ES2295094T3 - Recubrimiento que tiene una alta resistencia al calor y a la oxidacion y material con multiples recubrimientos que tiene una alta resistencia al calor y a la oxidacion. - Google Patents
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Abstract
Un recubrimiento (1) resistente a la oxidación a alta temperatura, que comprende una matriz (3) basada en vidrio que contiene un 75 a un 95% en peso de SiO2, 5 a 25% en peso de B2O3 y 0 a 5% en peso de Al2O3, y partículas (2) de silicato que contienen un óxido compuesto que consiste en un óxido de un elemento de tierras raras de la serie de los lantánidos, que incluye el itrio, y óxido de silicio, estando dispersadas las partículas de silicato en la matriz (3) basada en vidrio.
Description
Recubrimiento que tiene una alta resistencia al
calor y a la oxidación y material con múltiples recubrimientos que
tiene una alta resistencia al calor y a la oxidación.
La presente invención está relacionada con un
recubrimiento que tiene una alta resistencia al calor y a la
oxidación y a un material con múltiples recubrimientos que tiene una
alta resistencia al calor y a la oxidación, particularmente está
relacionada con los anteriores cuando están adaptados para su
utilización en la fabricación de estructuras resistentes al calor,
tales como fuselajes de naves espaciales y aeronaves supersónicas de
nueva generación, piezas de motores y turbinas de gas.
Cuando una nave espacial regresa a la atmósfera,
se genera una onda de choque en la parte ojival delantera del
fuselaje y en la parte del borde delantero del ala principal, que
conduce a altas temperaturas, con el resultado de que las moléculas
de oxígeno y las moléculas de nitrógeno dentro del aire se disocian
en estados atómicos.
Si el oxígeno y el nitrógeno atómicos disociados
llegan a la superficie del fuselaje de la nave espacial, tiene
lugar una recombinación que depende de las propiedades de la
superficie del fuselaje de la nave espacial, para ocasionar la
vuelta a moléculas de oxígeno y nitrógeno. La reacción de la
recombinación es exotérmica y, por tanto, la superficie del
fuselaje de la nave espacial se calienta, tanto por el calentamiento
aerodinámico como por el calor de la reacción de la
recombinación.
El término "propiedades catalíticas" indica
el grado de la reacción de recombinación sobre la superficie del
fuselaje de una nave espacial. La reacción de la recombinación no es
probable que tenga lugar sobre la superficie de un material con
propiedades catalíticas bajas y, por tanto, la elevación de
temperatura sobre la superficie del fuselaje de la nave espacial
puede suprimirse si se utiliza el material anterior. Por otra parte,
cuando el fuselaje de la nave espacial está formado por un material
que tenga propiedades catalíticas altas, la temperatura sobre la
superficie del fuselaje de la nave espacial aumenta notablemente
debido a que la reacción de recombinación tiene lugar fácilmente
sobre la superficie del material con propiedades catalíticas altas.
Como resultado, se genera una diferencia de temperatura de varios
cientos de grados centígrados entre los materiales que tienen
propiedades catalíticas altas y bajas. A propósito, este fenómeno
particular es inherente al entorno de ingreso de vuelta de la nave
espacial.
Se está llevando a cabo una activa investigación
en un intento de desarrollar un sistema de alto rendimiento
resistente al calor, capaz de soportar el entorno de calentamiento
aerodinámico en el momento en el que la nave espacial vuelve a
entrar en la atmósfera.
Por ejemplo, Yoshinaka, Morino, M.A. Kurtz
publicaron diversos materiales compuestos en la página 581 del
artículo "Comportamiento de la oxidación de material de
Carbono/Carbono recubierto con SiC" en el 36º Simposio de Naves
Espaciales, 1998, publicado por el Instituto Espacial Japonés de
Aeronaves. Para ser más específicos, Yoshinaka y otros
colaboradores publicaron en este simposio diversos materiales
compuestos que incluían un primer material compuesto preparado
mediante la formación de una capa de SiC sobre un material compuesto
de carbono (matriz C/C) por un método de conversión, seguido de una
formación adicional de una capa de SiC sobre ello por un método de
CVD, y un segundo material compuesto preparado aplicando un sellado
de vidrio de SiO_{2}/B_{2}O_{3} al primer material compuesto,
al tiempo que se aclaraba el mecanismo de erosión termoquímica de la
matriz de C/C, consistente en fibra de carbono con un recubrimiento
de SiC aplicado sobre ella y una matriz de carbono.
También Nakai, Kinjo, Matsuura, Maekawa,
Yumidachi publicaron en el Instituto Japonés de Materiales
Compuestos, en la página 32, el artículo "Desarrollo de un
material compuesto de C/C de alta resistencia, resistente a la
oxidación a temperaturas súper-altas" Volumen 19,
Núm. 1, 1993. Para ser más específicos, Nakai y otros colaboradores
publicaron en la revista de este Instituto un material resistente a
la oxidación a altas temperaturas, adaptado para ser utilizado en
la fabricación de aeronaves, es decir, el material preparado
mediante la formación de una capa de carburo que contenía carburo
de silicio como componente principal, sobre la superficie de un
material carbonoso, seguido de la aplicación de un sellado de
fisuras con material de vidrio de SiO_{2}\cdotB_{2}O_{3} a
la capa de carburo. El material resistente a la oxidación a alta
temperatura divulgado en esta literatura presenta una excelente
resistencia a la oxidación en condiciones de alta temperatura de
alrededor de 1600ºC.
Sin embargo, en el material divulgado en esta
literatura, se generan fisuras en el recubrimiento debido a las
diferencias en el coeficiente de expansión térmica entre el
recubrimiento y el substrato. Además, aún cuando las fisuras del
recubrimiento estén selladas por un material basado en vidrio, las
fisuras se abren y se cierran por el calentamiento y enfriamiento
que tiene lugar cuando regresa a la atmósfera la aeronave que
utiliza este material en particular. Como resultado, el sellado de
fisuras se erosiona por acción termoquímica, haciendo difícil el
uso repetido del material sellado.
Por otra parte, las divulgaciones de patentes
japonesas (de Kokai) núms. 6-48834 y
7-277861 divulgan un material resistente a la
oxidación a alta temperatura, preparado mediante la formación de un
miembro intermedio que contenga carburo de silicio como componente
principal, sobre la superficie de un material carbonoso, seguido
por la cubrición del miembro intermedio con un óxido compuesto
consistente en un óxido de un elemento de tierras raras de la serie
de los lantánidos y un dióxido de silicio. El material resistente a
la oxidación a alta temperatura divulgado en estas técnicas
anteriores es superior en su resistencia a la oxidación a altas
temperaturas con respecto a los materiales mencionados
anteriormente, y se prepara formando una capa de carburo que
contenga carburo de silicio como componente principal. Para ser más
específicos, el material resistente a la oxidación a alta
temperatura divulgado en los documentos de patentes japonesas
mencionados anteriormente, presenta una excelente resistencia a la
oxidación bajo una alta temperatura de alrededor de 1700ºC.
Sin embargo, en el material anterior resistente
a la oxidación a alta temperatura tienen lugar fisuras en el
recubrimiento del óxido compuesto debido a las diferencias en el
coeficiente de expansión térmica entre el recubrimiento y el
substrato. Además, las fisuras se forman nuevamente en el
recubrimiento durante el uso del material resistente a la oxidación
a alta temperatura, como en el de la literatura publicada mencionada
anteriormente. Además, las fisuras son más anchas y más largas. Se
deduce que las fisuras del recubrimiento no son reparadas.
Más aún, el recubrimiento de óxido compuesto
consistente en el óxido del elemento de tierras raras de la serie
de los lantánidos y dióxido de silicio, que se forma sobre la
superficie del material resistente a la oxidación a alta
temperatura, es ciertamente excelente en su resistencia a la
oxidación a altas temperaturas. Sin embargo, el recubrimiento de
óxido compuesto citado anteriormente tiende a tener unas altas
propiedades catalíticas a las que se ha hecho referencia
previamente. Como resultado, la temperatura de la aeronave
utilizando el material en particular resistente a la oxidación a
alta temperaturas, tiende a ser notablemente elevada por el
calentamiento aerodinámico cuando la aeronave vuelve a la atmósfera
durante su vuelo de regreso a tierra.
Un objeto de la presente invención es
proporcionar un recubrimiento resistente a la oxidación a alta
temperatura, que tiene una función de
auto-reparación para reparar por sí mismo las
fisuras bajo un entorno de calentamiento y con bajas propiedades
catalíticas.
Otro objeto de la presente invención es
proporcionar un material resistente a la oxidación a alta
temperatura que comprende un recubrimiento resistente a la
oxidación a alta temperatura, que tiene una función de
auto-reparación para reparar por sí mismo las
fisuras en un entorno de calentamiento y que tiene propiedades
catalíticas bajas.
De acuerdo con un primer aspecto de la presente
invención, se proporciona un recubrimiento resistente a la
oxidación a alta temperatura, que comprende una matriz basada en
vidrio que contiene del 75 al 95% en peso de SiO_{2}, 5 a 25% en
peso de B_{2}O_{3} y 0 a 5% en peso de Al_{2}O_{3}, y
partículas de silicato que contienen un óxido compuesto que
consiste en un óxido de un elemento de tierras raras de la serie de
los lantánidos, que incluye el itrio y el óxido de silicio, estando
dispersadas las partículas de silicato en la matriz basada en
vidrio.
Además, de acuerdo con un segundo aspecto de la
presente invención, se proporciona un material con múltiples
recubrimientos resistente a la oxidación a alta temperatura, que
comprende:
un substrato;
una capa intermedia formada sobre la superficie
del substrato y que consiste en al menos un material cerámico
seleccionado entre el grupo consistente en carburo de silicio,
nitruro de silicio, carbonitruro de silicio y boruro de silicio;
y
un recubrimiento resistente a la oxidación a
alta temperatura, formado sobre la capa intermedia, y preparado
mediante la dispersión de partículas de silicato que contienen un
óxido compuesto consistente en un óxido de un elemento de tierras
raras de la serie de los lantánidos, incluyendo el itrio y un óxido
de silicio en una matriz basada en vidrio que contiene un 75 a 95%
en peso de SiO_{2}, 5 a 25% en peso de B_{2}O_{3} y 0 a 5%
en peso de Al_{2}O_{3}.
Se puede comprender mejor la invención a partir
de la siguiente descripción detallada, tomada en su conjunto con
los dibujos que se acompañan, en los cuales:
La figura 1 es una vista en sección transversal
que muestra esquemáticamente la construcción de un recubrimiento
resistente a la oxidación a alta temperatura de la presente
invención;
La figura 2 es una vista en sección transversal
que muestra esquemáticamente la función de
auto-reparación realizada por el recubrimiento
resistente a la oxidación a alta temperatura, ilustrado en la figura
1;
La figura 3 es una vista en sección transversal
de un material de múltiples recubrimientos, que incluye un
recubrimiento resistente a la oxidación a alta temperatura de la
presente invención;
La figura 4 es una vista en sección transversal
que muestra esquemáticamente la función de
auto-reparación realizada por el material de
recubrimientos múltiples ilustrado en la figura 3; y
La figura 5 es una vista en sección transversal
que muestra esquemáticamente la construcción del material de
múltiples recubrimientos, de acuerdo con el Ejemplo Comparativo
2.
Se describirá ahora en detalle un recubrimiento
resistente a la oxidación a alta temperatura de la presente
invención.
\newpage
El recubrimiento resistente a la oxidación a
alta temperatura de la presente invención, es decir, un
recubrimiento que presenta una alta resistencia a la oxidación en
condiciones de altas temperaturas, comprende una matriz basada en
vidrio y partículas de silicato que contienen un óxido compuesto
consistente en un óxido de un elemento de tierras raras de la serie
de los lantánidos, que incluye el itrio y el óxido de silicio,
estando dispersadas las partículas de silicato en la matriz basada
en vidrio.
Para ser más específicos, el recubrimiento 1
resistente a la oxidación a alta temperatura comprende una matriz 3
basada en vidrio y una pluralidad de partículas 2 de silicato
dispersas en la matriz 3 basada en vidrio, como se ilustra en la
figura 1.
La partícula de silicato citada anteriormente
indica una partícula del óxido compuesto solamente, o bien una
partícula que contiene el óxido compuesto y como máximo un 50% en
peso de un segundo componente seleccionado en el grupo consistente
en carburo, nitruro, boruro y siliciuro.
Es deseable que el óxido compuesto consista en
un óxido de un elemento de tierras raras de la serie de los
lantánidos y SiO_{2} mezclado en una relación molar que caiga
dentro de una gama entre 70:30 y 30:70. Las partículas de silicato
que contienen el óxido compuesto de la particular composición
presentan una buena compatibilidad con la matriz basada en vidrio
para mejorar la resistencia de la unión con la matriz. También es
posible que las partículas de silicato en particular mejoren la
resistencia al calor del recubrimiento resultante resistente a la
oxidación a alta temperatura. Si la cantidad de la mezcla del óxido
del elemento de tierras raras de la serie de los lantánidos en el
óxido compuesto excede de 70% en moles, el coeficiente de expansión
térmica de las partículas de silicato que contienen el óxido
compuesto aumenta, de manera que disminuye la compatibilidad de las
partículas de silicato con la matriz basada en vidrio, con el
resultado de que tiende a ocasionar el desprendimiento entre las
partículas de silicato y la matriz. Por otra parte, si la cantidad
de la mezcla del óxido del elemento de tierras raras de la serie de
los lantánidos en el óxido compuesto, es menor que 30 por ciento en
moles, la resistencia al calor de las partículas de silicato que
contienen el óxido compuesto tiende a disminuir. Más deseablemente,
la relación molar del óxido del elemento de tierras raras de la
serie de los lantánidos con respecto al SiO_{2} debe caer dentro
de una gama entre 40:60 y 60:40.
Es deseable que las partículas de silicato
tengan un diámetro de partícula de 5 a 100 \mum, preferiblemente
de 10 a 50 \mum.
Es deseable que la matriz basada en vidrio tenga
una viscosidad de 10^{2} a 10^{7,5} dPa\cdots (poises)
durante el uso a altas temperaturas, es decir, a temperaturas de 800
a 1700ºC. Si la viscosidad de la matriz basada en vidrio durante el
uso a altas temperaturas es inferior a 10^{2} dPa\cdots, la
viscosidad es indebidamente baja, con el resultado de que el
recubrimiento tiende a fluir hacia fuera durante el uso a altas
temperaturas. Por otra parte, si la viscosidad de la matriz basada
en vidrio durante el uso a altas temperaturas excede de 10^{7,5}
dPa\cdots, la viscosidad es indebidamente alta, con el resultado
de que el recubrimiento es incapaz de
auto-reparación. Es más deseable que la viscosidad
de la matriz basada en vidrio durante el uso a altas temperaturas
caiga dentro de una gama entre 10^{3} y 10^{6} dPa\cdots.
Para ser más específicos, la matriz basada en
vidrio es proporcionada por el vidrio de la serie
SiO_{2}-B_{2}O_{3}. Es aceptable que la serie
SiO_{2}-B_{2}O_{3} contenga
Al_{2}O_{3}.
Particularmente, la matriz basada en vidrio
contiene de un 75 a 95% en peso de SiO_{2}, un 5 a 25% en peso de
B_{2}O_{3}, y un 0 a 5% en peso de Al_{2}O_{3}. Si la
cantidad de la mezcla de SiO_{2} excede de un 95% en peso, y la
cantidad de la mezcla del B_{2}O_{3} es menor que un 5% en peso,
el funcionamiento de auto-reparación disminuye,
dando como resultado la no obtención del efecto deseado, aunque esto
es ciertamente posible para mejorar la resistencia al calor del
recubrimiento resistente a la oxidación a alta temperatura. Por
otra parte, si la cantidad de la mezcla de SiO_{2} es inferior al
75% en peso, y la cantidad de la mezcla del B_{2}O_{3} excede
del 25% en peso, la resistencia al calor disminuye, dando como
resultado la no obtención del efecto deseado, aunque esto es
ciertamente posible para mejorar el funcionamiento de
auto-reparación del recubrimiento resistente a la
oxidación a alta temperatura. Además, es posible mejorar la
resistencia al calor del recubrimiento resistente a la oxidación a
alta temperatura añadiendo Al_{2}O_{3}. Es más deseable que la
matriz basada en vidrio consista en el 85 a 90% en peso de
SiO_{2}, un 10 a 15% en peso de B_{2}O_{3}, y un 1 a 3% en
peso de Al_{2}O_{3}.
Es deseable que la relación de la mezcla de las
partículas de silicato con respecto a la matriz basada en vidrio
caiga dentro de una gama entre 40:60 y 90:10 en peso. Si la relación
de la mezcla de las partículas de silicato es inferior a 40 en
peso, la relación de la mezcla de la matriz basada en vidrio se
vuelve relativamente alta, con el resultado de que el recubrimiento
resistente a la oxidación a alta temperatura tiende a fluir hacia
fuera a temperaturas altas. Por otra parte, si la relación de la
mezcla de las partículas de silicato excede de 90 en peso, el
funcionamiento de auto-reparación del recubrimiento
resistente a la oxidación a alta temperatura tiende a disminuir. Es
más deseable que la relación de la mezcla de partículas de silicato
con respecto a la matriz basada en vidrio caiga dentro de una gama
entre 60:40 y 85:15 en peso.
El recubrimiento resistente a la oxidación a
alta temperatura de la presente invención, descrito anteriormente,
está construido de forma tal que las partículas de silicato que
contienen el óxido compuesto, consistente en un óxido de un
elemento de tierras raras de la serie de los lantánidos y un óxido
de silicio, se dispersan en la matriz basada en
vidrio.
vidrio.
El recubrimiento resistente a la oxidación a
alta temperatura que tiene esta construcción particular tiene un
funcionamiento de auto-reparación para reparar las
fisuras presentes anticipadamente en un entorno de alta
temperatura. Para ser más específicos, si el recubrimiento 1
resistente a la oxidación a alta temperatura, en el cual hay
presente una fisura 4, está expuesto a un entorno de alta
temperatura, la matriz basada en vidrio se hace plástica de manera
que repara la fisura 4. Como resultado, cuando el recubrimiento
resistente a la oxidación a alta temperatura de la presente
invención se aplica, por ejemplo, a una nave espacial, las fisuras
generadas previamente pueden ser reparadas por el calor generado
cuando la nave espacial vuelve a entrar en la atmósfera.
Debe observarse también que las fisuras
presentes en el recubrimiento pueden ser reparadas fácilmente
aplicando un tratamiento por calor según se requiera, antes de que
el recubrimiento resistente a la oxidación a alta temperatura de la
presente invención se utilice realmente.
Además, cuando el recubrimiento resistente a la
oxidación a alta temperatura de la presente invención, es decir, el
recubrimiento que presenta una alta resistencia a la oxidación a
altas temperaturas, se aplica por ejemplo a una nave espacial, la
matriz basada en vidrio se funde por el calor generado cuando la
nave espacial vuelve a entrar en la atmósfera, de manera que cubre
la superficie, con el resultado de que pueden obtenerse propiedades
catalíticas bajas. Como resultado, es posible suprimir la elevación
de temperatura en la superficie de la nave espacial. Como
consecuencia, la nave espacial que tiene aplicado el recubrimiento
resistente a la oxidación a alta temperatura de la presente
invención presenta una duración excelente.
A propósito, el recubrimiento resistente a la
oxidación a alta temperatura de la presente invención puede ser
aplicado también, por ejemplo, al fuselaje de las aeronaves
supersónicas de nueva generación y a las estructuras resistentes al
calor de las partes del motor y turbinas de gas, así como a la
aeronave, de manera que se mejora la duración de las estructuras
resistentes al calor.
Se describirá ahora en detalle el material de
múltiples recubrimientos resistentes a la oxidación a alta
temperatura de la presente invención.
El material de múltiples recubrimientos
resistentes a la oxidación a alta temperatura de la presente
invención comprende un substrato, una capa intermedia formada sobre
el substrato y consistente en al menos un material cerámico
seleccionado entre el grupo consistente en carburo de silicio,
nitruro de silicio, carbonitruro de silicio y boruro de silicio, y
un recubrimiento resistente a la oxidación a alta temperatura
formado sobre la capa intermedia y preparado para dispersar
partículas de silicato, que contiene un óxido compuesto consistente
en un óxido de un elemento de tierras raras de la serie de los
lantánidos, que incluye el itrio y el óxido de silicio, estando
dispersadas las partículas de silicato en la matriz basada en vidrio
que contiene de un 75 a 95% en peso de SiO_{2}, 5 a 25% en peso
de B_{2}O_{3} y 0 a 5% en peso de Al_{2}O_{3}.
Para ser más específicos, el material 11 de
múltiples recubrimientos resistentes a la oxidación a alta
temperatura de la presente invención comprende un substrato 12, una
capa intermedia 13 formada sobre la superficie del substrato 12 y
un recubrimiento 14 resistente a la oxidación a alta temperatura,
que tiene la composición que se ha descrito previamente, formado
sobre la superficie de la capa intermedia 13, como se ilustra en la
figura 3. De manera reiterativa, el recubrimiento 14 resistente a la
oxidación a alta temperatura se prepara dispersando las partículas
15 de silicato en la matriz 16 basada en vidrio.
El substrato 12 se selecciona entre el grupo
consistente, por ejemplo, en un material compuesto de carbono
consistente en una fibra de carbono y una matriz de carbono
(substrato C/C), un material compuesto consistente en una fibra de
carbono y una matriz de SiC (substrato C/SiC), un material compuesto
consistente en una fibra de SiC y una matriz de SiC (substrato
SiC/SiC) y el grafito.
La capa intermedia juega el papel de permitir
que el recubrimiento resistente a la oxidación a alta temperatura
quede unido satisfactoriamente al substrato. La capa intermedia
puede estar formada sobre la superficie del substrato por medio de
un método de conversión o un método de CVD. Es deseable que la capa
intermedia tenga un espesor que caiga dentro de una gama entre 5 y
200 \mum, preferiblemente entre 10 y 100 \mum. Si el espesor de
la capa intermedia es inferior a 5 \mum, la capa intermedia no
podrá cubrir posiblemente toda la superficie del substrato. Por
otra parte, si el espesor de la capa intermedia excede de 200
\mum, la capa intermedia tiende a desprenderse o resquebrajarse
por el choque térmico.
En el recubrimiento resistente a la oxidación a
alta temperatura es posible fijar 1) la composición de partículas
de silicato, 2) la composición de óxido compuesto contenido en las
partículas de silicato, 3) el diámetro de las partículas de
silicato, 4) las propiedades y la composición de la matriz basada en
vidrio, y 5) la relación de la mezcla de las partículas de silicato
con la matriz basada en vidrio, como se ha descrito previamente en
conjunción con el recubrimiento resistente a la oxidación a alta
temperatura de la presente invención.
El recubrimiento resistente a la oxidación a
alta temperatura descrito anteriormente puede ser formado sobre la
superficie de la capa intermedia formada sobre el substrato, por
ejemplo, como sigue. En el primer paso, se prepara un líquido de
recubrimiento dispersando las partículas de silicato y la matriz
basada en vidrio en una solución de adhesivo, por ejemplo una
solución acuosa de adhesivo. El adhesivo utilizado en este paso
incluye, por ejemplo, celulosa de carboximetilo. Después, una vez
que la superficie de la capa intermedia formada sobre el substrato
está recubierta con el líquido de recubrimiento así preparado, se
seca el recubrimiento y, después, se somete a un tratamiento por
calor para formar un recubrimiento resistente a la oxidación a alta
temperatura sobre la superficie de la capa intermedia. Para el
tratamiento del recubrimiento, es posible emplear, por ejemplo, un
método de recubrimiento a cepillo, un método de recubrimiento por
rociado, o un método de inmersión, aunque los medios de
recubrimiento no están limitados a los ejemplos anteriores. Es
deseable llevar a cabo el tratamiento por calor indicado
anteriormente en una atmósfera de gas inerte, tal como una
atmósfera de gas argón de 1000 a 1600ºC durante 30 a 300 minutos,
preferiblemente de 1200 a 1500ºC durante 60 a 120 minutos.
Como método para formar el recubrimiento
resistente a la oxidación a alta temperatura, es posible también
emplear el método de calcinación sol-gel y el método
de calcinación por rociado de llamas además del método de
calcinación del recubrimiento pastoso descrito anteriormente.
Es deseable que el recubrimiento resistente a la
oxidación a alta temperatura tenga un espesor que caiga dentro de
una gama entre 50 y 1000 \mum. Si el espesor del recubrimiento
resistente a la oxidación a alta temperatura es inferior a 50
\mum, la duración del recubrimiento tiende a disminuir. Por otra
parte, si el espesor del recubrimiento resistente a la oxidación a
alta temperatura excede de 1000 \mum, el recubrimiento tiende a
desprenderse. Es más deseable que el espesor del recubrimiento
resistente a la oxidación a alta temperatura caiga dentro de una
gama entre 100 y 500 \mum.
El material de múltiples recubrimientos
resistentes a la oxidación a alta temperatura de la presente
invención, descrito anteriormente, comprende un substrato, una capa
intermedia formada sobre la superficie del substrato y consistente
en al menos un material cerámico seleccionado entre el grupo
consistente en carburo de silicio, nitruro de silicio, carbonitruro
de silicio y boruro de silicio, y un recubrimiento resistente a la
oxidación a alta temperatura formado sobre la superficie de la capa
intermedia y preparado para dispersar partículas de sílice, que
contienen un óxido compuesto consistente en un óxido de un elemento
de tierras raras de la serie de los lantánidos y óxido de silicio,
en una matriz basada en vidrio.
En el recubrimiento resistente a la oxidación a
alta temperatura de esta construcción particular, la capa
intermedia consistente en un material cerámico predeterminado
permite al recubrimiento resistente a la oxidación a alta
temperatura quedar fuertemente unido al substrato.
Debe indicarse también que el material de
múltiples recubrimientos resistentes a la oxidación a alta
temperatura de la presente invención produce el funcionamiento de
auto-reparación por el que el recubrimiento
resistente a la oxidación a alta temperatura de la parte más alta
repara las fisuras generadas previamente en un entorno de alta
temperatura. Para ser más específicos, si el recubrimiento 14
resistente a la oxidación a alta temperatura tiene una fisura 17
generada anticipadamente, y está expuesto a un entorno de alta
temperatura, la matriz 16 basada en vidrio se fluidifica para
reparar la fisura 17, como se ilustra en la figura 4. Como
resultado, cuando el material de múltiples recubrimientos
resistentes a la oxidación a alta temperatura de la presente
invención se incorpora, por ejemplo, en una aeronave, las fisuras
generadas anticipadamente en el recubrimiento resistente a la
oxidación a alta temperatura de la parte más alta pueden ser
reparadas por el calor generado cuando la aeronave regresa a la
atmósfera.
Además, las fisuras generadas en el
recubrimiento resistente a la oxidación a alta temperatura de la
parte más alta, pueden ser reparadas fácilmente aplicando un
tratamiento por calor, por ejemplo de 800 a 1600ºC, en el material
de múltiples recubrimientos resistentes a la oxidación a alta
temperatura de la presente invención, antes de utilizar el material
de múltiples recubrimientos. Es posible controlar la temperatura de
calentamiento en la reparación de las fisuras, dependiendo de la
composición de la matriz basada en vidrio incluida en el
recubrimiento resistente a la oxidación a alta temperatura. Por
ejemplo, cuando la matriz basada en vidrio está formada por vidrio
de la serie SiO_{2}-B_{2}O_{3}, es posible
reparar las fisuras indicadas anteriormente calentando a una
temperatura relativamente baja, en el caso de aumentar el contenido
de B_{2}O_{3} en la composición de vidrio.
Además, cuando el material de múltiples
recubrimientos resistentes a la oxidación a alta temperatura de la
presente invención se aplica por ejemplo a una nave espacial, la
matriz basada en vidrio del recubrimiento resistente a la oxidación
a alta temperatura, que constituye la superficie más alta del
material de múltiples recubrimientos, se funde por el calor
generado cuando la aeronave vuelve a la atmósfera, con el resultado
de que se pueden desarrollar propiedades catalíticas bajas. Como
consecuencia, es posible suprimir la elevación de temperatura de la
superficie de la aeronave, lo que conduce a una alta duración de la
aeronave.
A propósito, el material de múltiples
recubrimientos resistentes a la oxidación a alta temperatura de la
presente invención puede ser aplicado, por ejemplo, al fuselaje de
una aeronave supersónica de la nueva generación y a las estructuras
resistentes al calor de las partes del motor y turbinas de gas, así
como a la aeronave, de manera que se mejora la duración de las
estructuras resistentes al calor.
Se describirán ahora en detalle los modos de
realización preferidos de la presente invención.
Ejemplo
1
Se preparó un polvo de Y_{2}SiO_{5} con un
diámetro de partículas no mayor que 10 \mum y un polvo de vidrio
con una relación de SiO_{2}:B_{2}O_{3}:Al_{2}O_{3} de
85:13:2, en peso, y con un diámetro de partículas no mayor que 50
\mum. Este polvo de Y_{2}SiO_{5} y el polvo de vidrio fueron
mezclados con una relación de la mezcla en peso de 70:30. La mezcla
se realizó durante 20 minutos, seguida de la preparación de una
pastosidad suficiente mezclando la mezcla resultante con una
solución acuosa de celulosa de carboximetilo con una concentración
del 2% en peso.
En el paso siguiente, se formó una capa
intermedia de SiC con un espesor de 30 \mum, como capa intermedia,
por el método de conversión de la superficie de un substrato de C/C
formado por un material compuesto de carbono consistente en una
fibra de carbono y una matriz de carbono, seguido por el
recubrimiento de la superficie de la capa de SiC (capa intermedia)
con la pasta indicada anteriormente con un cepillo, y posteriormente
se seca el recubrimiento a 100ºC durante una hora. El recubrimiento
y el secado fueron repetidos tres veces para formar un
recubrimiento con un espesor de 210 \mum sobre la capa de SiC
(capa intermedia). Después, el recubrimiento fue sinterizado a
1300ºC durante 60 minutos dentro de un horno de sinterización
llenado con una atmósfera de gas argón, obteniendo con ello el
material de múltiples recubrimientos resistentes a la oxidación a
alta temperatura, construido como se ilustra en la figura 3. Se ha
averiguado que un recubrimiento resistente a la oxidación a alta
temperatura, en el cual las partículas de silicato de itrio fueron
dispersadas uniformemente en la matriz de vidrio, se formó con un
espesor de 200 \mum sobre la superficie más alta del material de
recubrimientos múltiples. Se ha averiguado también que no se
generaron fisuras en el recubrimiento resistente a la oxidación a
alta temperatura.
Se aplicó una prueba de duración de la
resistencia al calor con plasma y una prueba de
auto-reparación al material de recubrimientos
múltiples obtenido en el Ejemplo 1 de la manera siguiente, para
evaluar las propiedades del material de recubrimientos
múltiples.
El material de recubrimientos múltiples fue
colocado en un aparato de túnel de viento para plasma, y se aplicó
el calentamiento por plasma al material de recubrimientos múltiples,
con una tasa de calentamiento de 1555 KW/m^{2}. La temperatura
del material de recubrimientos múltiples se hizo sustancialmente
constante a 1600ºC. En estas condiciones, se ejecutó la prueba de
duración de la resistencia al calor durante 20 minutos, con el
resultado de que el material de recubrimientos múltiples fue
erosionado termo-químicamente en 10 \mum de
espesor.
Además, la prueba de duración de la resistencia
al calor a 1400ºC durante 20 minutos, que fue ejecutada por un
calentamiento con plasma con una tasa especificada de calentamiento
de 1000 kW/m^{2}, fue repetida 5 veces utilizando otro material
con recubrimientos múltiples preparado por un método similar al del
Ejemplo 1. La cantidad total de material de recubrimientos
múltiples que se erosionó termo-químicamente resultó
ser solamente de 20 \mum y no se encontraron daños
particulares.
Se preparó una muestra para una prueba de
auto-reparación haciendo un orificio con un diámetro
de 1 mm y una profundidad de 100 \mum en el material de
recubrimientos múltiples referido anteriormente. La muestra así
preparada fue colocada en un aparato de túnel de viento con plasma y
calentado a 1300ºC durante 20 minutos, bajo una tasa de
calentamiento de 900 kW/m^{2}. Como resultado, el orificio de la
muestra se cerró. En otras palabras, se consiguió la
auto-reparación debido a que el componente de vidrio
alrededor del orificio se había fluidificado.
Ejemplo Comparativo
1
Se formó una capa de SiC en un espesor de 100
\mum sobre la superficie de un substrato de C/C por un método de
conversión, seguido de la formación de un recubrimiento uniforme
consistente en Y_{2}SiO_{5} en un espesor de 100 \mum sobre
la superficie de la capa de SiC mediante el método del rociado con
llama, obteniendo así un material de múltiples recubrimientos
resistente a la oxidación a alta temperatura. Se encontró que
habían sido generadas fisuras en una parte del recubrimiento
superficial del material de múltiples recubrimientos resistente a
la oxidación a alta temperatura.
Se efectuó una prueba de duración de la
resistencia al calor con plasma, una prueba de propiedades
catalíticas sobre la superficie del recubrimiento y una prueba de
auto-reparación para el material resultante de
recubrimientos múltiples del Ejemplo Comparativo 1, como sigue,
para evaluar las propiedades del material de recubrimientos
múltiples.
Se colocó el material de múltiples
recubrimientos en un aparato de túnel de viento con plasma, y las
condiciones del plasma fueron ajustadas para calentar el material
de recubrimientos múltiples a 1600ºC, como en el ejemplo 1, con una
tasa de calentamiento de 800 kW/m^{2}. Como resultado, el material
de recubrimientos múltiples fue erosionado
termo-químicamente en un espesor de 5 \mum, que
era menos que en el material de recubrimientos múltiples del
Ejemplo 1.
Sin embargo, como la temperatura del material de
recubrimientos múltiples fue elevada a 1600ºC, con la salida de
plasma de la tasa de calentamiento de 800 kW/m^{2}, que era
inferior a la del Ejemplo 1, en la prueba de duración de la
resistencia al calor, la prueba se ejecutó separadamente con la
salida de plasma igual a la del Ejemplo 1, es decir, con la tasa
especificada de calentamiento de 1555 kW/m^{2}. Como resultado,
el material de recubrimientos múltiples fue calentado rápidamente a
una temperatura no inferior a 1700ºC, para ocasionar daños al
recubrimiento. Por tanto, se detuvo la prueba.
Las propiedades catalíticas del recubrimiento
sobre la superficie del material de recubrimientos múltiples fueron
examinadas separadamente utilizando el aparato de túnel de viento
con plasma. Como resultado, el material de recubrimientos múltiples
del Ejemplo Comparativo 1 presentaba una constante de la tasa de
recombinación del catalizador, que indica el grado de propiedades
catalíticas, de decenas a cientos de metros por segundo, como
contraste a los 2 a 5 m/s para el material de recubrimientos
múltiples del Ejemplo 1, apoyando el hallazgo de que el material de
recubrimientos múltiples del Ejemplo Comparativo 1, tiende a
presentar altas propiedades catalíticas. En otras palabras, se ha
clarificado que la elevación de temperatura del material de
recubrimientos múltiples del Ejemplo Comparativo 1, cuando se
ejecutó la prueba en las condiciones del túnel de viento iguales a
las del Ejemplo 1, fue debida a las altas propiedades
catalíticas.
Se preparó una muestra para la prueba de
auto-reparación haciendo un orificio con un diámetro
de 1 mm y una profundidad de 50 \mum en el material de
recubrimientos múltiples. La muestra así preparada fue colocada en
un aparato de túnel de viento con plasma y calentada a 1300ºC
durante 20 minutos. Como resultado, no se reconoció ningún cambio
en el orificio hecho en la muestra. En otras palabras, el
funcionamiento de auto-reparación no fue
reconocido.
Ejemplo Comparativo
2
Una vez formada una capa de SiC en un espesor de
100 \mum sobre la superficie de un substrato de C/C por un método
de conversión, se formó un recubrimiento de SiC por un método de CVD
en un espesor de 100 \mum, sobre la superficie de la capa de SiC
así formada. Se formaron fisuras en el paso de recubrimiento de SiC.
Con el fin de sellar estas fisuras, se formó un recubrimiento de
vidrio de SiO_{2}-B_{2}O_{3} que contenía un
25% en moles de B_{2}O_{3} en un espesor de 2 a 3 \mum sobre
la superficie del recubrimiento de SiC por el método de
sol-gel, para preparar el material 21 de
recubrimientos múltiples resistentes a la oxidación a alta
temperatura, ilustrado en la figura 5. Como se ilustra en la figura
5, el material 21 de recubrimientos múltiples resistentes a la
oxidación a alta temperatura se preparó mediante la formación de la
capa 23 de SiC y el recubrimiento 24 de SiC en el orden mencionado,
sobre la superficie del substrato 22 de C/C, seguida de la
formación del recubrimiento 25 de vidrio sobre la superficie del
recubrimiento 24 de SiC, de manera que se sellen las fisuras
26.
Se aplicó una prueba de duración de la
resistencia al calor con plasma y una prueba de funcionamiento de
auto-reparación como sigue al material de
recubrimientos múltiples resultante del Ejemplo Comparativo 2, para
evaluar las propiedades del material de recubrimientos
múltiples.
El material de recubrimientos múltiples fue
colocado en un aparato de túnel de viento con plasma y se mantuvo
la temperatura del material de recubrimientos múltiples a 1600ºC
mediante el calentamiento con plasma, para llevar a cabo la prueba
de duración de la resistencia al calor durante 20 minutos. Como
resultado, el material de recubrimientos múltiples fue erosionado
termo-químicamente en un espesor de 10 \mum, que
era igual al del Ejemplo 1. A propósito, la salida del plasma era
sustancialmente igual a la del Ejemplo 1.
También se repitió 5 veces la prueba de duración
de la resistencia al calor a 1400ºC durante 20 minutos, que fue
efectuada por calentamiento del plasma, utilizando otro material de
recubrimientos múltiples preparado por un método similar al del
Ejemplo Comparativo 2. Como resultado, se averiguó que el substrato
C/C había sido oxidado localmente y erosionado térmicamente en
diversos puntos. Se considera razonable entender que el sellado de
las fisuras fue erosionado termo-químicamente
mediante un calentamiento repetitivo, con el resultado de que se
filtraba oxígeno a través de las fisuras abiertas para oxidar y
erosionar termo-químicamente el substrato.
Se preparó una muestra para una prueba de
auto-reparación haciendo un orificio con un diámetro
de 1 mm y una profundidad de 100 \mum en el material de
recubrimientos múltiples mencionado anteriormente. La muestra así
preparada fue colocada en un aparato de túnel de viento con plasma y
calentado a 1300ºC durante 20 minutos. Como resultado, se observó
que el orificio de la muestra no había cambiado en absoluto. En
otras palabras, no se reconoció el funcionamiento de
auto-reparación.
Como se ha descrito anteriormente, la presente
invención proporciona un recubrimiento resistente a la oxidación a
altas temperaturas y un material de recubrimientos múltiples
resistentes a la oxidación a altas temperaturas, excelentes en sus
funcionamientos de auto-reparación para
auto-reparar las fisuras en un entorno caliente,
con propiedades catalíticas bajas, y adaptados para su utilización
en la fabricación de fuselajes de naves espaciales y aeronaves
supersónicas de nueva generación, y en las estructuras resistentes
al calor, tales como las partes del motor y las turbinas de
gas.
Claims (11)
1. Un recubrimiento (1) resistente a la
oxidación a alta temperatura, que comprende una matriz (3) basada
en vidrio que contiene un 75 a un 95% en peso de SiO_{2}, 5 a 25%
en peso de B_{2}O_{3} y 0 a 5% en peso de Al_{2}O_{3}, y
partículas (2) de silicato que contienen un óxido compuesto que
consiste en un óxido de un elemento de tierras raras de la serie de
los lantánidos, que incluye el itrio, y óxido de silicio, estando
dispersadas las partículas de silicato en la matriz (3) basada en
vidrio.
2. El recubrimiento resistente a la oxidación a
alta temperatura, según la reivindicación 1, caracterizado
porque la matriz (3) basada en vidrio tiene una viscosidad que cae
dentro de una gama de entre 10^{2} y 10^{7,5} dPa.s durante el
uso, a temperaturas de 800 a 1700ºC.
3. El recubrimiento resistente a la oxidación a
alta temperatura, según la reivindicación 1, caracterizado
porque el óxido compuesto contiene de un 60 a 90% en peso de un
óxido de un elemento de tierras raras de la serie de los
lantánidos, incluyendo itrio y 40 a 10% en peso de SiO_{2}.
4. El recubrimiento resistente a la oxidación a
alta temperatura, según la reivindicación 1, caracterizado
porque la relación en peso de las partículas (2) de silicato a la
matriz (3) basada en vidrio cae dentro de una gama entre 40:60 y
90:10.
5. Un material (11) de múltiples recubrimientos
resistentes a la oxidación a alta temperatura, caracterizado
porque comprende:
un substrato (12);
una capa intermedia (13) formada sobre la
superficie del substrato y que consiste en al menos un material
cerámico seleccionado entre el grupo consistente en carburo de
silicio, nitruro de silicio, carbonitruro de silicio y boruro de
silicio; y
un recubrimiento (14) resistente a la oxidación
a alta temperatura, formado sobre la capa intermedia (13), y
preparado mediante la dispersión de partículas (15) de silicato que
contienen un óxido compuesto consistente en un óxido de un elemento
de tierras raras de la serie de los lantánidos, incluyendo el itrio
y un óxido de silicio en una matriz (16) basada en vidrio que
contiene un 75 a 95% en peso de SiO_{2}, 5 a 25% en peso de
B_{2}O_{3} y 0 a 5% en peso de Al_{2}O_{3}.
6. El material de múltiples recubrimientos
resistentes a la oxidación a alta temperatura, según la
reivindicación 5, caracterizado porque la matriz (16) basada
en vidrio tiene una viscosidad que cae dentro de una gama de entre
10^{2} y 10^{7,5} dPa.s durante el uso, a temperaturas de 800 a
1700ºC.
7. El material de múltiples recubrimientos
resistentes a la oxidación a alta temperatura, según la
reivindicación 5, caracterizado porque el óxido compuesto
contiene de un 60 a 90% en peso de un óxido de un elemento de
tierras raras de la serie de los lantánidos, incluyendo el itrio, y
un 40 a un 10% en peso de SiO_{2}.
8. El material de múltiples recubrimientos
resistentes a la oxidación a alta temperatura, según la
reivindicación 5, caracterizado porque la relación en peso
de las partículas (15) de silicato a la matriz (16) basada en
vidrio cae dentro de una gama de entre 40:60 y 90:10.
9. El material de múltiples recubrimientos
resistentes a la oxidación a alta temperatura, según la
reivindicación 5, caracterizado porque la capa intermedia
(13) tiene un espesor de 5 a 200 \mum.
10. El material de múltiples recubrimientos
resistentes a la oxidación a alta temperatura, según la
reivindicación 5, caracterizado porque el recubrimiento (14)
resistente a la oxidación a alta temperatura tiene un espesor de 50
a 1000 \mum.
11. El material de múltiples recubrimientos
resistentes a la oxidación a alta temperatura, según la
reivindicación 5, caracterizado porque el substrato (12)
está hecho de un material seleccionado entre el grupo consistente
en un material compuesto de carbono, consistente en una fibra de
carbono y una matriz de carbono, un material compuesto consistente
en una fibra de carbono y una matriz de SiC, un material compuesto
consistente en una fibra de SiC y una matriz de SiC, y grafito.
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Families Citing this family (54)
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|---|---|---|---|---|
| US6527849B2 (en) * | 1990-06-19 | 2003-03-04 | Carolyn M. Dry | Self-repairing, reinforced matrix materials |
| US20020095358A1 (en) * | 2000-12-05 | 2002-07-18 | Todd B. Sullivan | Customer data collection |
| US7084084B2 (en) * | 2002-03-11 | 2006-08-01 | Tosoh Corporation | Highly durable silica glass, process for producing same, member comprised thereof, and apparatus provided therewith |
| US20030191753A1 (en) * | 2002-04-08 | 2003-10-09 | Michael Hoch | Filtering contents using a learning mechanism |
| JP2004155598A (ja) | 2002-11-01 | 2004-06-03 | Honda Motor Co Ltd | 高温耐酸化性炭素質成形体及びその製造方法 |
| EP1714950B1 (en) * | 2004-01-13 | 2009-03-18 | HONDA MOTOR CO., Ltd. | Method for manufacturing a high temperature oxidation resistant carbonaceous molding |
| US20060014029A1 (en) * | 2004-07-15 | 2006-01-19 | General Electric Company | Article including environmental barrier coating system, and method for making |
| US7875566B2 (en) * | 2004-11-01 | 2011-01-25 | The Morgan Crucible Company Plc | Modification of alkaline earth silicate fibres |
| JP4753568B2 (ja) * | 2004-11-24 | 2011-08-24 | 川崎重工業株式会社 | ＳｉＣ系繊維強化セラミックス複合材料耐環境コーティングおよびその製造方法 |
| US7442444B2 (en) | 2005-06-13 | 2008-10-28 | General Electric Company | Bond coat for silicon-containing substrate for EBC and processes for preparing same |
| EP1907202B1 (en) | 2005-07-01 | 2016-01-20 | Carolyn M. Dry | Multiple function, self-repairing composites with special adhesives |
| US7572741B2 (en) | 2005-09-16 | 2009-08-11 | Cree, Inc. | Methods of fabricating oxide layers on silicon carbide layers utilizing atomic oxygen |
| JP4325648B2 (ja) * | 2005-10-24 | 2009-09-02 | トヨタ自動車株式会社 | 触媒担体及び排ガス浄化用触媒 |
| US7695830B2 (en) * | 2006-09-06 | 2010-04-13 | Honeywell International Inc. | Nanolaminate thermal barrier coatings |
| JP5129500B2 (ja) * | 2007-04-13 | 2013-01-30 | 三菱重工業株式会社 | 耐熱材料ならびにその製造方法および修復方法 |
| JP5436761B2 (ja) * | 2007-06-15 | 2014-03-05 | 川崎重工業株式会社 | 炭化ケイ素系繊維強化セラミックス複合材料の耐環境コーティング構造 |
| EP2149624B1 (en) | 2008-07-31 | 2012-08-08 | Sulzer Metaplas GmbH | Multilayer film-coated member and method for producing it |
| RU2463279C1 (ru) * | 2011-04-26 | 2012-10-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева" (РХТУ им. Д.И. Менделеева) | ЗАЩИТНОЕ СТЕКЛОКРИСТАЛЛИЧЕСКОЕ ПОКРЫТИЕ ДЛЯ SiC-СОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛОВ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ |
| CN102250669B (zh) * | 2011-06-21 | 2013-08-07 | 张桂刚 | 金属摩擦副表面精度智能再制造材料 |
| JP5870652B2 (ja) * | 2011-11-28 | 2016-03-01 | 株式会社Ihi | 被膜付きセラミックス基複合材料およびその製造方法 |
| JP5862234B2 (ja) * | 2011-11-28 | 2016-02-16 | 株式会社Ihi | 平滑表面を有するセラミックス基複合部材およびその製造方法 |
| US8980434B2 (en) * | 2011-12-16 | 2015-03-17 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Mo—Si—B—based coatings for ceramic base substrates |
| WO2013188516A1 (en) * | 2012-06-12 | 2013-12-19 | Directed Vapor Technologies International, Inc. | Self-healing environmental barrier coating |
| CN102936145B (zh) * | 2012-11-14 | 2014-01-29 | 陕西科技大学 | 一种Y2SiO5 晶须增韧莫来石复合涂层的制备方法 |
| US9764989B2 (en) * | 2013-03-13 | 2017-09-19 | Rolls-Royce Corporation | Reactive fiber interface coatings for improved environmental stability |
| TWI574336B (zh) * | 2013-11-20 | 2017-03-11 | 顏天淵 | 回收再生晶圓承載盤及其修復方法 |
| US10676403B2 (en) | 2014-01-16 | 2020-06-09 | Honeywell International Inc. | Protective coating systems for gas turbine engine applications and methods for fabricating the same |
| GB201412058D0 (en) * | 2014-07-07 | 2014-08-20 | Univ Dublin | Thermal control coating |
| TWI647191B (zh) * | 2015-06-11 | 2019-01-11 | 美商蘋果公司 | 用於電子裝置之組件之透明保護塗層 |
| CN104972728A (zh) * | 2015-08-01 | 2015-10-14 | 谢玲丽 | 一种安全卫生的抗菌性离型纸 |
| US11414356B2 (en) | 2015-08-18 | 2022-08-16 | General Electric Company | Dense environmental barrier coating compositions |
| CN106966765B (zh) * | 2016-06-12 | 2020-01-17 | 北京航空航天大学 | 热结构复合材料长寿命复合涂层及其制备方法 |
| US11535550B2 (en) | 2016-11-02 | 2022-12-27 | Morgan Advanced Ceramics, Inc. | Yttrium aluminum silicate glass ceramic coating for semiconductor chamber apparatus |
| CN107266128B (zh) * | 2017-07-13 | 2020-10-27 | 北京理工大学 | 一种硅酸盐环境障涂层及其制备方法 |
| US10583632B2 (en) * | 2018-01-11 | 2020-03-10 | Skeyeon, Inc. | Atomic oxygen-resistant, low drag coatings and materials |
| US11668198B2 (en) | 2018-08-03 | 2023-06-06 | Raytheon Technologies Corporation | Fiber-reinforced self-healing environmental barrier coating |
| US11535571B2 (en) | 2018-08-16 | 2022-12-27 | Raytheon Technologies Corporation | Environmental barrier coating for enhanced resistance to attack by molten silicate deposits |
| US10934220B2 (en) | 2018-08-16 | 2021-03-02 | Raytheon Technologies Corporation | Chemical and topological surface modification to enhance coating adhesion and compatibility |
| US11505506B2 (en) | 2018-08-16 | 2022-11-22 | Raytheon Technologies Corporation | Self-healing environmental barrier coating |
| CN109053207B (zh) * | 2018-10-16 | 2020-12-29 | 航天特种材料及工艺技术研究所 | 一种硅酸钇改性碳化硅纤维增强碳化硅复合材料及其制备方法 |
| CN109317377A (zh) * | 2018-11-22 | 2019-02-12 | 中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司 | 发动机尾喷口零件中低温多频段兼容涂层涂覆和返修方法 |
| US11046615B2 (en) | 2018-12-19 | 2021-06-29 | Raytheon Technologies Corporation | Self-healing matrix for a ceramic composite |
| US12030822B2 (en) | 2020-04-27 | 2024-07-09 | Rtx Corporation | Environmental barrier coating |
| CN114315421A (zh) * | 2020-09-29 | 2022-04-12 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 一种可磨耗封严复合涂层材料及其制备方法 |
| CN112341000B (zh) * | 2020-11-27 | 2023-01-03 | 西北工业大学 | 基于激光熔覆方法的炭/炭复合材料SiC涂层修复用改性玻璃材料及制备和使用方法 |
| DE102020132644A1 (de) | 2020-12-08 | 2022-06-09 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Verbesserung der Zerstörbarkeit während des atmosphärischen Eintritts-Flugs durch Beschichtung von Bauteil-Oberflächen |
| CN112552067B (zh) * | 2020-12-29 | 2021-10-22 | 中京吉泰(北京)科技有限责任公司 | 一种C/C-SiC-CuSnTi复合材料及其制备方法 |
| CN114315390B (zh) * | 2022-01-12 | 2023-06-02 | 西北工业大学 | 一种碳/碳复合材料表面宽温域长寿命抗氧化涂层及低温制备方法 |
| KR20230115545A (ko) * | 2022-01-27 | 2023-08-03 | 포항공과대학교 산학협력단 | 추력 패널 |
| CN114512068B (zh) * | 2022-03-24 | 2023-12-05 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种玻璃盖板、显示面板及玻璃盖板的制造方法 |
| CN114591102B (zh) * | 2022-03-30 | 2023-02-28 | 陕西科技大学 | 一种C/C复合材料SiB6-玻璃抗氧化涂层及其制备方法 |
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| JP3224601B2 (ja) | 1992-07-29 | 2001-11-05 | 三菱重工業株式会社 | 耐酸化性炭素系材料 |
| DE4338128C1 (de) * | 1993-11-08 | 1995-05-18 | Jenaer Glaswerk Gmbh | Borosilikatglas mit hoher Transmission im UV-Bereich, niedriger Wärmeausdehnung und hoher chemischer Beständigkeit, Verfahren zu seiner Herstellung und seine Verwendung |
| US5560993A (en) * | 1994-02-16 | 1996-10-01 | Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha | Oxide-coated silicon carbide material and method of manufacturing same |
| JP3129383B2 (ja) | 1994-02-16 | 2001-01-29 | 三菱重工業株式会社 | 酸化物被覆炭化珪素材とその製法 |
| LU88773A1 (fr) * | 1996-06-19 | 1997-12-19 | Euratom | Matériaux composites réfractaires protégés contre l'oxydation à haute température précurseurs desdits matériaux leurs préparations |
| DE19725552A1 (de) * | 1997-06-12 | 1998-12-24 | Ivoclar Ag | Alkali-Silicat-Glas |
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