JP2001181863A - Ceramic heat insulating composition - Google Patents

Ceramic heat insulating composition

Info

Publication number
JP2001181863A
JP2001181863A JP36895599A JP36895599A JP2001181863A JP 2001181863 A JP2001181863 A JP 2001181863A JP 36895599 A JP36895599 A JP 36895599A JP 36895599 A JP36895599 A JP 36895599A JP 2001181863 A JP2001181863 A JP 2001181863A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
insulating composition
ceramic
mullite
spheres
composition
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
JP36895599A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
B Merryl Gary
ビー メリル ゲーリー
A Morrison Jay
エイ モリソン ジェイ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Energy Inc
Original Assignee
Siemens Westinghouse Power Corp
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 Siemens Westinghouse Power Corp filed Critical Siemens Westinghouse Power Corp
Priority to JP36895599A priority Critical patent/JP2001181863A/en
Publication of JP2001181863A publication Critical patent/JP2001181863A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high temperature resistant heat insulating ceramic composition for a ceramic base material composite. SOLUTION: This composition is composed of a plurality of hollow oxide base sphericities (20) having various dimensions, a phosphate binder (12) and at 1 east one kind of oxide filler powder (12), the phosphate binder partially buries the gap between the sphericities and the oxide filler powder, and in the sphericities, in the space between the phosphate binder and the oxide filler powder, each spherical body is brought into contract with at least one other spherical body.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、セラミック母材複
合物のための耐高温断熱セラミック材料に関する。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a high temperature insulating ceramic material for a ceramic matrix composite.

【0002】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】下層の
基材の耐高温性を向上させるために、被覆として用いる
種々の断熱材が開発されている。熱障壁被覆(TBC)
は、高温による機械の重要部品の早期破壊を防止するた
めに常用されている。一般的に、TBCは、酸化に起因
する(スポーリングによる)金属消耗の速度を減少させ
ることによって重要部品の寿命を延ばすものである。
2. Description of the Related Art In order to improve the high-temperature resistance of an underlying substrate, various heat insulating materials have been developed for use as a coating. Thermal barrier coating (TBC)
Is commonly used to prevent premature destruction of critical parts of a machine due to high temperatures. In general, TBC prolongs the life of critical components by reducing the rate of metal consumption (due to spalling) due to oxidation.

【0003】TBCの基本的な欠点は、使用可能な厚さ
に限界があることである。ほぼ0.5mmのこの厚さの
限界は、TBC材料の製造に起因する残留応力、極めて
高いコスト、及び必要とされる寿命、TBCの温度限界
及びTBCと基材の熱膨脹係数のミスマッチによるもの
である。加えて、従来のTBC(空気プラズマ溶射及び
物理的蒸着の両方により付着されるもの)の微小構造は
プロセス条件により決まり、使用可能な用途に限界があ
り、1000°Cを越える温度において寸法及び熱的に
不安定になりやすい。
A fundamental disadvantage of TBC is that there is a limit to the thickness that can be used. This thickness limit of approximately 0.5 mm is due to residual stresses due to the manufacture of the TBC material, extremely high cost, and required life, TBC temperature limits and mismatch between the TBC and the coefficient of thermal expansion of the substrate. is there. In addition, the microstructure of conventional TBCs (deposited by both air plasma spraying and physical vapor deposition) is dictated by process conditions, limits the applications that can be used, and increases the size and heat at temperatures above 1000 ° C. Easily become unstable.

【0004】TBCに匹敵する材料としては、繊維状の
セラミック断熱材がある。しかしながら、これらの材料
の主な欠点は密度が低いことであり、このため耐浸蝕性
が低い。従って、繊維状セラミック断熱材は高速ガス流
の用途には利用できない。
A material comparable to TBC is a fibrous ceramic heat insulating material. However, a major disadvantage of these materials is their low density, which results in poor erosion resistance. Therefore, fibrous ceramic insulation is not available for high speed gas flow applications.

【0005】モノリシックタイルは、高温状態にある重
要部品の保護に使用する別の材料である。これらのタイ
ルは良好な耐浸蝕性と断熱性を備えるが、熱衝撃による
損傷及び破局的な破壊を受けやすい。従って、熱障壁被
覆、繊維状セラミック断熱材またはモノリシックセラミ
ックタイルを併用せずに高温に耐えることのできる断熱
材を提供することが望ましい。
[0005] Monolithic tiles are another material used to protect critical components in hot conditions. These tiles have good erosion and thermal insulation properties, but are susceptible to thermal shock damage and catastrophic failure. Accordingly, it is desirable to provide a thermal insulator that can withstand high temperatures without the use of thermal barrier coatings, fibrous ceramic thermal insulators or monolithic ceramic tiles.

【0006】市販のセラミック母材複合物(CMC)に
は、高温環境において多くの潜在的な用途がある。しか
しながら、CMCが長期間さらされる温度の限界は約1
200°Cである。加えて、CMCは金属に比べると熱
伝導率が低く製造上の制約により冷却構成に制約がある
ため、高温(1400°Cを越える)または高熱束状態
のもとでは効果的に冷却することが不可能である。従っ
て、中温セラミック母材複合物の断熱に使用可能であ
り、耐浸蝕性を有し、熱衝撃に強く、熱膨脹係数がCM
Cに比較的近い材料を提供することが望ましい。
[0006] Commercially available ceramic matrix composites (CMC) have many potential uses in high temperature environments. However, the limit of the temperature to which CMC is exposed for a long time is about 1
200 ° C. In addition, since CMC has a lower thermal conductivity than metal and has a limitation in the cooling configuration due to manufacturing restrictions, it can be effectively cooled under high temperature (over 1400 ° C.) or high heat flux. Impossible. Therefore, it can be used for heat insulation of a medium temperature ceramic matrix composite, has erosion resistance, is resistant to thermal shock, and has a thermal expansion coefficient of CM.
It is desirable to provide a material that is relatively close to C.

【0007】1997年1月2日付け出願のヨーロッパ
特許庁公報第007,511,04号(発明の名称:磨
耗自在(abradable)組成物)は、セラミック製タービン
部品の封止に使用できる磨耗自在セラミックの材料を開
示している。しかしながら、この材料の耐高温限界は1
300°Cに過ぎないとされている。
[0007] European Patent Office Publication No. 007,511,04, filed Jan. 2, 1997 (Title of Invention: abradable composition), is an abradable composition that can be used to seal ceramic turbine components. A ceramic material is disclosed. However, the high temperature limit of this material is 1
It is said to be only 300 ° C.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、高温環境用の
高強度、耐低温セラミック材上に付着させて使用するセ
ラミック断熱組成物を提供する。この組成物は、種々の
寸法を有する複数の中空酸化物系球状体と、リン酸塩結
合剤と、少なくとも一種の酸化物充填剤粉末とよりな
り、リン酸塩結合剤が球状体と充填剤粉末との間の間隙
を埋める。これらの球状体は、リン酸塩結合剤と充填剤
粉末中において各球状体が少なくとも1つの他の球状体
と接触するような状態にある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a ceramic insulation composition for use on high strength, low temperature resistant ceramic materials for high temperature environments. The composition comprises a plurality of hollow oxide-based spheres having various dimensions, a phosphate binder, and at least one oxide filler powder, wherein the phosphate binder is a sphere and a filler. Fill the gap between the powder. These spheres are in such a state that each sphere in the phosphate binder and filler powder is in contact with at least one other sphere.

【0009】球状体は、ムライトの球状体、アルミナの
球状体または安定化ジルコニヤの球状体の任意の組み合
わせでよい。ムライトの各球状体の直径は約0.1乃至
約1.8mmの範囲、好ましくは約0.8乃至約1.4
mmの範囲にある。アルミナの各球状体の直径は約0.
1乃至約1.5mmの範囲、好ましくは約0.3乃至約
1mmの範囲にある。また、安定化ジルコニヤの各球状
体の直径は約0.1乃至約1.5mmの範囲、好ましく
は約0.8乃至約1.2mmの範囲にある。
The spheres may be any combination of mullite spheres, alumina spheres or stabilized zirconia spheres. The diameter of each mullite sphere ranges from about 0.1 to about 1.8 mm, preferably from about 0.8 to about 1.4 mm.
mm. The diameter of each spherical body of alumina is about 0.
It ranges from 1 to about 1.5 mm, preferably from about 0.3 to about 1 mm. The diameter of each ball of stabilized zirconia is in the range of about 0.1 to about 1.5 mm, preferably in the range of about 0.8 to about 1.2 mm.

【0010】ムライトの球状体のみを用いる場合、球状
体の重量百分率は組成物の32%±10%である。アル
ミナの球状体のみの場合は、球状体の重量百分率は組成
物の63%±15%である。安定化ジルコニヤ球状体の
みを用いる場合は、球状体の重量百分率は組成物の58
%±15%である。組成物の1つの好ましい実施例で
は、ムライトの球状体の体積百分率が20%、アルミナ
の球状体の体積百分率が80%である。
If only mullite spheres are used, the weight percentage of spheres is 32% ± 10% of the composition. In the case of alumina spheres alone, the weight percentage of spheres is 63% ± 15% of the composition. When only stabilized zirconia spheres are used, the weight percentage of spheres is 58% of the composition.
% ± 15%. In one preferred embodiment of the composition, the volume percentage of mullite spheres is 20% and the volume percentage of alumina spheres is 80%.

【0011】充填剤粉末としては、アルミナ、ムライ
ト、セリヤまたはハフニヤの任意の組み合わせを使用で
きる。ムライト球状体とムライト粉末を含む組成物の1
つの好ましい実施例では、ムライト球状体、ムライト充
填剤粉末及びリン酸塩結合剤の重量百分率はそれぞれス
ラリー組成物の32%±10%、32%±15%、及び
31%±15%である。この好ましい実施例において、
充填剤粉末としてムライトだけを用いる場合、リン酸塩
結合剤とムライトとを組み合わせたものの粘度はほぼ9
000センチポイズである。
As the filler powder, any combination of alumina, mullite, ceria or hafnia can be used. Composition 1 comprising mullite spheroids and mullite powder
In one preferred embodiment, the weight percentages of mullite spheroids, mullite filler powder and phosphate binder are 32% ± 10%, 32% ± 15%, and 31% ± 15% of the slurry composition, respectively. In this preferred embodiment,
When only mullite is used as the filler powder, the viscosity of the combination of the phosphate binder and mullite is almost 9
000 centipoise.

【0012】本発明によるセラミック断熱組成物の製造
方法は、(a)リン酸塩結合剤と酸化物充填剤粉末とよ
りなる原材料を混合して粘性を有するラリーを形成し、
(b)ステップ(h)の素地中において各球状体が少な
くとも1つの他の球状体と接触するような量の中空酸化
物系球状体をスラリーに添加して混合物を形成し、
(c)前記混合物を予め浸漬した型内に注型し、(d)
粘性のある注型物を乾燥させ、(e)注型物の粘性が生
の素地を寸法歪みを最小限に抑える形で型から取り出せ
る程充分に高い値である時、この生の素地を型から取り
出し、(f)生の素地を乾燥オーブンに移して遊離水を
除去し、(g)生の素地を焼成オーブンに移し、(h)
生の素地を焼成して遊離水を蒸発させることにより、プ
ロセス内でリン酸塩を熱的に変化させ、(i)接着前に
焼成した部分に仕上げ加工を施すステップよりなる。
The method for producing a ceramic heat insulating composition according to the present invention comprises the steps of: (a) mixing a raw material comprising a phosphate binder and an oxide filler powder to form a viscous rally;
(B) adding to the slurry an amount of hollow oxide-based spheres such that each sphere contacts the at least one other sphere in the green body of step (h) to form a mixture;
(C) casting the mixture into a pre-soaked mold, and (d)
The viscous casting is dried and (e) when the viscosity of the casting is high enough to remove the green body from the mold in a manner that minimizes dimensional distortion, the green body is removed from the mold. And (f) transferring the green body to a drying oven to remove free water, (g) transferring the green body to a baking oven, and (h)
Calcining the green body to evaporate free water, thereby thermally changing the phosphate in the process, and (i) finishing the calcined portion prior to bonding.

【0013】好ましい実施例において、ステップ(c)
は前記混合物を製造の約24時間以内に注型するステッ
プよりなり、ステップ(g)はさらに生の素地を約80
°Cの焼成オーブンに移して遊離水を除去するステップ
よりなり、ステップ(h)はさらに生の素地が安定した
状態になると注型物を焼成オーブンに移すステップより
なり、ステップ(i)はさらに(i1)焼成オーブンを
ほぼ120°Cの温度へゆっくりと加熱することにより
焼成を開始し、(i2)遊離水の大部分が蒸発により除
去されるまで焼成オーブンの温度を約120°Cに停滞
させ、(i3)焼成オーブンの温度を約250°Cまで
ゆっくりと上昇させ、(i4)遊離水の大部分が蒸発に
より除去されるまで焼成オーブンの温度を約250°C
に停滞させ、(i5)焼成オーブンの温度を約1200
°Cまでゆっくりと上昇させてリン酸塩の耐火層を形成
するステップよりなる。
In a preferred embodiment, step (c)
Comprises casting the mixture within about 24 hours of manufacture, and step (g) further comprises removing the green substrate by about 80 hours.
Step (h) further comprises the step of transferring the casting to a baking oven when the green body is in a stable state, and Step (i) further comprises: (I1) Start the firing by slowly heating the firing oven to a temperature of approximately 120 ° C., (i2) Keep the temperature of the firing oven at approximately 120 ° C. until most of the free water is removed by evaporation (I3) slowly raise the temperature of the baking oven to about 250 ° C, and (i4) raise the temperature of the baking oven to about 250 ° C until most of the free water is removed by evaporation.
(I5) The temperature of the baking oven is set to about 1200
° C to form a refractory phosphate layer slowly.

【0014】別の好ましい実施例において、ステップ
(e)はさらに、生の素地を型から取り出した後接着さ
せる基材表面の輪郭に一致するように成型するステップ
を含む。このステップにより、正味の形状に近い成型が
可能になる。
In another preferred embodiment, step (e) further comprises the step of removing the green body from the mold and then molding to conform to the contour of the substrate surface to be bonded. This step allows for near net shape molding.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】本発明は、高温環境用としての用
途に用いる、高強度、耐低温セラミックの上に付着させ
る耐高温セラミック断熱材を提供する。添付図面を参照
して、図1は、本発明の好ましい実施例によるセラミッ
ク断熱組成物10(または被覆10)の拡大斜視図であ
る。この斜視図は、セラミック母材複合物の基材8上に
接着剤9の層により付着させたセラミック断熱組成物の
被覆10の断面図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention provides a high temperature, high temperature resistant ceramic insulation which is deposited on a high strength, low temperature resistant ceramic for use in high temperature environments. Referring to the accompanying drawings, FIG. 1 is an enlarged perspective view of a ceramic insulating composition 10 (or coating 10) according to a preferred embodiment of the present invention. This perspective view is a cross-sectional view of a coating 10 of a ceramic insulating composition applied by a layer of an adhesive 9 onto a substrate 8 of a ceramic matrix composite.

【0016】図2は、本発明の好ましい実施例によるセ
ラミック断熱組成物の被覆10の断面を示す別の拡大斜
視図である。この被覆10は、リン酸塩結合剤と種々の
酸化物充填剤粉末を組み合わせたもの(12)の中に種
々の寸法の中空酸化物系球状体20を有する。リン酸塩
結合剤は、球状体20と酸化物充填剤粉末との間のギャ
ップのを埋める、あるいは「橋渡し」をする。これらの
球状体20は、被覆10の特定の組成によるが、160
0°Cの温度で安定なように充分高い温度で製造され
る。寸法安定性を有し、化学的に安定で、耐浸蝕性の被
覆を形成するために用いる温度は、最高1600°Cで
ある。
FIG. 2 is another enlarged perspective view showing a cross section of the coating 10 of the ceramic insulating composition according to the preferred embodiment of the present invention. This coating 10 has hollow oxide spheres 20 of various dimensions in a combination (12) of a phosphate binder and various oxide filler powders. The phosphate binder fills or “bridges” the gap between the spheroid 20 and the oxide filler powder. These spheres 20, depending on the specific composition of the coating 10, may be 160
Manufactured at a sufficiently high temperature to be stable at a temperature of 0 ° C. The temperatures used to form dimensionally stable, chemically stable, erosion resistant coatings are up to 1600 ° C.

【0017】寸法安定性は、主として球状体20により
制御する。被覆10は、巨視的スケールで空所が塞がる
ように球状体20を比較的密な構成にすることにより、
高い耐浸蝕性を有する。球状体20は、好ましくは、各
球状体20が少なくとも1つの他の球状体20と接触す
るようにする。さらに好ましくは、各球状体20が他の
幾つかの球状体20、即ち少なくとも3個または4個の
他の球状体と接触するようにする。このようにすると、
特に1600°Cに近い高温で高い寸法安定性が得られ
る。被覆10に存在するような球状体の接触及びそれに
よる寸法安定性は、従来技術の被覆では得られない。本
発明による組成物10は、好ましくはほぼ約1300°
Cより高い温度、さらに好ましくは最高約1600°C
の温度で、安定である。
The dimensional stability is mainly controlled by the spherical body 20. The coating 10 has a relatively dense configuration of the spheres 20 so that the voids are closed on a macroscopic scale.
Has high erosion resistance. The spheres 20 are preferably such that each sphere 20 is in contact with at least one other sphere 20. More preferably, each sphere 20 is in contact with several other spheres 20, ie at least three or four other spheres. This way,
In particular, high dimensional stability can be obtained at a high temperature close to 1600 ° C. The contact of the spheroids and thus the dimensional stability as present in the coating 10 cannot be obtained with prior art coatings. Composition 10 according to the present invention preferably has a temperature of approximately 1300 °.
Higher than C, more preferably up to about 1600 ° C
It is stable at temperature.

【0018】リン酸塩結合剤と組み合わせる酸化物充填
剤粉末は、被覆10の特性を制御するために変えること
ができる。特定の被覆系を調製して、熱膨脹係数(CT
E)のある範囲をカバーすることができる。当業者であ
れば理解できるように、被覆10が基材8上の定位置に
保持されるように、被覆10のCTEを基材8のCTE
にできるだけ近いものに選択する必要がある。被覆10
の例A及びBの種々の特性を表1に示す。 表 1 材 料 A B 使用温度(°C) 1200 1600 CTE (x10-6mm/mm) 5.85 5.85 熱伝導率(W/mK)at 1400°C 1.27 2.21 耐浸蝕性(g/kg)at 1100°C* 7.5 4.5 (*15°の衝突角、900フィート/秒の浸蝕剤速度での試験) 熱伝導率及び耐浸蝕性のような材料特性は、特定の充填
剤または球状体組成物を選択することにより調整可能で
ある。本発明の被覆の中空酸化物系球状体20は、ムラ
イト、アルミナ、安定化ジルコニヤ(通常は、イットリ
ヤ安定化ジルコニヤ)またはこれらの任意の組み合わせ
により調製できる。ムライト球状体の直径の好ましい範
囲は約0.4乃至約1.8mm、さらに好ましくは約
0.8乃至約1.4mmである。アルミナ球状体の直径
の好ましい範囲は約0.3乃至約1mmであり、安定化
ジルコニヤ球状体の直径の好ましい範囲は約0.6乃至
約1.2mm、さらに好ましくは約0.8乃至約1mm
である。
The oxide filler powder in combination with the phosphate binder can be varied to control the properties of the coating 10. A specific coating system is prepared and the coefficient of thermal expansion (CT
A certain range of E) can be covered. As will be appreciated by those skilled in the art, the CTE of the coating 10 is adjusted so that the coating 10 is held in place on the substrate 8.
Must be selected as close as possible. Coating 10
Table 1 shows various characteristics of Examples A and B. Table 1 Material A B Operating temperature (° C) 1200 1600 CTE (x10 -6 mm / mm) 5.85 5.85 Thermal conductivity (W / mK) at 1400 ° C 1.27 2.21 Corrosion resistance (g / kg) at 1100 ° C * 7.5 4.5 (* Test at impact angle of 15 °, erosion rate of 900 ft / s) Material properties such as thermal conductivity and erosion resistance are: It can be adjusted by selecting a particular filler or spheroid composition. The hollow oxide-based spheres 20 of the coating of the present invention can be prepared from mullite, alumina, stabilized zirconia (usually yttria stabilized zirconia), or any combination thereof. A preferred range for the diameter of the mullite sphere is from about 0.4 to about 1.8 mm, more preferably from about 0.8 to about 1.4 mm. The preferred range of the diameter of the alumina sphere is about 0.3 to about 1 mm, the preferred range of the diameter of the stabilized zirconia sphere is about 0.6 to about 1.2 mm, and more preferably about 0.8 to about 1 mm.
It is.

【0019】ムライトの球状体のみ、即ち、Keith Cera
mics, Inc. of Great Britainの製造になるKCM Holosph
eres(登録商標)を用いる場合、被覆10中の球状体2
0の好ましい重量百分率は32%±10%、さらに好ま
しくは32%±5%、さらに好ましくは32%である。
アルミナの球状体のみ、即ち、Ceramic Fillers, Inc.
of Atlannta, GAの製造になるアルミナ球状体を用いる
場合、被覆10中の球状体の好ましい重量百分率は63
%±15%、さらに好ましくは63%±10%、さらに
好ましくは63%±5%、最も好ましくは約63%であ
る。安定化ジルコニヤ球状体のみ、即ち、Keith Cerami
cs, Inc.の安定化ジルコニヤ球状体を用いる場合、被覆
10中の球状体の好ましい重量百分率は58%±15
%、さらに好ましくは58%±10%、さらに好ましく
は58%±5%、最も好ましくは約58%である。
Mullite spheres alone, namely Keith Cera
KCM Holosph to manufacture mics, Inc. of Great Britain
When eres® is used, spheroids 2 in coating 10
A preferred weight percentage of 0 is 32% ± 10%, more preferably 32% ± 5%, more preferably 32%.
Only alumina spheres, that is, Ceramic Fillers, Inc.
When using alumina spheroids that would be manufactured by Atlannta, GA, the preferred weight percentage of spheroids in coating 10 is 63
% ± 15%, more preferably 63% ± 10%, more preferably 63% ± 5%, and most preferably about 63%. Only stabilized zirconia spheres, namely Keith Cerami
If cs, Inc. stabilized zirconia spheres are used, the preferred weight percentage of spheres in coating 10 is 58% ± 15.
%, More preferably 58% ± 10%, more preferably 58% ± 5%, and most preferably about 58%.

【0020】対象となる基材8のCTEにマッチする特
定のCTEを得るための特定の被覆の調整は、球状体2
0の組み合わせを変えるだけでよい。例えば、モノリシ
ック安定化ジルコニヤの球状体は最も高いCTE(約1
0×10-6mm/mm°C)、モノリシックムライト球
状体は最も低いCTE(約5.7×10-6mm/mm°
C)、またモノリシックアルミナ球状体は中位の値のC
TE(約8.0×10 -6mm/mm°C)を有する。
The characteristics matching the CTE of the target substrate 8
Adjustment of the specific coating to obtain a constant CTE
All you have to do is change the combination of zeros. For example, monolith
The spheres of zirconia stabilized with the highest CTE (approximately 1
0x10-6mm / mm ° C), monolithic light bulb
The shape is the lowest CTE (about 5.7 × 10-6mm / mm °
C) and monolithic alumina spheres have medium values of C
TE (about 8.0 × 10 -6mm / mm ° C).

【0021】球状体20の好ましい組み合わせは、体積
百分率でムライト20%、アルミナ80%である。表2
に示すように、球状体のこの組成により、0.5972
の線形変化百分率が得られ、これは複合物A(酸化物系
CMC材料)の値0.5934にマッチし、また複合物
Bの値0.6031にマッチする。複合物C(酸化物系
複合物材料を含む高ケイ酸)では、ムライトの球状体よ
りなるすべての組成が好ましい。
A preferred combination of the spheres 20 is 20% mullite and 80% alumina by volume percentage. Table 2
As shown in FIG.
Is obtained, which matches the value of Composite A (oxide-based CMC material) of 0.5934 and the value of Composite B of 0.6031. In the case of the composite C (high silicic acid containing an oxide-based composite material), all compositions composed of mullite spheres are preferable.

【0022】 表 2 球状体 体積比 線形変化百分率 酸化物/酸化物 の組成 at 1000°C 基材組成 線形変化百分率 (at 1000°C) ムライト 100 0.5657 0.5631(C) ムライトと 50/50 0.5660 安定化ジルコニア ムライトと 50/50 0.5763 アルミナ ムライトと 20/80 0.5972 0.5934(A)及び アルミナ 0.6031(B) ムライトと 10/90 0.6210 アルミナ ムライトと 5/95 0.6337 アルミナ アルミナ 100 0.6380 安定化ジルコニア 100 0.7325 酸化物充填剤粉末は、アルミナ、ムライト、セリヤ、ハ
フニヤまたはこれらの任意の組み合わせでよい。充填剤
粉末としてはアルミナまたはムライトが好ましく、最も
好ましいのはムライトであるが、その理由はその卓越し
た耐高温特性による。ムライトを用いる場合、被覆10
中の酸化物充填剤粉末の重量百分率は、32%±15
%、さらに好ましくは32%±10%、さらに好ましく
は32%±5%、最も好ましくは約32%である。酸化
物充填剤粉末の好ましい重量百分率は、原子量及び粒径
が異なるため変化する。
Table 2 Spherical Volume Ratio Linear Change Percentage Oxide / Oxide Composition at 1000 ° C. Base Material Composition Linear Change Percentage (at 1000 ° C.) Mullite 100 0.5657 0.5631 (C) Mullite and 50/50 0.5660 Stabilization Zirconia mullite and 50/50 0.5763 Alumina mullite and 20/80 0.5972 0.5934 (A) and alumina 0.6031 (B) mullite and 10/90 0.6210 Alumina mullite and 5/95 0.6337 Alumina Alumina 100 0.6380 Stabilized zirconia 100 0.7325 Oxide filler The powder may be alumina, mullite, seria, hafnia or any combination thereof. Alumina or mullite is preferred as the filler powder, most preferably mullite because of its excellent high temperature resistance properties. If mullite is used, the coating 10
The weight percentage of the oxide filler powder in it is 32% ± 15
%, More preferably 32% ± 10%, more preferably 32% ± 5%, and most preferably about 32%. The preferred weight percentage of the oxide filler powder will vary due to different atomic weights and particle sizes.

【0023】リン酸塩結合剤は、重量百分率が好ましく
は31%±15%、さらに好ましくは31%±10%、
さらに好ましくは31%±5%、最も好ましくは約31
%のアルミニウム正リン酸塩である。アルミニウム正リ
ン酸塩の結合剤とムライトの充填剤粉末の組み合わせ
は、スピンドル番号が7で、rpmが20のBrookfield
(登録商標)のRV粘度計を用いて測定した粘度約90
00センチポイズを有する。
The phosphate binder preferably has a weight percentage of 31% ± 15%, more preferably 31% ± 10%,
More preferably 31% ± 5%, most preferably about 31%.
% Aluminum orthophosphate. The combination of aluminum orthophosphate binder and mullite filler powder is available in Brookfield with spindle number 7 and rpm 20.
Viscosities of about 90 measured using an RV viscometer of
It has 00 centipoise.

【0024】本発明の被覆10の製造プロセスは、以下
のステップより成る。即ち、(1)スラリーを混合し、
(2)スラリーを注型し、(3)制御した態様で乾燥さ
せ、(4)生の素地("green" body)を除去し、(5)焼
成し、(6)機械加工するステップより成る。混合物
は、最終製品のCTEがCMC基材8のCTEと実際に
同一となるように調合されている。
The process for producing the coating 10 of the present invention comprises the following steps. That is, (1) mixing the slurry,
(2) casting the slurry, (3) drying in a controlled manner, (4) removing the green body, (5) firing, and (6) machining. . The mixture is formulated such that the CTE of the final product is actually the same as the CTE of the CMC substrate 8.

【0025】このプロセスは、粘性スラリーを形成する
ための原材料の混合により開始されるが、これは2つの
段階よりなる。先ず第1に、アルミニウム正リン酸塩と
充填剤粉末とを、アルミニウム正リン酸塩の50%水溶
液の正確な調合物が得られるように混合し、気密状態で
(保存寿命最長2か月)貯蔵する。別の方法として、正
リン酸塩の50%水溶液からスタートしてもよい。
The process begins with the mixing of the raw materials to form a viscous slurry, which consists of two steps. First of all, the aluminum orthophosphate and the filler powder are mixed in such a way that an exact formulation of a 50% aqueous solution of aluminum orthophosphate is obtained and kept in an airtight state (maximum shelf life 2 months). Store. Alternatively, one may start with a 50% aqueous solution of orthophosphate.

【0026】注型時、正確な量の中空球状物20をスラ
リーに添加し、その後、製造の約24時間以内にスラリ
ー混合物を注型する。中空球状物20を含むスラリー
は、予め浸漬した型に注入する。注型物の毛管乾燥が効
果的に行われるように、注型前に型の脱イオン水による
浸漬を行う。スラリーを乾燥した型に注入する場合、注
型物から型内への水の抽出が早すぎて注型物の表面に乾
燥した部分が生じ、制御した態様での乾燥を続行するこ
とができなくなる。この現象が生じると最終製品が非均
一となる。注型物乾燥の非常に重要な段階における粘度
は、生の素地を寸法歪みを最小限に抑えて型から取り出
せる程充分に高いものである。(「生の」素地とは焼成
前の組成物に用いる用語である)。
At the time of casting, the correct amount of hollow spheres 20 is added to the slurry, after which the slurry mixture is cast within about 24 hours of manufacture. The slurry containing the hollow spheres 20 is poured into a mold that has been previously immersed. Before the casting, the mold is immersed in deionized water so that the casting is effectively dried by capillary. When the slurry is poured into a dry mold, water is extracted from the casting into the mold too quickly, resulting in a dried portion on the surface of the casting, which makes it impossible to continue drying in a controlled manner. . When this phenomenon occurs, the final product becomes non-uniform. The viscosity at the very important stage of casting drying is high enough that the green body can be removed from the mold with minimal dimensional distortion. ("Green" base is the term used for the composition before firing).

【0027】生の素地を型から取り出した後、慎重に乾
燥オーブン(約80°C)へ移送する。好ましい方法と
して、生の素地を、乾燥前に、付着する基材表面の輪郭
に一致するように成形する。このステップにより、正味
の形状に近い成型が可能になるという利点が得られる。
乾燥後、生の素地を焼成オーブンへ移送する。焼成時、
加熱速度を緩やかにし、温度がほぼ250°Cで停滞す
るようにして、すべての遊離水がこの段階で確実に除去
されるようにする。
After the green body has been removed from the mold, it is carefully transferred to a drying oven (about 80 ° C.). In a preferred method, the green body is shaped prior to drying to conform to the contour of the substrate surface to which it is attached. This step has the advantage of allowing near net shape molding.
After drying, the raw substrate is transferred to a firing oven. During firing,
The heating rate is slowed down and the temperature stays around 250 ° C. to ensure that all free water is removed at this stage.

【0028】リン酸塩の定常的な脱水はほぼ約250°
Cと約565°Cの間で始まるが、これはこの温度範囲
に亘って加熱速度を緩やかにすることにより制御され
る。焼成サイクルの残りの部分はリン酸塩の構造の化学
的変化に向けられる。この物質系からの脱水を正しく行
わないと、微細構造に欠陥が生じ、弱くなる。
The constant dehydration of phosphate is about 250 °
Starting between C and about 565 ° C, this is controlled by slowing the heating rate over this temperature range. The remainder of the firing cycle is directed to chemical changes in the phosphate structure. If not properly dehydrated from this material system, the microstructure will be defective and weak.

【0029】生の素地を取り出した後、これらの型をリ
サイクルする。これは、浸出したリン酸塩を流水で洗い
流した後オーブンで乾燥することにより行う。完全に乾
燥すると、型の乾燥重量はその型の再使用が可能となる
ためには元の乾燥重量の約1%以内である必要がある。
1つの型を最高12回再使用できると予想される。
After removing the raw material, the molds are recycled. This is done by washing the leached phosphate with running water and drying in an oven. Upon complete drying, the dry weight of the mold must be within about 1% of the original dry weight to allow the mold to be reused.
It is expected that a mold can be reused up to 12 times.

【0030】焼成への準備として、生の素地を積み重ね
れば、オーブン空間をできるだけ小さくすることができ
る。その結果としての単純化焼成サイクルを表3に示
す。 表 3 ステップ番号 開始温度 昇温率 保持温度 停滞時間 (°C) (°C/分) (°C) (分) 1 80 1 250 60 2 250 3 1600 240 3 1600 10 室温 終了 製造プロセスの最終段階は、断熱被覆10の機械加工で
ある。
If raw green bodies are stacked in preparation for firing, the oven space can be made as small as possible. The resulting simplified firing cycle is shown in Table 3. Table 3 Step No. Starting temperature Heating rate Holding temperature Stagnation time (° C) (° C / min) (° C) (min) 1 80 1 250 60 2 250 3 1600 240 3 1600 10 Room temperature End Final stage of manufacturing process Is the machining of the thermal insulation coating 10.

【0031】この製造方法を用いると、生の素地を低温
段階で取り出すため型の再使用が可能である。この特徴
により、以下に述べる利点が得られる。原材料と機械加
工を減少でき、廃棄物が少なくなり、製造工程の柔軟性
が増加し、成型前の生の素地を互いに接着してより複雑
な形状にしたり、異なる組成のものを固着することが可
能となり、装置の投下資本が減少し、型材を前もって取
り出すことにより焼成オーブンの空間を減少できるため
初期費用及び運転コストが少ない小型炉の使用が可能と
なり、製造サイクル時間が短縮し、型から生の素地を取
り出すことにより焼成と同時に再注型作業が可能とな
り、使用済みの型から焼成した注型物を破壊して取り出
す労働集約的な作業が不要となり、焼成サイクルの単純
化により同一処理の繰り返しが容易になる。
With this manufacturing method, the green body is taken out at a low temperature stage, so that the mold can be reused. This feature provides the advantages described below. Less raw materials and machining, less waste, more flexibility in the manufacturing process, the ability to glue the green bodies together before molding into more complex shapes or to fix different compositions. This reduces capital investment in the equipment, reduces the space in the baking oven by removing the mold material in advance, thus enabling the use of smaller furnaces with lower initial and operating costs, shortening the manufacturing cycle time, and reducing production from the mold. By removing the base material, re-casting work can be performed at the same time as firing, eliminating the need for labor-intensive work to destroy and remove the fired cast from the used mold, and simplifying the firing cycle to achieve the same processing. It becomes easy to repeat.

【0032】リン酸塩結合剤は最高約750°Cの温度
でガラス状態を呈するが、これは焼成時において成型自
在な状態である。これにより、第1の焼成時において成
型の可能性が得られる。最高約1200°Cの温度で材
料を焼成することにより、押退け型磨耗自在シールとし
て使用可能な成型自在な母材を提供するリン酸塩充填剤
が得られる。
The phosphate binder exhibits a glassy state at a temperature of up to about 750 ° C., which is a moldable state during firing. Thereby, the possibility of molding at the time of the first firing is obtained. Firing the material at temperatures up to about 1200 ° C. results in a phosphate filler that provides a moldable matrix that can be used as a push-away abradable seal.

【0033】さらに約1600°Cの温度で熱処理を行
うことにより、材料系(粒子と球状体)の成分を接続す
るリン酸塩の「ブリッジ」網が、微細構造内において局
部的により緻密になったリン酸塩の塊状組織を形成する
ように著しく変性する。新しい性質をもつ材料系は、1
400°Cの温度でその室温強度の最大80%を保持す
るこの変化から得られるものであり、同じような熱伝導
率と、優れた耐浸蝕性(金属の基材上に用いられる市販
のTBC系よりも約2倍はよい)を有する。
Further heat treatment at a temperature of about 1600 ° C. makes the phosphate “bridge” network connecting the components of the material system (particles and spheres) locally more dense within the microstructure. Significantly to form a phosphate mass. The material system with new properties is 1
This change, which retains up to 80% of its room temperature strength at a temperature of 400 ° C., results from similar thermal conductivity and excellent erosion resistance (commercially available TBC used on metal substrates). About twice better than the system).

【0034】この材料をそのままの状態で焼成した後、
基材8へ接着する前に粗ずりして形を整える。接着剤9
は基材8の種類により様々である。しかしながら、用途
の環境により基材8上に直接被覆を行い且つ/または現
場で硬化させることも可能である。
After firing this material as it is,
Before bonding to the substrate 8, the shape is adjusted by roughening. Adhesive 9
Varies depending on the type of the base material 8. However, it is also possible to apply the coating directly on the substrate 8 and / or to cure it in situ, depending on the environment of the application.

【0035】本発明のセラミック断熱被覆10の潜在的
な用途は多様である。かかる用途には、ガスタービンの
高温部品または再突入飛行物体の表面が遭遇するような
高熱束環境が含まれるが、それらに限定されない。これ
らの被覆は、酸化物母材複合物(例えば、ムライト、ア
ルミノケイ酸塩及びアルミナ)、炭化ケイ素母材複合物
(化学的蒸着溶浸または溶融−溶浸のような方法により
作られる)、窒化ケイ素母材複合物(反応接着、窒化、
高温プレスまたは無圧焼結により作られる)を含む(こ
れらに限定されない)広範囲な材質の基材に適用可能で
ある。
The potential applications of the ceramic thermal barrier coating 10 of the present invention are diverse. Such applications include, but are not limited to, high heat flux environments where the surfaces of gas turbine hot components or re-entry flying objects are encountered. These coatings can be oxide matrix composites (eg, mullite, aluminosilicate and alumina), silicon carbide matrix composites (made by methods such as chemical vapor infiltration or melt-infiltration), nitriding. Silicon matrix composite (reactive bonding, nitriding,
It is applicable to a wide range of materials including (but not limited to) made by hot pressing or pressureless sintering.

【0036】被覆10の形成は、被覆10を別に形成し
た後、中間温度(即ち、800°C乃至1000°Cの
近くで硬化するアルミニウムリン酸塩系接着剤(または
他のセラミック系接着剤)を用いて基材8に接着するこ
とにより行う。ムライトまたはアルミナの被覆を接着前
に基材8に適用することにより、硬化時における繊維の
損傷を防止し(または)接着を容易にすることができ
る。これらの被覆は、非酸化物の基材8へ接着を行う場
合特に望ましい。
The coating 10 is formed by forming the coating 10 separately and then curing the aluminum phosphate adhesive (or other ceramic adhesive) at an intermediate temperature (ie, near 800 ° C. to 1000 ° C.). This is done by bonding to the substrate 8 using a mullite or alumina coating applied to the substrate 8 prior to bonding to prevent fiber damage during curing and / or to facilitate bonding. These coatings are particularly desirable when bonding to non-oxide substrates 8.

【0037】本発明の種々の特性及び利点を本発明の構
造及び機能の詳細と共に詳しく説明したが、これらの説
明は例示の目的をもつものに過ぎない。従って、本発明
の原理の範囲内で形状、寸法及び部分の配置構成の点で
種々の詳細な変更が可能であり、これらは特許請求の範
囲に記した用語の広い一般的な意味の範囲内に含まれる
べきである。
While the various features and advantages of the present invention have been described in detail along with details of the structure and function of the present invention, these descriptions are for illustrative purposes only. Accordingly, various modifications may be made in the form, size, and arrangement of parts within the spirit and scope of the invention, which are within the broad general meaning of the terms recited in the claims. Should be included in

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の好ましい実施例によるセラミック断熱
組成物の被覆を示す拡大斜視図である。
1 is an enlarged perspective view showing a coating of a ceramic insulating composition according to a preferred embodiment of the present invention.

【図2】本発明の好ましい実施例によるセラミック断熱
組成物の被覆をさらに拡大して示す断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a coating of a ceramic heat insulating composition according to a preferred embodiment of the present invention in a further enlarged manner.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

8 基材 9 接着剤 10 セラミック断熱組成物の被覆 12 リン酸塩結合剤と酸化物充填物粉末を組み合わせ
たもの 20 中空酸化物系球状物
Reference Signs List 8 base material 9 adhesive 10 coating of ceramic heat insulating composition 12 combination of phosphate binder and oxide filler powder 20 hollow oxide-based sphere

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ゲーリー ビー メリル アメリカ合衆国 ペンシルベニア州 15146 モンロービル オックスフォード ドライブ 100 アパートメント 212 (72)発明者 ジェイ エイ モリソン アメリカ合衆国 フロリダ州 32765 オ ーランド ターンベリー ドライブ 2423 Fターム(参考) 4G019 LA01 LB01 LD02 4K044 AA13 AB02 BA12 BA13 BA17 BA18 BB01 BB11 BC12 CA53 CA62  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Gary Be Merrill 15146 Monroeville Oxford Drive 100 Apartment Pennsylvania United States 212 (72) Inventor Jay Morrison United States of America 32765 Orlando Turnberry Drive 2423 F-term (reference) 4G019 LA01 LB01 LD02 4K044 AA13 AB02 BA12 BA13 BA17 BA18 BB01 BB11 BC12 CA53 CA62

Claims (19)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 種々の寸法をもつ複数の中空酸化物系球
状物と、 リン酸塩結合剤と、 少なくとも一種の酸化物充填剤粉末とよりなり、 リン酸塩結合剤が球状物と酸化物充填物粉末の間のギャ
ップを部分的に埋めており、 球状物は、リン酸塩結合剤と酸化物充填剤粉末の間にお
いて各球状体が少なくとも1つの他の球状体と接触する
ような関係にあることを特徴とするセラミック断熱組成
物。
1. A method comprising: a plurality of hollow oxide-based spheres having various dimensions; a phosphate binder; and at least one oxide filler powder, wherein the phosphate binder comprises a sphere and an oxide. Partially filling the gap between the filler powders, wherein the spheroids are in a relationship such that each spheroid is in contact with at least one other spheroid between the phosphate binder and the oxide filler powder A ceramic heat insulating composition, characterized in that:
【請求項2】 最高約1600°Cの温度で安定な請求
項1のセラミック断熱組成物。
2. The ceramic insulating composition of claim 1 which is stable at temperatures up to about 1600 ° C.
【請求項3】 熱膨脹係数が約5.7×10-6mm/m
m°Cから約10×10-6mm/mm°Cの範囲にある
請求項1のセラミック断熱組成物。
3. The thermal expansion coefficient is about 5.7 × 10 −6 mm / m.
The ceramic insulating composition of claim 1, wherein said composition is in the range of from mC to about 10 x 10-6 mm / mmC.
【請求項4】 熱伝導率が約2.5W/kmより小さい
請求項1のセラミック断熱組成物。
4. The ceramic insulating composition according to claim 1, wherein the thermal conductivity is less than about 2.5 W / km.
【請求項5】 耐浸蝕性が、温度1100°C、衝突角
15°、浸蝕剤速度900フィート/秒で測定して、約
4.5g/kg乃至約7.5g/kgの範囲にある請求
項1のセラミック断熱組成物。
5. The erosion resistance ranges from about 4.5 g / kg to about 7.5 g / kg, measured at a temperature of 1100 ° C., an impact angle of 15 °, and an erosion rate of 900 ft / sec. Item 7. A ceramic heat insulating composition according to Item 1.
【請求項6】 球状体が、ムライトの球状体、アルミナ
の球状体及び安定化ジルコニヤの球状体のうちの一種ま
たは2種以上から選択される請求項1のセラミック断熱
組成物。
6. The ceramic heat insulating composition according to claim 1, wherein the spheres are selected from one or more of mullite spheres, alumina spheres and stabilized zirconia spheres.
【請求項7】 ムライトの各球状体の直径が約0.4乃
至約1.8mmであり、アルミナの各球状体の直径が約
0.3乃至1mmであり、安定化ジルコニヤの各球状体
の直径が約0.6乃至約1.2mmである請求項6のセ
ラミック断熱組成物。
7. The method of claim 1, wherein each sphere of mullite has a diameter of about 0.4 to about 1.8 mm, each sphere of alumina has a diameter of about 0.3 to 1 mm, and each sphere of stabilized zirconia has a diameter of about 0.3 to 1 mm. 7. The ceramic insulating composition of claim 6, wherein the diameter is from about 0.6 to about 1.2 mm.
【請求項8】 球状体として、重量百分率が組成物の3
2%±10%であるムライトの球状体、または重量百分
率が組成物の63%±15%であるアルミナの球状体、
または重量百分率が組成物の58%±15%である安定
化ジルコニヤの球状体のうち1種を用いる請求項1のセ
ラミック断熱組成物。
8. The spheroid, wherein the weight percentage is 3% of the composition.
Spheroids of mullite that are 2% ± 10%, or spheroids of alumina whose weight percentage is 63% ± 15% of the composition;
2. The ceramic insulating composition of claim 1 wherein one of the stabilized zirconia spheres having a weight percentage of 58% ± 15% of the composition is used.
【請求項9】 球状体が体積百分率で20%のムライト
と、80%のアルミナよりなる請求項1のセラミック断
熱組成物。
9. The ceramic insulating composition of claim 1, wherein the spheroids comprise 20% by volume mullite and 80% alumina.
【請求項10】 酸化物充填剤粉末がアルミナ、ムライ
ト、セリヤ及びハフニヤのうちの1種または2種以上で
ある請求項1のセラミック断熱組成物。
10. The ceramic heat insulating composition according to claim 1, wherein the oxide filler powder is one or more of alumina, mullite, seria, and hafnia.
【請求項11】 酸化物充填剤粉末がムライトの充填剤
粉末である請求項1のセラミック断熱組成物。
11. The ceramic insulating composition according to claim 1, wherein the oxide filler powder is a mullite filler powder.
【請求項12】 酸化物充填剤粉末の重量百分率が組成
物の32%±15%である請求項1のセラミック断熱組
成物。
12. The ceramic insulating composition according to claim 1, wherein the weight percentage of the oxide filler powder is 32% ± 15% of the composition.
【請求項13】 リン酸塩結合剤が正アルミニウムリン
酸塩である請求項1のセラミック断熱組成物。
13. The ceramic insulating composition according to claim 1, wherein the phosphate binder is orthoaluminum phosphate.
【請求項14】 正アルミニウムリン酸塩の重量百分率
が組成物の31%±15%である請求項13のセラミッ
ク断熱組成物。
14. The ceramic insulating composition of claim 13, wherein the weight percentage of orthoaluminum phosphate is 31% ± 15% of the composition.
【請求項15】 酸化物充填剤粉末がムライトであり、
リン酸塩結合剤とムライトを組み合わせたものが約90
00センチポイズの粘度を有する請求項13のセラミッ
ク断熱組成物。
15. The oxide filler powder is mullite,
About 90 combined phosphate binder and mullite
14. The ceramic insulating composition of claim 13, having a viscosity of 00 centipoise.
【請求項16】 セラミック断熱組成物を製造する方法
であって、 (a)リン酸塩結合剤と酸化物充填剤粉末とよりなる原
材料を混合して粘性を有するラリーを形成し、 (b)ステップ(h)の素地中において各球状体が少な
くとも1つの他の球状体と接触するような量の中空酸化
物系球状体をスラリーに添加して混合物を形成し、 (c)前記混合物を予め浸漬した型内に注型し、 (d)粘性のある注型物を乾燥させ、 (e)注型物の粘性が生の素地を寸法歪みを最小限に抑
える形で型から取り出せる程充分に高い値である時、こ
の生の素地を型から取り出し、 (f)生の素地を乾燥オーブンに移して遊離水を除去
し、 (g)生の素地を焼成オーブンに移し、 (h)生の素地を焼成して遊離水を蒸発させることによ
り、プロセス内でリン酸塩を熱的に変化させ、 (i)接着前に焼成した部分に仕上げ加工を施すステッ
プよりなるセラミック断熱組成物の製造方法。
16. A method for producing a ceramic heat insulating composition, comprising: (a) mixing raw materials comprising a phosphate binder and an oxide filler powder to form a viscous rally; (b) Adding a hollow oxide-based sphere to the slurry in an amount such that each sphere contacts the at least one other sphere in the green body of step (h) to form a mixture; and (c) pre-mixing the mixture (D) drying the viscous casting, and (e) the viscosity of the casting being sufficient to remove the green body from the mold in a manner that minimizes dimensional distortion. When the value is high, the green body is removed from the mold, (f) the green body is transferred to a drying oven to remove free water, (g) the green body is transferred to a baking oven, By firing the substrate and evaporating free water, phosphorus Salts thermally changing the method for producing a ceramic thermal barrier composition comprising the step of applying a finishing the portion was calcined before bonding (i).
【請求項17】 ステップ(c)はさらに前記混合物を
製造の約24時間以内に注型するステップよりなり、 ステップ(f)において、乾燥オーブンは約80°Cの
温度を有し、 ステップ(g)はさらに、生の素地が安定してきた状態
で焼成オーブンに移すステップよりなり、 ステップ(h)はさらに、 (h1)焼成オーブンをほぼ250°Cの温度へゆっく
りと加熱することにより焼成を開始し、 (h2)焼成オーブンの温度を約1600°Cまでゆっ
くりと上昇させてリン酸塩の耐火層を形成することより
なる請求項16のセラミック断熱組成物の製造方法。
17. Step (c) further comprises the step of casting said mixture within about 24 hours of manufacture, wherein in step (f) the drying oven has a temperature of about 80 ° C .; The step (h) further comprises the step of transferring the raw substrate to a baking oven in a state where the raw material is stabilized, and the step (h) further comprises the step of (h1) starting the baking by slowly heating the baking oven to a temperature of approximately 250 ° C. 17. The method of claim 16, further comprising: (h2) slowly raising the temperature of the firing oven to about 1600 ° C. to form a phosphate refractory layer.
【請求項18】 ステップ(e)はさらに、生の素地を
型から取り出した後接着させる基材表面の輪郭に一致す
るように成型するステップを含む請求項16のセラミッ
ク断熱組成物の製造方法。
18. The method of claim 16, wherein step (e) further comprises the step of removing the green body from the mold and then molding the green body to conform to the contour of the substrate surface to be bonded.
【請求項19】 生の素地を取り出した直後に型をリサ
イクするために、 (i)浸出したリン酸塩を余分の水に浸すことにより洗
い出し、 (ii)オーブンを乾燥させ、 (iii)完全に乾燥した後、型の乾燥重量が元の乾燥
重量の約1%以内であればその型を再び使用して次の注
型を行うステップをさらに含む請求項17のセラミック
断熱組成物の製造方法。
19. To recycle the mold immediately after removing the green body, (i) wash out the leached phosphate by immersing it in excess water, (ii) dry the oven, (iii) completely 18. The method of claim 17, further comprising the step of using the mold again and performing the next casting if the dry weight of the mold is within about 1% of the original dry weight after drying. .
JP36895599A 1999-12-27 1999-12-27 Ceramic heat insulating composition Pending JP2001181863A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP36895599A JP2001181863A (en) 1999-12-27 1999-12-27 Ceramic heat insulating composition

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP36895599A JP2001181863A (en) 1999-12-27 1999-12-27 Ceramic heat insulating composition

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001181863A true JP2001181863A (en) 2001-07-03

Family

ID=18493192

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP36895599A Pending JP2001181863A (en) 1999-12-27 1999-12-27 Ceramic heat insulating composition

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2001181863A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117024163A (en) * 2023-10-10 2023-11-10 中南大学 Gradient-variable ablation-resistant heat-proof integrated phosphate composite material and preparation method thereof

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117024163A (en) * 2023-10-10 2023-11-10 中南大学 Gradient-variable ablation-resistant heat-proof integrated phosphate composite material and preparation method thereof
CN117024163B (en) * 2023-10-10 2023-12-22 中南大学 Gradient-variable ablation-resistant heat-proof integrated phosphate composite material and preparation method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6013592A (en) High temperature insulation for ceramic matrix composites
US6676783B1 (en) High temperature insulation for ceramic matrix composites
CN106630978B (en) The alumina fibre rigidity thermal insulation tile multilayer materials of surface toughening, coating composition, preparation method and applications
CN107428623B (en) Thermal and environmental barrier coating for ceramic substrates
JP3421369B2 (en) How to protect composite products from oxidation
US10647618B2 (en) Thermal and environmental barrier coating for ceramic substrates
JPH0216277B2 (en)
JPS60235778A (en) Ceramic structure and manufacture
BRPI1015247B1 (en) METHOD OF SMOOTHING THE SURFACE OF A PART OF CERAMIC MATRIX COMPOSITE MATERIAL, PART MADE OF THERMOSTRUCTURAL COMPOSITE MATERIAL, AND TURBOMACHINE
US7067181B2 (en) Insulating ceramic based on partially filled shapes
US20050208338A1 (en) Heat resistant product
JP7225376B2 (en) Refractories
US6074699A (en) Surface hardness of articles by reactive phosphate treatment
US4528244A (en) Fused silica shapes
JP2001181863A (en) Ceramic heat insulating composition
Rao et al. Synthesis and slurry spray coating of barium strontium alumino silicate on SiC substrate
EP3464488B1 (en) Refractory coating material containing low biopersistent fibers and method for making the same
Stuecker et al. Oxidation protection of carbon-carbon composites by sol-gel ceramic coatings
JP2016055318A (en) Method for manufacturing mold cavity, and casting method using mold cavity
JP4090335B2 (en) Corrosion resistant ceramics
EP3274317A2 (en) Thermal and environmental barrier coating for ceramic substrates
KR20010046637A (en) High temperature insulation for ceramic matrix composites
JP2001089254A (en) Composite ceramic material and its production process
JP2020001942A (en) Heat insulation material, and method of producing the same
CN116102364B (en) Anti-cracking inert ceramic core and preparation method thereof