Obalová mezivrstva tudíž působí jako ochranná bariera zabraňující pronikání kyslíku do vrstvy materiálu nejméně dvěma mechanizmy. Zdroj vývoje plynu je eliminován a zamezuje se tvorbě pórů, které by se jinak akumulovaly na rozhraní mezi vnějším povlakem a základním materiálem obsahujícím křemík. Dále produkt preferenční reakce vytváří barieru pronikání nezreagovaného kyslíku do materiálu obsahujícího křemík.
Křemíková obalová mezivrstva může zajišťovat další výhody. Křemík má součinitel teplotní roztažnosti (CTE) podobný hodnotě pro karbid křemičitý a mullit. Obalová mezivrstva křemíku může tudíž minimalizovat teplotní napětí mezi povlakem(y) bariérové vrstvy odolné proti okolnímu prostředí a teplu a základním substrátem obsahujícím křemík pokud jsou použity v kombinaci s materiálem z karbidu křemičitého (SiC) a vazebným povlakem z mullitu nebo vnějším povlakem(y) s bariérovou vrstvou odolnou proti okolnímu prostředí a teplu. Hlavním předmětem tohoto vynálezu je materiál obsahující křemík, který je tavně infiltrovanou matricí křemík 30 karbid křemičitý (SÍ/SiC) vyztuženou vlákny karbidu křemičitého (SiC) a obalová mezivrstva sestávající z křemíku. Vnější povlak(y) s bariérovou vrstvou odolnou proti okolnímu prostředí a teplu jako vazebný povlak (například mullit, MCrAIY, kde M může být nikl, železo, kobalt a jejich směsi) a yttriem stabilizovaný oxid zirkoničitý se nanese na obalovou mezi vrstvu z křemíku. Matrice z kompozitu s tavně infiltrovaným křemíkem a karbidem křemičitým (Si/SiC) obsahuje okolo 10 až 20 objemových procent (obj. %) zbytkového křemíku. Tento zbytkový křemíkový materiál snižuje nepřizpůsobený součinitel teplotní roztažnosti (CTE) mezi materiálem obsahujícím křemík a obalovou mezivrstvou z křemíku. V tomto uspořádání může být křemíková obalová mezivrstva použita jako prodloužení infiltračního procesu, ve kterém se nadbytečný křemíkový infiltrát využije k výstavbě vrstvy - povlaku křemíku nebo obohacené křemíkem vrst40 vy na povrch materiálu obsahujícího křemík. Křemíková obalová mezivrstva může být také aplikována jednoduchým ponorem materiálu obsahujícího křemík do taveniny křemíku. Obě aplikace vytvářejí hutnou a jednolitou křemíkovou obalovou mezivrstvu na povrchu materiálů obsahujících křemík. Na obalovou mezivrstvu křemíku může být pak přímo nanesena vnější bariérová vrstva odolná proti okolnímu prostředí a teplu bez jakékoliv další velké úpravy. Před45 běžná oxidace křemíkové obalové mezivrstvy k vytvoření vrchní vrstvy oxidu křemičitého (S1O2) může zlepšit vazbu povlaku vnější oxidové bariery. Obalová mezivrstva může být také nanášena chemickým napařováním (CVD), tepelným nástřikem, roztokovou technologií nebo jinými způsoby.
Pokud je vnější povlak bariérové vrstvy odolné proti okolnímu prostředí a teplu oxid s vyšším součinitelem teplotní roztažnosti (CTE) než materiál obsahující křemík, může během teplotních změn v povlaku při vysokých teplotách (přibližně nad 1000 °C) nastat napětí tak jako je tomu při spuštění nebo vypnutí nebo jako důsledek „horkých míst“. Teplotní pnutí jsou u těchto případů hlavní příčinou selhání a poruch vazby povlaku. Obalová mezivrstva podle tohoto vynálezu je zvláště výhodná v případě, že slouží také jako zóna tlumící napětí. Křemík se plasticky deformuje
-4CZ 301877 B6 při teplotách vyšších než 600 °C (přitom si udržuje pevnost ve smyku 10 MPa). Tato plasticita snižuje teplotní napěťové namáhání obalové mezivrstvy a tudíž zlepšuje životnost obalové mezivrstvy.
Dalším aspektem vynálezu je, že lze vytvořit obalovou mezi vrstvu schopnou odolávat vyšším teplotám pronikajícím vnějším bariérovým povlakem použitím křemíkové slitiny nebo přídavkem žáruvzdorné sekundární fáze do křemíkové obalové mezivrstvy. Za tímto účelem mohou být použity žáruvzdorné materiály na bázi křemíku, karbid křemičitý (SiC) a nitrid křemičitý (Si3N4) až potud, pokud není narušena rovnováha karbidu křemičitého (SiC) a nitridu křemičitého (Si3N4) ío odolávat vývoji plynu. Procentní objemový poměr karbidu křemičitého (SiC) a nitridu křemičitého (SÍ3N4) je obecně limitován hodnotou okolo 20 procent nebo méně. Mohou být také použity další žáruvzdorné fáze nevyvíjející plyny a nezhoršující oxidační odolnost obalové mezivrstvy jako je oxid křemičitý (SiO2) a oxid hlinitý (A12O3).
Kompozit matrice karbidu křemičitého (SiC) zpevněný vlákny může být pro ochranu vláken a matrice převrstven chemicky napařeným karbidem křemičitým (SiC). Podle tohoto vynálezu může být část nebo všechen karbid křemičitý (SiC) nahrazen křemíkem nebo obalovou mezivrstvou z křemíkové slitiny. Křemík má součinitel teplotní roztažnosti (CTE) nižší než karbid křemičitý (SiC). Obalová mezivrstva podle tohoto vynálezu může tudíž sestávat ze stupňovitých vrstev
- povlaků s vyšší koncentrací karbidu křemičitého (SiC) na rozhraní obalové mezivrstvy s materiálem než na rozhraní mezi obalovou mezi vrstvou a vnějším povlakem bariérové vrstvy odolné proti okolnímu prostředí a teplu. Koncentrace křemíku je na rozhraní vnějšího povlaku bariérové vrstvy odolné proti okolnímu prostředí a teplu a obalovou mezivrstvou větší než na rozhraní mezi obalovou mezivrstvou a materiálem. Konečná vrstva obalové mezivrstvy musí obsahovat nezbytný křemík. Je možná současná depozice křemíku a karbidu křemičitého, např. regulací poměru vodík - křemík (H/Si), pokud se používá tetrachlorid křemičitý a vodík.
Pro ilustraci vynálezu jsou dále uvedeny příklady, kterými však není omezen rozsah tohoto vynálezu.
Příklady provedení vynálezu
Příklad I
V těchto příkladech byla obalová mezivrstva aplikována na tavením infiltrovanou matrici křemíku s karbidem křemičitým (Si-SiC) vyztuženou vlákny karbidu křemičitého (SiC). Obalová mezivrstva křemíku o tloušťce 60 pm byla nanášena při 1100 °C SÍC12H2 a vodíkem po dobu kolem 50 minut za tlaku 0,9torr (120 Pa). Plazmový vazebný povlak mullitu o tloušťce 1 až 2 mil. (25 až 51 pm) byl deponován vrchním povlakem plazmového yttriem stabilizovaného oxidu zirkoničitého o tloušťce okolo 1 mil. (25 pm). Povlaky byly podrobeny zkušební oxidaci při 1300 °C po dobu okolo 200 hodin.
Výsledky porovnání mezi povlaky s křemíkovou obalovou mezivrstvou a bez křemíkové obalové mezivrstvy jsou uvedeny na snímcích ze skenovacího elektronového mikroskopu, kde obrázek 1 ukazuje obalovou mezivrstvu bez křemíku a obrázek 2 obalovou mezivrstvu s křemíkem.
Po oxidaci při 1300 °C po dobu 200 hodin na vzduchu vykazovaly vzorky bez křemíkové obalo50 vé mezivrstvy tvorbu mnoha pórů a oddělování na rozhraní povlaku a materiálu. Vzorek s křemíkovou obalovou mezivrstvou vykazoval dobrou soudržnost mezi obalovou mezivrstvou s křemíkem a materiálem obsahujícím křemík a mezi obalovou mezivrstvou s křemíkem a vnějším povlakem bariérové vrstvy odolné proti okolnímu prostředí a teplu. Na rozhraní pokrytí křemíkovou obalovou mezivrstvou nebylo pozorováno žádné vytváření pórů nebo odlupování.
-5 CZ 301877 B6
Příklad 2
V dalším příkladu byla křemíková obalová mezivrstva aplikována infiltračním tavením na povrch kompozitní matrice křemíku a karbidu křemičitého (Si-SiC) s infiltrovanou taveninou zpevněné vláknem z karbidu křemičitého (SiC). Na křemíkovou obalovou mezi vrstvu byl aplikován povlak bariérové vrstvy odolné proti okolnímu prostředí a teplu z yttriem stabilizovaného oxidu zirkoničitého (YSZ) a mu Hitu. Obrázek 3 ukazuje na dobrou soudržnost všech vrstev.
Příklady ukazují, že křemíková obalová mezivrstva může zlepšit soudržnost a zabránit tvorbě plynných oxidačních produktů v oblasti rozhraní mezi povlakem bariérové vrstvy odolné proti okolnímu prostředí a teplu (E/TBC) a materiálem obsahujícím křemík.

Claims (24)

1. Kompozitní předmět, který sestává ze substrátu obsahujícího křemík, který je oxidovatelný reakcí s oxidačním činidlem na alespoň jeden plynný produkt, a vnějšího bariérového povlaku proti okolnímu prostředí a teplu, přičemž tento vnější bariérový povlak proti okolnímu prostředí a teplu je prostupný k difúzi oxidačního činidla vyskytujícího se v okolním prostředí, vyznačující se tím, že obalová mezivrstva je aplikována na jmenovaný substrát, přičemž obalová mezivrstva je oxidovatelná reakcí s uvedeným oxidačním činidlem za vytvoření neplynného produktu a že tato obalová mezivrstva obsahuje buď křemík, nebo slitinu obsahující křemík nebo tato obalová mezivrstva má koncovou vrstvu, která obsahuje buď křemík, nebo slitinu obsahující křemík.
2. Kompozitní předmět podle nároku 1, vyznačující se tím, že jmenovaným substrátem je monolitický nebo kompozitní karbid křemíku nebo nitrid křemíku.
3. Kompozitní předmět podle nároku 1, vyznačující se tím, že vnější bariérový povlak proti okolnímu prostředí a teplu sestává z yttriem stabilizovaného oxidu zirkoničitého, skandiem stabilizovaného oxidu zirkoničitého, vápníkem stabilizovaného oxidu zirkoničitého, hořčíkem stabilizovaného oxidu zirkoničitého, oxidu hlinitého, alumosilikátu nebo jejich směsí.
4. Kompozitní předmět podle nároku 1, vyznačující se tím, že slitina obsahující křemík je vybírána ze souboru sestávajícího ze slitiny křemíku s hliníkem (Si-Al), křemíku s chromém (Si - Cr), křemíku s hořčíkem (Si - Mg), křemíku s vápníkem (Si - Ca), křemíku s molybdenem (Si - Mo) a křemíku s titanem (Si - Ti).
5. Kompozitní předmět podle nároku 1, vyznačující se tím, že obalová mezivrstva obsahuje křemík a další fázi pro zlepšení tepelných nebo mechanických vlastností.
6. Kompozitní předmět podle nároku 5, vyznačující se tím, že další fáze sestává z karbidu křemíku nebo nitridu křemíku.
7. Kompozitní předmět podle nároku 1, vyznačující se tím, že substrát sestává z karbidu křemíku (SiC), nitridu křemíku (Si3N4), kompozitní matrice karbidu křemíku (SiC) vyztužené vlákny karbidu křemíku (SiC), kompozitní matrice karbidu křemíku (SiC) vyztužené uhlíkovými vlákny nebo kompozitu nitridu křemíku (Si3N4) vyztuženého vlákny karbidu křemíku (SiC).
-6CZ 301877 B6
8. Kompozitní předmět podle nároku 1, vyznačující se tím, že substrát sestává z kompozitní matrice křemíku a karbidu křemíku (Si-SiC), upravené infiltrací křemíkové taveniny, vyztužené vlákny karbidu křemíku (SiC).
5
9. Kompozitní předmět podle nároku 1, vyznačující se tím, že sestává ze substrátu obsahujícího křemík, který má nižší součinitel tepelné roztažnosti než je součinitel tepelné roztažnosti vnějšího bariérového povlaku proti okolnímu prostředí a teplu a jmenovaná obalová mezivrstva snižuje tepelné namáhání mezi substrátem a vnějším bariérovým povlakem proti okolnímu prostředí a teplu.
io
10. Kompozitní předmět podle nároku 9, vyznačující se tím, že obalová mezivrstva obsahuje křemík.
11. Kompozitní předmět podle nároku 1, vyznačující se tím, že substrát sestává is z karbidu křemíku (SiC) a obalová mezivrstva obsahuje stupňovité vrstvy obalu s vyšší koncentrací karbidu křemíku (SiC) na rozhraní substrátu a obalové mezivrstvy než na rozhraní mezi obalovou mezivrstvou a vnějším bariérovým povlakem proti okolnímu prostředí a teplu a se zvyšující se koncentrací křemíku na rozhraní mezi bariérovým povlakem proti okolnímu prostředí a teplu a obalovou mezivrstvou.
12. Kompozitní předmět podle nároku 1, vyznačující se tím, že substrátem je neoxidová keramická matrice na bázi křemíku, vytvořená infiltrací křemíkové taveniny, a obalovou mezivrstvou je křemík.
25
13. Kompozitní předmět podle nároku 1, vyznačující se tím, že sestává z matrice substrátu z křemíku a karbidu křemíku (Si—SiC) infiltrovaným tavením, vyztuženého vlákny karbidu křemíku (SiC), dále z vnějšího bariérového povlaku proti okolnímu prostředí a teplu, povlečeného yttriem stabilizovaným oxidem zirkoničitým, vázaného na mulit, a křemíkové obalové mezivrstvy.
14. Kompozitní předmět podle nároku 1, vyznačující se tím, že je ve tvaru součásti motoru.
15. Kompozitní předmět podle nároku 1, vyznačující se tím, že sestává ze substrátu
35 obsahujícího křemík, který je ve tvaru součástky, a vnějšího bariérového povlaku proti okolnímu prostředí a teplu, přičemž tento vnější bariérový povlak je propustný k difúzi oxidačního činidla nacházejícího se v okolním prostředí a tento substrát je oxidovatelný reakcí se jmenovaným oxidačním činidlem na alespoň jeden plynný produkt; a kontinuální obalové mezivrstvy mezi substrátem a bariérovým povlakem proti okolnímu prostředí a teplu, který je oxidovatelný za vytvo40 ření neplynného produktu reakcí s oxidačním činidlem, přednostně reakcí substrátu s oxidačním činidlem.
16. Kompozitní předmět podle nároku 3, vyznačující se tím, že vnější bariérový povlak proti okolnímu prostředí a teplu obsahuje dále vazebný povlak.
17. Kompozitní předmět podle nároku 16, vyznačující se tím, že vazebný povlak sestává z mulitu, modifikovaného mulitu nebo MCrAIY, kde M je nikl, železo, kobalt nebo jejich směsi.
50
18. Kompozitní předmět podle nároku 17, vyznačující se tím, že mulitový povlak sestává z modifikované složky.
19. Kompozitní předmět podle nároku 18, vyznačující se tím, že modifikovaná složka je vybrána ze souboru sestávajícího z aluminosilikátů alkalické zeminy vzorce
55 MO.AI2O3.2S1O2, kde M je prvek alkalické zeminy, yttri um silikáty (YS), alumináty vápenaté,
-7CZ 301877 B6 titanáty hlinité, kordierit, tavený oxid křemičitý, křemík, NaZr2P3O|2, Bai25Zr4P5t5Sio,5024, CaoíSro^Zr^PCMó, Ca0,6Mg0)4Sr4(PO4)6 ajejich směsí.
20. Kompozitní předmět podle nároku 19, vyznačující se tím, že vzorec
5 MO.Al2O3.2SiO2 zahrnuje baryový živec (BaO.Al2O3.2SiO2), stronciový živec (SrO.Al2O3.2SiO2) a kombinace baryového živce (BaO.Al2O3.2SiO2) a stronciového živce (SrO.AI2O3.2SiO2).
21. Kompozitní předmět podle nároku 20, vyznačující se tím, že aluminosilikáty io zahrnují (BaO)o75(SrO)o,25Al203.2Si02 neboli BSAS a CaO.Al2O3.2SiO2 neboli CAS a jejich kombinace.
22. Kompozitní předmět podle nároku 1, vyznačující se tím, že sestává ze substrátu matrice křemík - karbid křemíku (Si-SiC) infiltrovaného tavením, vyztuženého vlákny karbidu
15 křemíku (SiC), vazebného mulitového povlaku, vnějšího bariérového povlaku proti okolnímu prostředí a teplu z yttriem stabilizovaného oxidu zirkoničitého a křemíkové obalové mezi vrstvy,
23. Kompozitní předmět podle nároku 22, vyznačující se tím, že mulitový povlak sestává z modifikované složky.
24. Kompozitní předmět podle nároku 23, vyznačující se tím, že modifikovaná složka obsahuje (BaO)o,75(SrO)o,25AI203.2Si02 neboli BSAS a CaO.Al2O3.2SiO2 neboli CAS a jejich kombinace.
CZ0443099A 1998-04-27 1999-04-27 Predmet z keramiky s vrstvou reagující s kyslíkem CZ301877B6 (cs)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US8320798P 1998-04-27 1998-04-27
US09/299,418 US6299988B1 (en) 1998-04-27 1999-04-26 Ceramic with preferential oxygen reactive layer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ9904430A3 CZ9904430A3 (cs) 2000-12-13
CZ301877B6 true CZ301877B6 (cs) 2010-07-14

Family

ID=22176868

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ0443099A CZ301877B6 (cs) 1998-04-27 1999-04-27 Predmet z keramiky s vrstvou reagující s kyslíkem

Country Status (8)

Country Link
US (2) US6299988B1 (cs)
EP (1) EP0993424B1 (cs)
JP (1) JP4877880B2 (cs)
KR (1) KR100597162B1 (cs)
CZ (1) CZ301877B6 (cs)
DE (1) DE69907107T2 (cs)
TW (1) TW555725B (cs)
WO (1) WO1999058472A2 (cs)

Families Citing this family (101)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6485848B1 (en) * 1998-04-27 2002-11-26 General Electric Company Coated article and method of making
US6231998B1 (en) * 1999-05-04 2001-05-15 Siemens Westinghouse Power Corporation Thermal barrier coating
US6444335B1 (en) 2000-04-06 2002-09-03 General Electric Company Thermal/environmental barrier coating for silicon-containing materials
US20040175410A1 (en) * 2000-04-26 2004-09-09 Control Delivery Systems, Inc. Sustained release device and method for ocular delivery of carbonic anhydrase inhibitors
US6682821B2 (en) * 2001-12-28 2004-01-27 Kyocera Corporation Corrosion-resistant ceramics
US6759151B1 (en) 2002-05-22 2004-07-06 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Multilayer article characterized by low coefficient of thermal expansion outer layer
US6733908B1 (en) 2002-07-08 2004-05-11 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Multilayer article having stabilized zirconia outer layer and chemical barrier layer
US6929852B2 (en) * 2002-08-08 2005-08-16 Siemens Westinghouse Power Corporation Protective overlayer for ceramics
JP2004190977A (ja) * 2002-12-12 2004-07-08 Sony Corp 熱輸送装置、熱輸送装置の製造方法及び電子デバイス
US7226668B2 (en) 2002-12-12 2007-06-05 General Electric Company Thermal barrier coating containing reactive protective materials and method for preparing same
US7060360B2 (en) 2003-05-22 2006-06-13 United Technologies Corporation Bond coat for silicon based substrates
US6902836B2 (en) * 2003-05-22 2005-06-07 United Technologies Corporation Environmental barrier coating for silicon based substrates such as silicon nitride
US7063894B2 (en) * 2003-05-22 2006-06-20 United Technologies Corporation Environmental barrier coating for silicon based substrates
US6777093B1 (en) 2003-05-22 2004-08-17 United Technologies Corporation Bond layer for silicon containing substrate
US20040234782A1 (en) * 2003-05-22 2004-11-25 Sun Ellen Y. Environmental barrier coating for silicon based substrates
US7056574B2 (en) 2003-05-22 2006-06-06 United Technologies Corporation Bond layer for silicon containing substrate
US7241345B2 (en) * 2003-06-16 2007-07-10 Applied Materials, Inc. Cylinder for thermal processing chamber
US6844075B1 (en) 2003-10-06 2005-01-18 General Electric Company Environmental barrier coating
US6969555B2 (en) * 2003-10-06 2005-11-29 General Electric Company Aluminate coating for a silicon containing substrate
US7575039B2 (en) * 2003-10-15 2009-08-18 United Technologies Corporation Refractory metal core coatings
US7323247B2 (en) 2003-11-21 2008-01-29 Honeywell International, Inc. Oxidation barrier coatings for silicon based ceramics
US20050129973A1 (en) * 2003-12-16 2005-06-16 Eaton Harry E. Velocity barrier layer for environmental barrier coatings
US7919187B2 (en) * 2004-04-27 2011-04-05 General Electric Company Environmental barrier coating for silicon-containing substrates and process therefor
US7341797B2 (en) * 2004-04-27 2008-03-11 General Electric Company Environmental barrier coating for silicon-containing substrates and process therefor
US20060154093A1 (en) * 2005-01-13 2006-07-13 General Electric Company Multilayered environmental barrier coating and related articles and methods
US20060210800A1 (en) * 2005-03-21 2006-09-21 Irene Spitsberg Environmental barrier layer for silcon-containing substrate and process for preparing same
US20060211241A1 (en) * 2005-03-21 2006-09-21 Christine Govern Protective layer for barrier coating for silicon-containing substrate and process for preparing same
US7374818B2 (en) * 2005-05-23 2008-05-20 United Technologies Corporation Coating system for silicon based substrates
US20060280954A1 (en) * 2005-06-13 2006-12-14 Irene Spitsberg Corrosion resistant sealant for outer EBL of silicon-containing substrate and processes for preparing same
US7354651B2 (en) 2005-06-13 2008-04-08 General Electric Company Bond coat for corrosion resistant EBC for silicon-containing substrate and processes for preparing same
US20060280955A1 (en) * 2005-06-13 2006-12-14 Irene Spitsberg Corrosion resistant sealant for EBC of silicon-containing substrate and processes for preparing same
US7442444B2 (en) * 2005-06-13 2008-10-28 General Electric Company Bond coat for silicon-containing substrate for EBC and processes for preparing same
US7357994B2 (en) * 2005-06-14 2008-04-15 General Electric Company Thermal/environmental barrier coating system for silicon-containing materials
US8017230B2 (en) 2005-10-31 2011-09-13 Praxair S.T. Technology, Inc. Ceramic powders and thermal barrier coatings made therefrom
EP1984173A2 (en) * 2006-01-25 2008-10-29 Ceramatec, Inc. Environmental and thermal barrier coating to protect a pre-coated substrate
US20080026248A1 (en) * 2006-01-27 2008-01-31 Shekar Balagopal Environmental and Thermal Barrier Coating to Provide Protection in Various Environments
WO2007098152A2 (en) 2006-02-20 2007-08-30 Lee Kang N Article including enviromental barrier coating system
EP1862568A1 (en) * 2006-05-30 2007-12-05 Siemens Aktiengesellschaft Thermal barrier coating with tungsten-bronze structure
US7695830B2 (en) * 2006-09-06 2010-04-13 Honeywell International Inc. Nanolaminate thermal barrier coatings
US20100216626A1 (en) * 2006-12-21 2010-08-26 Wahl Refractory Solutions, Llc Aluminum resistant refractory composition and method
FR2915493B1 (fr) * 2007-04-30 2009-07-24 Snecma Sa Procede pour realiser un depot sur un substrat recouvert de sic
FR2915494B1 (fr) * 2007-04-30 2009-07-24 Snecma Sa Procede pour realiser un depot d'alumine sur un substrat recouvert de sic
JP5365165B2 (ja) * 2007-12-04 2013-12-11 信越化学工業株式会社 ウエハ
US7993704B2 (en) * 2007-12-05 2011-08-09 Honeywell International Inc. Protective coating systems for gas turbine engine applications and methods for fabricating the same
US20090155554A1 (en) * 2007-12-17 2009-06-18 General Electric Company Environmental barrier coating and related articles and methods
US20090186237A1 (en) 2008-01-18 2009-07-23 Rolls-Royce Corp. CMAS-Resistant Thermal Barrier Coatings
US20100015396A1 (en) * 2008-07-21 2010-01-21 General Electric Company Barrier coatings, methods of manufacture thereof and articles comprising the same
EP2344590B1 (en) * 2008-09-30 2016-11-30 Rolls-Royce Corporation Coating including a rare earth silicate-based layer including a second phase
US8470460B2 (en) * 2008-11-25 2013-06-25 Rolls-Royce Corporation Multilayer thermal barrier coatings
JP5289275B2 (ja) * 2008-12-26 2013-09-11 株式会社東芝 蒸気タービン翼及び蒸気タービン翼の製造方法
FR2942517B1 (fr) 2009-02-24 2015-07-03 Saint Gobain Ct Recherches Materiau compliant.
FR2942516B1 (fr) 2009-02-24 2015-07-03 Saint Gobain Ct Recherches Assemblage affleurant.
FR2942515B1 (fr) 2009-02-24 2015-07-03 Saint Gobain Ct Recherches Dispositif d'assemblage.
FR2942471A1 (fr) * 2009-02-24 2010-08-27 Saint Gobain Ct Recherches Piece ceramique revetue.
US20110033630A1 (en) * 2009-08-05 2011-02-10 Rolls-Royce Corporation Techniques for depositing coating on ceramic substrate
US20110097589A1 (en) * 2009-10-28 2011-04-28 General Electric Company Article for high temperature service
US20110206937A1 (en) * 2010-02-25 2011-08-25 Schmidt Wayde R Composite article having a ceramic nanocomposite layer
US8470457B2 (en) * 2010-03-29 2013-06-25 United Technologies Corporation Composite article having a solid solution protective layer
JP5620577B2 (ja) 2010-07-23 2014-11-05 ロールス−ロイス コーポレイション Ｃｍａｓ耐性遮熱コーティング層を含む遮熱コーティング
US20140261080A1 (en) 2010-08-27 2014-09-18 Rolls-Royce Corporation Rare earth silicate environmental barrier coatings
US9945036B2 (en) 2011-03-22 2018-04-17 General Electric Company Hot corrosion-resistant coatings and components protected therewith
US9428650B2 (en) 2012-12-11 2016-08-30 General Electric Company Environmental barrier coatings and methods therefor
EP2964591B1 (en) * 2013-03-05 2024-04-24 General Electric Company High temperature tolerant ceramic matrix composites and environmental barrier coatings
US9764989B2 (en) 2013-03-13 2017-09-19 Rolls-Royce Corporation Reactive fiber interface coatings for improved environmental stability
WO2014150393A2 (en) 2013-03-15 2014-09-25 Lazur Andrew J Method for producing high strength ceramic matrix composites
JP6411448B2 (ja) 2013-03-15 2018-10-24 ロールス−ロイス コーポレイション セラミックスマトリックス複合材料及びセラミックスマトリックス複合材料を製造する製造方法
US10094236B2 (en) 2013-03-15 2018-10-09 General Electric Company Recession resistant ceramic matrix composites and environmental barrier coatings
US20160160664A1 (en) 2013-03-15 2016-06-09 General Electric Company Recession resistant ceramic matrix composites and environmental barrier coatings
US9068275B2 (en) 2013-05-08 2015-06-30 General Electric Company Composite geometrical design for a grain starter in a bridgman investment casting process
US9527109B2 (en) 2013-06-05 2016-12-27 General Electric Company Coating process and coated article
US10363584B2 (en) 2013-08-30 2019-07-30 General Electric Company Methods for removing barrier coatings, bondcoat and oxide layers from ceramic matrix composites
US20150118444A1 (en) 2013-10-31 2015-04-30 General Electric Company Methods of manufacturing silica-forming articles having engineered surfaces to enhance resistance to creep sliding under high-temperature loading
US9561986B2 (en) 2013-10-31 2017-02-07 General Electric Company Silica-forming articles having engineered surfaces to enhance resistance to creep sliding under high-temperature loading
US20160215631A1 (en) 2014-07-29 2016-07-28 General Electric Company Article comprising environmental barrier coating
CA2958298C (en) 2014-08-25 2022-10-04 General Electric Company Article for high temperature service
US9920417B2 (en) 2014-10-27 2018-03-20 General Electric Company Article and method of making thereof
US10329205B2 (en) 2014-11-24 2019-06-25 Rolls-Royce Corporation Bond layer for silicon-containing substrates
US20160265367A1 (en) 2014-12-22 2016-09-15 General Electric Company Environmental barrier coating with abradable coating for ceramic matrix composites
US20160230570A1 (en) 2015-02-11 2016-08-11 Rolls-Royce High Temperature Composites Inc. Modified atmosphere melt infiltration
CN104876180A (zh) * 2015-04-29 2015-09-02 中国科学院半导体研究所 材料扩散互溶实现碳化硅键合的方法
US10392947B2 (en) 2015-07-13 2019-08-27 General Electric Company Compositions and methods of attachment of thick environmental barrier coatings on CMC components
US20170044930A1 (en) 2015-08-14 2017-02-16 General Electric Company Hot dust resistant environmental barrier coatings
WO2017139751A1 (en) 2016-02-12 2017-08-17 Rhode Island Board Of Education Temperature and thermal gradient sensor for ceramic matrix composites and methods of preparation thereof
US20180106154A1 (en) 2016-10-13 2018-04-19 General Electric Company Contoured bondcoat for environmental barrier coatings and methods for making contoured bondcoats for environmental barrier coatings
CN107188615B (zh) * 2017-05-17 2019-08-23 佛山欧神诺陶瓷有限公司 一种具有释放负离子功能的陶瓷砖及其制备方法
US20190017177A1 (en) 2017-07-17 2019-01-17 Rolls-Royce Corporation Thermal barrier coatings for components in high-temperature mechanical systems
US11655543B2 (en) 2017-08-08 2023-05-23 Rolls-Royce Corporation CMAS-resistant barrier coatings
US10851656B2 (en) 2017-09-27 2020-12-01 Rolls-Royce Corporation Multilayer environmental barrier coating
US20190161416A1 (en) * 2017-11-27 2019-05-30 General Electric Company Pretreatment of High Temperature Ceramic Composites
US10782190B1 (en) * 2017-12-14 2020-09-22 University Of Rhode Island Board Of Trustees Resistance temperature detector (RTD) for ceramic matrix composites
US20210198160A1 (en) * 2018-12-20 2021-07-01 Rolls-Royce High Temperature Composites, Inc. Dense multi-phase bond coat
US10927046B2 (en) * 2018-12-21 2021-02-23 General Electric Company EBC with mullite bondcoat having a non-oxide silicon ceramic
US11479515B2 (en) 2018-12-21 2022-10-25 General Electric Company EBC with mullite bondcoat that includes an oxygen getter phase
US11702728B2 (en) 2019-05-28 2023-07-18 Rolls-Royce Corporation Post deposition heat treatment of coating on ceramic or ceramic matrix composite substrate
US12030820B2 (en) 2019-08-09 2024-07-09 Rtx Corporation High temperature fiber, method of making and high temperature fiber composites
US11535958B2 (en) * 2019-08-09 2022-12-27 Raytheon Technologies Corporation Fiber having integral weak interface coating, method of making and composite incorporating the fiber
US11655194B2 (en) 2019-10-17 2023-05-23 General Electric Company Ceramic composites with an intermediate layer having a carbon sink material for high temperature applications
US11542208B2 (en) 2020-02-07 2023-01-03 Raytheon Technologies Corporation Environmental barrier coating
US11512379B2 (en) 2020-07-01 2022-11-29 Rolls-Royce Corporation Post deposition heat treatment of bond coat and additional layers on ceramic or CMC substrate
US11624289B2 (en) 2021-04-21 2023-04-11 Rolls-Royce Corporation Barrier layer and surface preparation thereof
US20230234896A1 (en) * 2022-01-27 2023-07-27 General Electric Company Bond coat including course oxygen getter particles

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4676994A (en) * 1983-06-15 1987-06-30 The Boc Group, Inc. Adherent ceramic coatings
EP0310043A2 (en) * 1987-10-01 1989-04-05 Gte Laboratories Incorporated Oxidation resistant, high temperature thermal cycling resistant coating on silicon-based substrates and process for the production thereof
EP0427294A1 (en) * 1989-11-10 1991-05-15 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Silicon carbide member
US5683824A (en) * 1994-09-05 1997-11-04 Ngk Insulators, Ltd. Coated ceramic member and process for production thereof

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4889776A (en) * 1987-08-17 1989-12-26 Barson Corporation Refractory metal composite coated article
US4950558A (en) 1987-10-01 1990-08-21 Gte Laboratories Incorporated Oxidation resistant high temperature thermal cycling resistant coatings on silicon-based substrates and process for the production thereof
US5035923A (en) * 1987-10-01 1991-07-30 Gte Laboratories Incorporated Process for the deposition of high temperature stress and oxidation resistant coatings on silicon-based substrates
US5741596A (en) 1989-02-21 1998-04-21 Boeing North American, Inc. Coating for oxidation protection of metal surfaces
US5156912A (en) 1989-12-20 1992-10-20 The Standard Oil Company Multi-layer coatings for reinforcements in high temperature composites
US5441762A (en) 1991-03-22 1995-08-15 E. I. Du Pont De Nemours And Company Coating a composite article by applying a porous particulate layer and densifying the layer by subsequently applying a ceramic layer
JPH05117064A (ja) * 1991-04-09 1993-05-14 Tokyo Electric Power Co Inc:The ガスタービン用翼およびその製造方法
EP0519641A1 (en) * 1991-06-17 1992-12-23 General Electric Company Silicon carbide composite with coated fiber reinforcement and method of forming
US5391404A (en) 1993-03-15 1995-02-21 The United States Of America As Represented By The National Aeronautics And Space Administration Plasma sprayed mullite coatings on silicon-base ceramics
US5393647A (en) * 1993-07-16 1995-02-28 Armand P. Neukermans Method of making superhard tips for micro-probe microscopy and field emission
JPH0789779A (ja) * 1993-09-20 1995-04-04 Hitachi Ltd 自己修復機能被覆材およびその製法
JPH07223884A (ja) * 1994-02-15 1995-08-22 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd 自己修復型耐酸化性被覆を有する炭素材料
FR2717472B1 (fr) 1994-03-16 1996-05-24 Aerospatiale Revêtement haute température, en deux couches, sur substrat céramique, son obtention et ses applications .
US5545337A (en) 1994-11-29 1996-08-13 Modar, Inc. Ceramic coating system or water oxidation environments
US5744777A (en) 1994-12-09 1998-04-28 Northwestern University Small particle plasma spray apparatus, method and coated article
US5763008A (en) 1995-01-06 1998-06-09 Trustees Of Boston University Chemical vapor deposition of mullite coatings
US5740515A (en) 1995-04-06 1998-04-14 Siemens Aktiengesellschaft Erosion/corrosion protective coating for high-temperature components
US5773141A (en) 1995-04-06 1998-06-30 General Electric Company Protected thermal barrier coating composite
US6102656A (en) 1995-09-26 2000-08-15 United Technologies Corporation Segmented abradable ceramic coating
US5723213A (en) 1995-10-18 1998-03-03 Northrop Grumman Corporation Integrated multiple-ceramic-layer fiber interfacial coating
US5763106A (en) 1996-01-19 1998-06-09 Hino Motors, Ltd. Composite powder and method for forming a self-lubricating composite coating and self-lubricating components formed thereby
US5847283A (en) * 1996-07-03 1998-12-08 Massachusetts Institute Of Technology Method and apparatus for the evaluation of a depth profile of thermo-mechanical properties of layered and graded materials and coatings
US5985470A (en) * 1998-03-16 1999-11-16 General Electric Company Thermal/environmental barrier coating system for silicon-based materials
US6444335B1 (en) * 2000-04-06 2002-09-03 General Electric Company Thermal/environmental barrier coating for silicon-containing materials

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4676994A (en) * 1983-06-15 1987-06-30 The Boc Group, Inc. Adherent ceramic coatings
EP0310043A2 (en) * 1987-10-01 1989-04-05 Gte Laboratories Incorporated Oxidation resistant, high temperature thermal cycling resistant coating on silicon-based substrates and process for the production thereof
EP0427294A1 (en) * 1989-11-10 1991-05-15 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Silicon carbide member
US5683824A (en) * 1994-09-05 1997-11-04 Ngk Insulators, Ltd. Coated ceramic member and process for production thereof

Also Published As

Publication number Publication date
WO1999058472A8 (en) 2000-02-10
TW555725B (en) 2003-10-01
US6299988B1 (en) 2001-10-09
DE69907107T2 (de) 2004-02-05
CZ9904430A3 (cs) 2000-12-13
US20020025454A1 (en) 2002-02-28
US6630200B2 (en) 2003-10-07
WO1999058472A2 (en) 1999-11-18
JP4877880B2 (ja) 2012-02-15
DE69907107D1 (de) 2003-05-28
EP0993424B1 (en) 2003-04-23
KR100597162B1 (ko) 2006-07-05
JP2002511834A (ja) 2002-04-16
WO1999058472A3 (en) 2000-03-16
KR20010020524A (ko) 2001-03-15
EP0993424A1 (en) 2000-04-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ301877B6 (cs) Predmet z keramiky s vrstvou reagující s kyslíkem
US6733908B1 (en) Multilayer article having stabilized zirconia outer layer and chemical barrier layer
US6517960B1 (en) Ceramic with zircon coating
US6610370B2 (en) Coated article and method of making
US6444335B1 (en) Thermal/environmental barrier coating for silicon-containing materials
US6607852B2 (en) Environmental/thermal barrier coating system with silica diffusion barrier layer
JP3926737B2 (ja) 珪素を含有する基材を有してなる部品
US5985470A (en) Thermal/environmental barrier coating system for silicon-based materials
US9133541B2 (en) Article including environmental barrier coating system
US6740364B2 (en) Method of depositing a compositionally-graded coating system
EP1167322B1 (en) Article comprising a substrate containing silicon and a barrier layer which functions as a protective/thermal barrier coating
JP2006327923A (ja) ケイ素ベースの基体のためのコーティング系
CN114195556A (zh) 耐高温陶瓷基质复合材料及环境障碍涂层
US8980434B2 (en) Mo—Si—B—based coatings for ceramic base substrates
EP1479660A2 (en) Coating for silicon containing substrate
US6485791B1 (en) Method for improving the performance of oxidizable ceramic materials in oxidizing environments
Fareed et al. Development of BN/SiC duplex fiber coatings for fiber‐reinforced alumina matrix composites fabricated by directed metal oxidation
EP0993423B1 (en) Article having a modified mullite coating and method of making the same
Wang et al. Ceramic with preferential oxygen reactive layer
JP2965963B1 (ja) 耐酸化性部材
Wang Ceramic with zircon coating
Wang et al. Coated article and method of making

Legal Events

Date Code Title Description
PD00 Pending as of 2000-06-30 in czech republic
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20170427