JP2001226759A - 保護皮膜の表面を平滑化する方法 - Google Patents
保護皮膜の表面を平滑化する方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】粗度を示すセラミックを主材とする保護皮膜の
表面を平滑化する方法。 【解決手段】本方法では、セラミックを主材とするスラ
リー又はゲル皮膜を保護皮膜表面に設け、スラリー／ゲ
ル皮膜を加熱して揮発性物質を除去し、次いで、スラリ
ー／ゲル皮膜をさらに加熱して皮膜を硬化させると共に
下にある保護皮膜に結合させる。スラリー／ゲル皮膜は
イットリアで安定化したジルコニアと酸化物マトリック
スの前駆体とを主材とすることが多い。関連製品も記載
する。
表面を平滑化する方法。 【解決手段】本方法では、セラミックを主材とするスラ
リー又はゲル皮膜を保護皮膜表面に設け、スラリー／ゲ
ル皮膜を加熱して揮発性物質を除去し、次いで、スラリ
ー／ゲル皮膜をさらに加熱して皮膜を硬化させると共に
下にある保護皮膜に結合させる。スラリー／ゲル皮膜は
イットリアで安定化したジルコニアと酸化物マトリック
スの前駆体とを主材とすることが多い。関連製品も記載
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本明細書の開示の一般分野は
金属に適用した保護皮膜に係る。特に、本発明は、その
ような皮膜の表面を平滑化する（滑らかにする）方法に
関する。
金属に適用した保護皮膜に係る。特に、本発明は、その
ような皮膜の表面を平滑化する（滑らかにする）方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】高温に晒される金属部品の効率と性能を
改良するために断熱皮膜（ＴＢＣ）が用いられることが
多い。航空エンジンや陸上タービンはそのような部品か
ら構成される。タービン中に存在する燃焼ガス温度は作
動効率のためできるだけ高く維持される。エンジンのタ
ービンブレードその他の要素は、普通、高温環境に耐え
ることができる合金、例えば、約１０００〜１１５０℃
の作動温度限界を有する超合金でできている。この温度
以上で作動させると、各種のタービン要素が機能を停止
し、エンジンが損傷することがある。
改良するために断熱皮膜（ＴＢＣ）が用いられることが
多い。航空エンジンや陸上タービンはそのような部品か
ら構成される。タービン中に存在する燃焼ガス温度は作
動効率のためできるだけ高く維持される。エンジンのタ
ービンブレードその他の要素は、普通、高温環境に耐え
ることができる合金、例えば、約１０００〜１１５０℃
の作動温度限界を有する超合金でできている。この温度
以上で作動させると、各種のタービン要素が機能を停止
し、エンジンが損傷することがある。
【０００３】断熱皮膜は、各種のエンジン部品を形成す
るのに用いた合金の表面温度を維持又は低下することに
よってタービンの作動温度を有効に上昇させる。ほとん
どの断熱皮膜はセラミックを主材としており、例えば、
通常イットリアのような他の物質で化学的に安定化され
たジルコニア（酸化ジルコニウム）のような物質を主材
としている。タービンの場合、これら皮膜はタービンの
ブレードやベーン、燃焼器ライナ及び燃焼器ノズルのよ
うなさまざまな表面に設けられる。普通、断熱皮膜セラ
ミックは、金属部品の表面に直接設けられた中間の金属
接合層に設けられる。
るのに用いた合金の表面温度を維持又は低下することに
よってタービンの作動温度を有効に上昇させる。ほとん
どの断熱皮膜はセラミックを主材としており、例えば、
通常イットリアのような他の物質で化学的に安定化され
たジルコニア（酸化ジルコニウム）のような物質を主材
としている。タービンの場合、これら皮膜はタービンの
ブレードやベーン、燃焼器ライナ及び燃焼器ノズルのよ
うなさまざまな表面に設けられる。普通、断熱皮膜セラ
ミックは、金属部品の表面に直接設けられた中間の金属
接合層に設けられる。
【０００４】断熱皮膜はプラズマ溶射法のような溶射技
術によって部品に設けられることが多い。この技術で
は、通常電気アークを用いて空気、酸素、窒素、アルゴ
ン、ヘリウム又は水素のようなさまざまなガスを約８０
００℃以上の温度に加熱する。（このプロセスを空気雰
囲気中で行う場合は空気プラズマ溶射すなわち「ＡＰ
Ｓ」といわれることが多い。）ガスはアニュラスから高
速で引き出されて特徴的な熱プリュームを創出する。粉
末材料（例えば、ジルコニアを主とする組成物）をこの
プリューム中に供給すると、粒子が融解し、被覆される
基体に向かって加速される。いくつかの応用では、プラ
ズマ溶射技術には、電子ビーム物理蒸着（ＥＢ−ＰＶ
Ｄ）のような他のコーティング技術に比べて数々の利点
がある。一例として、プラズマ溶射系は通常ＥＢ−ＰＶ
Ｄより安価である。さらに、これらの技術は大きい複雑
な形状の部品に皮膜を形成するのに好適であり、厚さ全
体で制御が良好であり、皮膜の均一性が良好である。
術によって部品に設けられることが多い。この技術で
は、通常電気アークを用いて空気、酸素、窒素、アルゴ
ン、ヘリウム又は水素のようなさまざまなガスを約８０
００℃以上の温度に加熱する。（このプロセスを空気雰
囲気中で行う場合は空気プラズマ溶射すなわち「ＡＰ
Ｓ」といわれることが多い。）ガスはアニュラスから高
速で引き出されて特徴的な熱プリュームを創出する。粉
末材料（例えば、ジルコニアを主とする組成物）をこの
プリューム中に供給すると、粒子が融解し、被覆される
基体に向かって加速される。いくつかの応用では、プラ
ズマ溶射技術には、電子ビーム物理蒸着（ＥＢ−ＰＶ
Ｄ）のような他のコーティング技術に比べて数々の利点
がある。一例として、プラズマ溶射系は通常ＥＢ−ＰＶ
Ｄより安価である。さらに、これらの技術は大きい複雑
な形状の部品に皮膜を形成するのに好適であり、厚さ全
体で制御が良好であり、皮膜の均一性が良好である。
【０００５】プラズマ溶射は断熱皮膜を設けるのに最良
の技術であることが多いが、このプロセスを用いること
にはさまざまな状況でいくつかの問題が生じることがあ
る。例えば、プラズマ溶射した皮膜は比較的粗い表面を
有することが多く、例えば「Ｒａ」（中心線平均粗度）
値が約８ミクロンより大きい。翼のようなタービン部品
に皮膜を設けようとする場合には、皮膜に向けられる熱
流束の対流成分を低減することができるように、ずっと
平滑な表面が必要とされる。さらにまた、平滑な表面は
空力抵抗損失も低減することができる。
の技術であることが多いが、このプロセスを用いること
にはさまざまな状況でいくつかの問題が生じることがあ
る。例えば、プラズマ溶射した皮膜は比較的粗い表面を
有することが多く、例えば「Ｒａ」（中心線平均粗度）
値が約８ミクロンより大きい。翼のようなタービン部品
に皮膜を設けようとする場合には、皮膜に向けられる熱
流束の対流成分を低減することができるように、ずっと
平滑な表面が必要とされる。さらにまた、平滑な表面は
空力抵抗損失も低減することができる。
【０００６】ＴＢＣのような皮膜の表面を平滑化するに
はいくつかの技術を用いることができる。例として、研
削、タンブリング（がら研摩）、ヘビーサンディング(h
eavy-sanding)及び重研磨(heavy-polishing)の作業があ
る。いくつかの状況ではこれらの技術が極めて有効であ
る。しかし、これらは非常に時間がかかることもあり
（特に大きい複雑な形状の部品の場合）、全体としての
製造費用がかなり高くなる。さらに、時には、断熱皮膜
に機械的な損傷を与えることがある。例えば、サンドタ
ンブリング作業では、皮膜のある領域が優先的に平滑化
／摩耗することが時々ある。そのような領域の厚さが減
少すると断熱皮膜の熱抵抗が下がることがあるので望ま
しくない。また、研削やその他のいくつかの作業では、
時として、皮膜材料の局所部分の「プルアウト」により
ピットが生成することがある。
はいくつかの技術を用いることができる。例として、研
削、タンブリング（がら研摩）、ヘビーサンディング(h
eavy-sanding)及び重研磨(heavy-polishing)の作業があ
る。いくつかの状況ではこれらの技術が極めて有効であ
る。しかし、これらは非常に時間がかかることもあり
（特に大きい複雑な形状の部品の場合）、全体としての
製造費用がかなり高くなる。さらに、時には、断熱皮膜
に機械的な損傷を与えることがある。例えば、サンドタ
ンブリング作業では、皮膜のある領域が優先的に平滑化
／摩耗することが時々ある。そのような領域の厚さが減
少すると断熱皮膜の熱抵抗が下がることがあるので望ま
しくない。また、研削やその他のいくつかの作業では、
時として、皮膜材料の局所部分の「プルアウト」により
ピットが生成することがある。
【０００７】研磨作業は保護皮膜表面を平滑化するのに
有効であることが多く、他のいくつかの作業の場合ほど
には表面を損傷する傾向がない。しかし、重研磨（これ
は「研削」と考えることができよう）はやはり皮膜表面
の不均一な平滑化又は摩耗に至ることがある。さらに、
空気プラズマで設けたジルコニアを主材とするＴＢＣの
ようなある種のタイプの皮膜の研磨でも表面にピット
（すなわちプルアウト）が生じることがあり得る。ま
た、プラズマ溶射技術によって付着(deposition)させた
比較的厚い皮膜では大きいクラック（亀裂）が形成され
ることがある。このようなタイプのクラックを重研磨作
業によって除去するのは不可能なことが多い。ピットや
付着に関連する大きなクラックは許容できないことが多
い。というのは、これらは熱ガス乱流を増大させ、その
ため熱伝達を増大させると共にベース金属の熱保護が低
下するからである。
有効であることが多く、他のいくつかの作業の場合ほど
には表面を損傷する傾向がない。しかし、重研磨（これ
は「研削」と考えることができよう）はやはり皮膜表面
の不均一な平滑化又は摩耗に至ることがある。さらに、
空気プラズマで設けたジルコニアを主材とするＴＢＣの
ようなある種のタイプの皮膜の研磨でも表面にピット
（すなわちプルアウト）が生じることがあり得る。ま
た、プラズマ溶射技術によって付着(deposition)させた
比較的厚い皮膜では大きいクラック（亀裂）が形成され
ることがある。このようなタイプのクラックを重研磨作
業によって除去するのは不可能なことが多い。ピットや
付着に関連する大きなクラックは許容できないことが多
い。というのは、これらは熱ガス乱流を増大させ、その
ため熱伝達を増大させると共にベース金属の熱保護が低
下するからである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】したがって、ＴＢＣの
ような保護皮膜の表面を平滑化する新しい方法が業界で
歓迎されるであろうことは明らかである。そのような方
法は、空力用途に適した程度に表面を平滑化する一方保
護皮膜の有益な特徴はすべて維持しなければならない。
またそのような方法が保護皮膜の厚さを制御する役目も
果たせば望ましいことがあろう。さらに、そのような方
法は基体に断熱皮膜を設けることと充分に適合するもの
でなければならず、しかも全体としての製造作業に過大
な費用や時間を付加してはならない。
ような保護皮膜の表面を平滑化する新しい方法が業界で
歓迎されるであろうことは明らかである。そのような方
法は、空力用途に適した程度に表面を平滑化する一方保
護皮膜の有益な特徴はすべて維持しなければならない。
またそのような方法が保護皮膜の厚さを制御する役目も
果たせば望ましいことがあろう。さらに、そのような方
法は基体に断熱皮膜を設けることと充分に適合するもの
でなければならず、しかも全体としての製造作業に過大
な費用や時間を付加してはならない。
【０００９】
【課題を解決するための手段】従来技術のニーズに答え
て、粗度を示す（粗面を有する）セラミックを主材とす
る保護皮膜の表面を平滑化する新しい方法が発見され
た。この方法は、（ａ）少なくとも１つのセラミックを
主材とするスラリー又はゲルのコーティング（皮膜）を
保護皮膜の表面上に設け、（ｂ）スラリー／ゲル皮膜か
ら実質的にすべての揮発性物質を除去するのに充分な温
度・時間条件下でスラリー／ゲル皮膜を加熱し、次い
で、（ｃ）スラリー／ゲル皮膜を硬化させると共に保護
皮膜に結合させるのに充分な温度・時間条件下でスラリ
ー／ゲル皮膜をさらに加熱するステップを含んでいる。
（「スラリー／ゲル」皮膜という用語については以下で
説明する。） 保護皮膜上に設けられる皮膜は、ジルコニアのような耐
火性充填材（例えばイットリアで安定化したジルコニ
ア）を含むスラリーであることが多い。この皮膜組成物
は、さらに、皮膜を硬化した後に酸化物マトリックスに
変換される化学的前駆体も含む。本発明において前駆体
から得られる好ましい酸化物マトリックスはアルミナ、
アルミノケイ酸塩、酸化カルシウム、及び酸化マグネシ
ウムである。
て、粗度を示す（粗面を有する）セラミックを主材とす
る保護皮膜の表面を平滑化する新しい方法が発見され
た。この方法は、（ａ）少なくとも１つのセラミックを
主材とするスラリー又はゲルのコーティング（皮膜）を
保護皮膜の表面上に設け、（ｂ）スラリー／ゲル皮膜か
ら実質的にすべての揮発性物質を除去するのに充分な温
度・時間条件下でスラリー／ゲル皮膜を加熱し、次い
で、（ｃ）スラリー／ゲル皮膜を硬化させると共に保護
皮膜に結合させるのに充分な温度・時間条件下でスラリ
ー／ゲル皮膜をさらに加熱するステップを含んでいる。
（「スラリー／ゲル」皮膜という用語については以下で
説明する。） 保護皮膜上に設けられる皮膜は、ジルコニアのような耐
火性充填材（例えばイットリアで安定化したジルコニ
ア）を含むスラリーであることが多い。この皮膜組成物
は、さらに、皮膜を硬化した後に酸化物マトリックスに
変換される化学的前駆体も含む。本発明において前駆体
から得られる好ましい酸化物マトリックスはアルミナ、
アルミノケイ酸塩、酸化カルシウム、及び酸化マグネシ
ウムである。
【００１０】いくつかの好ましい実施形態では、スラリ
ー／ゲル皮膜を複数の層として設ける。例えば、いろい
ろな量の耐火性充填材（例えば０〜約５０％のジルコニ
ア球）と酸化物マトリックス前駆体とを含有し得るスラ
リーベース組成物を最初に保護皮膜上に設けた後、この
ベース組成物から揮発性物質を除去する。その後、ベー
ス層の上にマトリックス前駆体を含有する１つ以上のス
ラリートップコートを設けることができる。ここで、少
なくとも１つのトップコートが耐火性充填材を含む。
ー／ゲル皮膜を複数の層として設ける。例えば、いろい
ろな量の耐火性充填材（例えば０〜約５０％のジルコニ
ア球）と酸化物マトリックス前駆体とを含有し得るスラ
リーベース組成物を最初に保護皮膜上に設けた後、この
ベース組成物から揮発性物質を除去する。その後、ベー
ス層の上にマトリックス前駆体を含有する１つ以上のス
ラリートップコートを設けることができる。ここで、少
なくとも１つのトップコートが耐火性充填材を含む。
【００１１】通常、各トップコートを設けた後に熱処理
してその中の揮発性物質のすべて又はほとんどを除去す
る。いくつかの好ましい実施形態では、通常ベース組成
物と類似の「仕上げコート」を最後のトップコート上に
設ける。次いで、最終の皮膜系（本明細書では時として
「オーバーコート」ということがある）を、オーバーコ
ートを硬化させると共にそのオーバーコートを下にある
保護皮膜に結合させるのに充分な温度で熱処理する。
してその中の揮発性物質のすべて又はほとんどを除去す
る。いくつかの好ましい実施形態では、通常ベース組成
物と類似の「仕上げコート」を最後のトップコート上に
設ける。次いで、最終の皮膜系（本明細書では時として
「オーバーコート」ということがある）を、オーバーコ
ートを硬化させると共にそのオーバーコートを下にある
保護皮膜に結合させるのに充分な温度で熱処理する。
【００１２】多くの好ましい実施形態では、スラリー／
ゲルに由来する皮膜を硬化させた後微細研削又は研磨に
よってさらに平滑化する。研磨又は微細研削はまた、１
つ以上のトップコートを設けた後及び／又は任意の仕上
げコートを付着させた後（すなわち、硬化の前及び／又
は後）に行うこともできよう。
ゲルに由来する皮膜を硬化させた後微細研削又は研磨に
よってさらに平滑化する。研磨又は微細研削はまた、１
つ以上のトップコートを設けた後及び／又は任意の仕上
げコートを付着させた後（すなわち、硬化の前及び／又
は後）に行うこともできよう。
【００１３】本発明はさまざまな状況で使用することが
できる。例えば、設けたまま、例えば空気プラズマ溶射
したままのＴＢＣのように極めて粗い保護皮膜表面を平
滑化するのに用いることができる。また、時として保護
皮膜表面に形成されることがあるクラックやピン（又は
あらゆるタイプの凹み又は谷）に充填するのにも使用す
ることができる。個々の応用に関係なく、本発明プロセ
スの最終結果は、普通は約７ミクロン未満、好ましくは
約３ミクロン未満の表面粗度（Ｒａ）を有する保護皮膜
である。
できる。例えば、設けたまま、例えば空気プラズマ溶射
したままのＴＢＣのように極めて粗い保護皮膜表面を平
滑化するのに用いることができる。また、時として保護
皮膜表面に形成されることがあるクラックやピン（又は
あらゆるタイプの凹み又は谷）に充填するのにも使用す
ることができる。個々の応用に関係なく、本発明プロセ
スの最終結果は、普通は約７ミクロン未満、好ましくは
約３ミクロン未満の表面粗度（Ｒａ）を有する保護皮膜
である。
【００１４】比較的滑らかな表面はＴＢＣのような皮膜
中への熱伝達の量を低減することによりその皮膜をより
高温の雰囲気で使用することが可能になって有益であ
る。改質した表面はまた空力損失も低減する。タービン
の部品である基体の場合空気力学的強化の結果タービン
の効率が高くなる。
中への熱伝達の量を低減することによりその皮膜をより
高温の雰囲気で使用することが可能になって有益であ
る。改質した表面はまた空力損失も低減する。タービン
の部品である基体の場合空気力学的強化の結果タービン
の効率が高くなる。
【００１５】また、本発明のプロセスを用いて保護皮膜
の厚さ全体にわたるより良好な制御を提供することもで
きる。例えば、制御できなくて皮膜を「摩耗」しその厚
さを減少させることがある慣用の研削作業は本発明によ
って回避又は最小限にすることができる。
の厚さ全体にわたるより良好な制御を提供することもで
きる。例えば、制御できなくて皮膜を「摩耗」しその厚
さを減少させることがある慣用の研削作業は本発明によ
って回避又は最小限にすることができる。
【００１６】以下に述べるように、本発明の別の実施形
態は、（Ｉ）超合金のように金属を主材とする基体と、
（II）基体の上に設けられた保護皮膜、例えばジルコニ
アを主材とするＴＢＣと、（III）保護皮膜の表面上の
硬化したセラミックを主材とするスラリー／ゲルオーバ
ーコートとを含む物品に関する。
態は、（Ｉ）超合金のように金属を主材とする基体と、
（II）基体の上に設けられた保護皮膜、例えばジルコニ
アを主材とするＴＢＣと、（III）保護皮膜の表面上の
硬化したセラミックを主材とするスラリー／ゲルオーバ
ーコートとを含む物品に関する。
【００１７】本発明のさまざまな実施形態に関する他の
詳細は以下に述べる。
詳細は以下に述べる。
【００１８】
【発明の実施の形態】本明細書に記載するプロセスはい
かなるセラミックを主材とする保護皮膜の表面も平滑化
するのに使用することができる。極めて多くの場合、こ
の皮膜は上述のような断熱皮膜である。断熱皮膜として
は多くの材料を用いることができるが、ジルコニアを主
材とすることが多い。通常、ジルコニアは、酸化イット
リウム（イットリア）、酸化カルシウム、酸化マグネシ
ウム、酸化セリウム、酸化スカンジウム、又はこのよう
な物質の混合物のような物質と組み合わせることによっ
て化学的に安定化される。ひとつの特定の例では、ジル
コニアを（合わせた全体の重量を基準にして）約１〜約
２０重量％のイットリア、好ましくは約３〜１０％のイ
ットリアとブレンドすることができる。
かなるセラミックを主材とする保護皮膜の表面も平滑化
するのに使用することができる。極めて多くの場合、こ
の皮膜は上述のような断熱皮膜である。断熱皮膜として
は多くの材料を用いることができるが、ジルコニアを主
材とすることが多い。通常、ジルコニアは、酸化イット
リウム（イットリア）、酸化カルシウム、酸化マグネシ
ウム、酸化セリウム、酸化スカンジウム、又はこのよう
な物質の混合物のような物質と組み合わせることによっ
て化学的に安定化される。ひとつの特定の例では、ジル
コニアを（合わせた全体の重量を基準にして）約１〜約
２０重量％のイットリア、好ましくは約３〜１０％のイ
ットリアとブレンドすることができる。
【００１９】断熱皮膜はプラズマ溶射法によって基体に
設けることが多い。プラズマ溶射は業界でよく知られて
いる。例えば、カーク−オスマーの化学技術全書(Kirk-
Othmer Encyclopedia of Chemical Technology)第３版
第１５巻第２５５頁及びそこに挙げられている参照文献
を参照されたい。米国特許第５３３２５９８号、同第５
０４７６１２号（サブカー(Savkar)及びリルキスト(Lil
lquist)）及び同第４７４１２８６号はプラズマ溶射
（例えばＡＰＳ）のさまざまな局面に関して指針とな
り、援用によりその開示内容が本明細書に含まれている
ものとする。（ＴＢＣを付着させた後に高温熱処理すな
わち「焼成」をすることが多い。）すでに述べたよう
に、ＴＢＣのプラズマ溶射、特に空気プラズマ溶射では
かなり粗い表面組織が得られる。溶射したままの状態で
の粗度は約８ミクロンを超えることが多く、時には約１
２ミクロンを超える。
設けることが多い。プラズマ溶射は業界でよく知られて
いる。例えば、カーク−オスマーの化学技術全書(Kirk-
Othmer Encyclopedia of Chemical Technology)第３版
第１５巻第２５５頁及びそこに挙げられている参照文献
を参照されたい。米国特許第５３３２５９８号、同第５
０４７６１２号（サブカー(Savkar)及びリルキスト(Lil
lquist)）及び同第４７４１２８６号はプラズマ溶射
（例えばＡＰＳ）のさまざまな局面に関して指針とな
り、援用によりその開示内容が本明細書に含まれている
ものとする。（ＴＢＣを付着させた後に高温熱処理すな
わち「焼成」をすることが多い。）すでに述べたよう
に、ＴＢＣのプラズマ溶射、特に空気プラズマ溶射では
かなり粗い表面組織が得られる。溶射したままの状態で
の粗度は約８ミクロンを超えることが多く、時には約１
２ミクロンを超える。
【００２０】セラミックを主材とする保護皮膜の表面を
平滑化するのに用いる皮膜又は「オーバーコート」はス
ラリー又はゲルの形態とすることができる。これらの用
語の各々の意味は出所の文献によって異なることがあ
る。一般に、スラリーは液体中に固体粒子が懸濁した懸
濁液である。また、一般にゲルは、例えば１９９０年ア
カデミック・プレス社(Academic Press, Inc.)発行のブ
リンカー(C.J. Brinker)ら著「ゾル−ゲル科学(Sol-Gel
Science)」（その開示内容は援用により本明細書に含
まれているものとする）に記載されているように、連続
した液体相を包囲する連続した固体骨格を含有する物質
と考えることができる。（いくつかの特定のタイプのゲ
ルはコロイドといわれることがあるが、これは１９８１
年ファン・ノストランド・ラインホルト社(Van Nostran
d Einhold Company Inc.)発行のホーリー(B. Hawley)著
「縮刷化学辞典(The Condensed Chemical Dictionar
y)」第１０版（その開示内容も援用により本明細書に含
まれているものとする）に記載されているように相同士
が一緒になって粘稠なゼリー様生成物を形成しているも
のである。）簡単にするため、本明細書中以下では、個
々の用語を取り上げない限り、皮膜を指して「スラリー
／ゲル」皮膜という。下にある保護皮膜がＴＢＣである
場合、スラリー／ゲル皮膜は耐火性材料で形成するのが
好ましい。
平滑化するのに用いる皮膜又は「オーバーコート」はス
ラリー又はゲルの形態とすることができる。これらの用
語の各々の意味は出所の文献によって異なることがあ
る。一般に、スラリーは液体中に固体粒子が懸濁した懸
濁液である。また、一般にゲルは、例えば１９９０年ア
カデミック・プレス社(Academic Press, Inc.)発行のブ
リンカー(C.J. Brinker)ら著「ゾル−ゲル科学(Sol-Gel
Science)」（その開示内容は援用により本明細書に含
まれているものとする）に記載されているように、連続
した液体相を包囲する連続した固体骨格を含有する物質
と考えることができる。（いくつかの特定のタイプのゲ
ルはコロイドといわれることがあるが、これは１９８１
年ファン・ノストランド・ラインホルト社(Van Nostran
d Einhold Company Inc.)発行のホーリー(B. Hawley)著
「縮刷化学辞典(The Condensed Chemical Dictionar
y)」第１０版（その開示内容も援用により本明細書に含
まれているものとする）に記載されているように相同士
が一緒になって粘稠なゼリー様生成物を形成しているも
のである。）簡単にするため、本明細書中以下では、個
々の用語を取り上げない限り、皮膜を指して「スラリー
／ゲル」皮膜という。下にある保護皮膜がＴＢＣである
場合、スラリー／ゲル皮膜は耐火性材料で形成するのが
好ましい。
【００２１】本発明では各種タイプのスラリー皮膜を使
用することができる。それらのほとんどは、ジルコニ
ア、アルミナ、ムライト又は酸化マグネシウムのような
耐火性充填材を含んでいる。ジルコニアを含有するさま
ざまなスラリー皮膜がサンギータ(D. Sangeeta)らの米
国特許第５７５９９３２号（その開示内容は援用により
本明細書に含まれているものとする）に記載されてい
る。本明細書で「ジルコニア」とは、少量の他の物質と
ブレンドされた混合物も含めて意味している。好ましい
実施形態の場合、ジルコニアは、ジルコニアを主材とす
る断熱皮膜に関連して上述したように化学的に安定化さ
れている。
用することができる。それらのほとんどは、ジルコニ
ア、アルミナ、ムライト又は酸化マグネシウムのような
耐火性充填材を含んでいる。ジルコニアを含有するさま
ざまなスラリー皮膜がサンギータ(D. Sangeeta)らの米
国特許第５７５９９３２号（その開示内容は援用により
本明細書に含まれているものとする）に記載されてい
る。本明細書で「ジルコニア」とは、少量の他の物質と
ブレンドされた混合物も含めて意味している。好ましい
実施形態の場合、ジルコニアは、ジルコニアを主材とす
る断熱皮膜に関連して上述したように化学的に安定化さ
れている。
【００２２】各種形態のジルコニアを用いることができ
る。いくつかの実施形態の場合、ジルコニアは球の形態
であり、これは例えばサルザー−メトコ社(Sulzer-METC
O, Inc.)から市販されている。このような球を製造する
方法も業界で公知であり、例えば米国特許第４４５０１
８４号（その開示内容は援用により本明細書に含まれて
いるものとする）及び前記米国特許第５７５９９３２号
に記載されている。通常、実質的にすべての球が約５〜
約４００ミクロンの大きさをもっている。中空のジルコ
ニア球と実質的に中実のジルコニア球との混合物も可能
である。時には、ジルコニア球の少なくとも約２０％が
中空である。
る。いくつかの実施形態の場合、ジルコニアは球の形態
であり、これは例えばサルザー−メトコ社(Sulzer-METC
O, Inc.)から市販されている。このような球を製造する
方法も業界で公知であり、例えば米国特許第４４５０１
８４号（その開示内容は援用により本明細書に含まれて
いるものとする）及び前記米国特許第５７５９９３２号
に記載されている。通常、実質的にすべての球が約５〜
約４００ミクロンの大きさをもっている。中空のジルコ
ニア球と実質的に中実のジルコニア球との混合物も可能
である。時には、ジルコニア球の少なくとも約２０％が
中空である。
【００２３】スラリー／ゲル皮膜を（後述のように）硬
化させると、耐火性充填材、例えばジルコニアは通常多
孔質の酸化物マトリックス内に含有されることになる。
この酸化物マトリックスの特性はそのマトリックスを形
成するのに用いた前駆体による。適切な前駆体は、保護
皮膜の露出表面にスラリーを容易に適用することができ
るようなものである。もちろん前駆体は他のスラリー成
分と適合性でなければならない。さらに、前駆体は、硬
化、焼成その他の加工作業の間、例えば一種の接着剤又
はにかわとして耐火性充填材（例えばジルコニアの球又
は粒子）を正規の位置に保持することができるマトリッ
クスにならなければならない。マトリックス自体は、本
発明のほとんどの応用に対して少なくとも約８５０℃の
融点をもっていなければならない。時には、マトリック
スの融点は、オーバーコートをより厳しい環境で用いよ
うとする場合、例えばタービンエンジン部品を保護する
ＴＢＣに設けようとする場合、少なくとも約１１００℃
でなければならない。
化させると、耐火性充填材、例えばジルコニアは通常多
孔質の酸化物マトリックス内に含有されることになる。
この酸化物マトリックスの特性はそのマトリックスを形
成するのに用いた前駆体による。適切な前駆体は、保護
皮膜の露出表面にスラリーを容易に適用することができ
るようなものである。もちろん前駆体は他のスラリー成
分と適合性でなければならない。さらに、前駆体は、硬
化、焼成その他の加工作業の間、例えば一種の接着剤又
はにかわとして耐火性充填材（例えばジルコニアの球又
は粒子）を正規の位置に保持することができるマトリッ
クスにならなければならない。マトリックス自体は、本
発明のほとんどの応用に対して少なくとも約８５０℃の
融点をもっていなければならない。時には、マトリック
スの融点は、オーバーコートをより厳しい環境で用いよ
うとする場合、例えばタービンエンジン部品を保護する
ＴＢＣに設けようとする場合、少なくとも約１１００℃
でなければならない。
【００２４】酸化物マトリックスの前駆体（及びスラリ
ーの他の成分）の選択は、部分的に、硬化し焼成した皮
膜の熱膨張係数を保護皮膜の熱膨張係数にできるだけ近
づけようとする希望によって決まることがある。一般
に、酸化物マトリックスの熱膨張係数は約２×１０-6ｃ
ｍ／ｃｍ℃より大きく、好ましくは約４×１０-6ｃｍ／
ｃｍ℃より大きいことが多い。しかし、この値は常に臨
界的なものではない。耐火性充填材の熱膨張係数及び硬
化した保護皮膜自体の微細組織（例えばその多孔度）が
マトリックスの低めの熱膨張係数を補うことが多い。
ーの他の成分）の選択は、部分的に、硬化し焼成した皮
膜の熱膨張係数を保護皮膜の熱膨張係数にできるだけ近
づけようとする希望によって決まることがある。一般
に、酸化物マトリックスの熱膨張係数は約２×１０-6ｃ
ｍ／ｃｍ℃より大きく、好ましくは約４×１０-6ｃｍ／
ｃｍ℃より大きいことが多い。しかし、この値は常に臨
界的なものではない。耐火性充填材の熱膨張係数及び硬
化した保護皮膜自体の微細組織（例えばその多孔度）が
マトリックスの低めの熱膨張係数を補うことが多い。
【００２５】酸化物マトリックスのすべて又は少なくと
も一部を構成する酸化物は、通常、酸化アルミニウム
（アルミナ）、アルミノケイ酸塩、酸化カルシウム、酸
化マグネシウム、酸化バリウム、二酸化ケイ素（シリ
カ）、二酸化チタン、二酸化ジルコニウム、酸化イット
リウム、及びこれらの物質の混合物から形成される化合
物より成る群の中から選択される。この群の中に入る好
ましい酸化物はアルミナ、アルミノケイ酸塩、酸化カル
シウム、酸化マグネシウム、及びこれら酸化物の混合物
である。これらはすべて市販されており、酸化物の前駆
体も業界でよく知られている。
も一部を構成する酸化物は、通常、酸化アルミニウム
（アルミナ）、アルミノケイ酸塩、酸化カルシウム、酸
化マグネシウム、酸化バリウム、二酸化ケイ素（シリ
カ）、二酸化チタン、二酸化ジルコニウム、酸化イット
リウム、及びこれらの物質の混合物から形成される化合
物より成る群の中から選択される。この群の中に入る好
ましい酸化物はアルミナ、アルミノケイ酸塩、酸化カル
シウム、酸化マグネシウム、及びこれら酸化物の混合物
である。これらはすべて市販されており、酸化物の前駆
体も業界でよく知られている。
【００２６】時には、焼成した皮膜の凝集力が維持され
る限りにおいて、スラリーのマトリックス部分が組成物
のできるだけ小さい部分を構成するのが望ましいことが
ある。例えば、いくつかの実施形態ではマトリックスが
皮膜の全体積の約５０体積％以下である。
る限りにおいて、スラリーのマトリックス部分が組成物
のできるだけ小さい部分を構成するのが望ましいことが
ある。例えば、いくつかの実施形態ではマトリックスが
皮膜の全体積の約５０体積％以下である。
【００２７】いくつかの特に好ましい実施形態では酸化
物がアルミノケイ酸塩タイプの物質である。このような
物質は天然に見出されるか、又はさまざまな技術によっ
て得ることができる。例えば、アルミノケイ酸塩の１つ
の形態はムライトといわれ、カイアナイトやシリマナイ
トのような他のケイ酸アルミニウムを加熱することによ
って得ることができる。他の形態は、例えばフッ化アル
ミニウム、シリカ及び水蒸気を高温に加熱することによ
って合成的に誘導することができる。本発明で使用する
アルミノケイ酸塩はスラリーの全調製物の一部として形
成されることが多い。
物がアルミノケイ酸塩タイプの物質である。このような
物質は天然に見出されるか、又はさまざまな技術によっ
て得ることができる。例えば、アルミノケイ酸塩の１つ
の形態はムライトといわれ、カイアナイトやシリマナイ
トのような他のケイ酸アルミニウムを加熱することによ
って得ることができる。他の形態は、例えばフッ化アル
ミニウム、シリカ及び水蒸気を高温に加熱することによ
って合成的に誘導することができる。本発明で使用する
アルミノケイ酸塩はスラリーの全調製物の一部として形
成されることが多い。
【００２８】アルミノケイ酸塩中に使用するシリカはさ
まざまな起源から誘導され得る。いくつかの実施形態で
は遊離のシリカを使用することができよう。しかし、得
られるスラリー組成物の適当なレオロジー（例えばスラ
リー噴霧その他各種の塗装技術に合う適当な粘度）を確
保するために結合材型の物質を遊離のシリカと組み合わ
せて使用しなければならないことがある。
まざまな起源から誘導され得る。いくつかの実施形態で
は遊離のシリカを使用することができよう。しかし、得
られるスラリー組成物の適当なレオロジー（例えばスラ
リー噴霧その他各種の塗装技術に合う適当な粘度）を確
保するために結合材型の物質を遊離のシリカと組み合わ
せて使用しなければならないことがある。
【００２９】好ましい実施形態の場合シリカはシロキサ
ン材料から誘導される。適切なシリカ源の非限定例は、
さまざまな末端停止官能基（例えば、ヒドロキシ、アミ
ン、ビニル、アルコキシ、ハロゲンなど）を有するポリ
アルキルシロキサン、及び各種シリコーンエマルション
である。比較的高いチャー収率を有するシリコーン樹
脂、例えば焼成したときに少なくとも約６５％のシリ
カ、好ましくは少なくとも約８０％のシリカを生じるも
のが特に適している。適切なシリコーン樹脂の工業用の
一例はゼネラル・エレクトリック社(General Electric
Company)から入手できるＳＲ−３５０である。この材料
はケイ素−酸素骨格を有する乾燥シリコーン結合材であ
り、約９００℃に加熱したときにその重量の約８０％を
保持する。一般に、シリコーン樹脂はセラミックスラリ
ー組成物中で結合材としても機能する。
ン材料から誘導される。適切なシリカ源の非限定例は、
さまざまな末端停止官能基（例えば、ヒドロキシ、アミ
ン、ビニル、アルコキシ、ハロゲンなど）を有するポリ
アルキルシロキサン、及び各種シリコーンエマルション
である。比較的高いチャー収率を有するシリコーン樹
脂、例えば焼成したときに少なくとも約６５％のシリ
カ、好ましくは少なくとも約８０％のシリカを生じるも
のが特に適している。適切なシリコーン樹脂の工業用の
一例はゼネラル・エレクトリック社(General Electric
Company)から入手できるＳＲ−３５０である。この材料
はケイ素−酸素骨格を有する乾燥シリコーン結合材であ
り、約９００℃に加熱したときにその重量の約８０％を
保持する。一般に、シリコーン樹脂はセラミックスラリ
ー組成物中で結合材としても機能する。
【００３０】硬化した酸化物マトリックスがアルミナと
シリカから誘導されたアルミノケイ酸塩化合物からなる
場合、シリカとアルミナのモル比は通常約３０：７０〜
約４５：５５の範囲であり、好ましくは約３５：６５〜
約４０：６０の範囲である。実際上、個々の比は、保護
皮膜の熱膨張率、熱伝導率及び熱安定性（例えば融点）
の要件のようなさまざまな要因に応じて選択する。本発
明のいくつかの実施形態の場合、この比はムライトの化
学量論比３Ａｌ2Ｏ3・２ＳｉＯ2にできるだけ近くす
る。
シリカから誘導されたアルミノケイ酸塩化合物からなる
場合、シリカとアルミナのモル比は通常約３０：７０〜
約４５：５５の範囲であり、好ましくは約３５：６５〜
約４０：６０の範囲である。実際上、個々の比は、保護
皮膜の熱膨張率、熱伝導率及び熱安定性（例えば融点）
の要件のようなさまざまな要因に応じて選択する。本発
明のいくつかの実施形態の場合、この比はムライトの化
学量論比３Ａｌ2Ｏ3・２ＳｉＯ2にできるだけ近くす
る。
【００３１】また、アルミノケイ酸塩又はその他の形態
の酸化物を主材とするマトリックスはゾル−ゲルプロセ
スによって調製することができよう。このようなタイプ
のプロセスは業界で公知であり、さまざまな文献に記載
されている。ゲルの調製と用途に関する一般的な論述と
して以下にさらに詳細に述べる。
の酸化物を主材とするマトリックスはゾル−ゲルプロセ
スによって調製することができよう。このようなタイプ
のプロセスは業界で公知であり、さまざまな文献に記載
されている。ゲルの調製と用途に関する一般的な論述と
して以下にさらに詳細に述べる。
【００３２】スラリー組成物は通常液体の担体を含んで
いる。例えば米国特許第５７５９９３２号に記載されて
いるようにさまざまな担体を本発明に使用することがで
きる。非限定例としては、水、エタノールのような低級
アルコール（すなわち、主鎖中に１〜４個の炭素原子を
有するもの）、テトラクロロメタンのようなハロゲン化
炭化水素溶媒、及びこれらの物質の相溶性混合物があ
る。使用する担体の選択は、すでに述べたものも含めて
さまざまな要因に依存し、例えば、以降の加工処理中に
必要とされる蒸発速度、その担体がスラリー皮膜の保護
皮膜への接着性に対して及ぼす影響、その担体に対する
添加剤その他の成分の溶解性、その担体に対する粉末の
「分散性」、スラリー組成物のレオロジーを改質するよ
うにその担体が基体を濡らす能力、ならびに取扱要件、
コスト、入手容易性及び環境／安全性問題などに依存す
る。当業者はこれらの要因を考慮して最も適した担体を
選択することができる。
いる。例えば米国特許第５７５９９３２号に記載されて
いるようにさまざまな担体を本発明に使用することがで
きる。非限定例としては、水、エタノールのような低級
アルコール（すなわち、主鎖中に１〜４個の炭素原子を
有するもの）、テトラクロロメタンのようなハロゲン化
炭化水素溶媒、及びこれらの物質の相溶性混合物があ
る。使用する担体の選択は、すでに述べたものも含めて
さまざまな要因に依存し、例えば、以降の加工処理中に
必要とされる蒸発速度、その担体がスラリー皮膜の保護
皮膜への接着性に対して及ぼす影響、その担体に対する
添加剤その他の成分の溶解性、その担体に対する粉末の
「分散性」、スラリー組成物のレオロジーを改質するよ
うにその担体が基体を濡らす能力、ならびに取扱要件、
コスト、入手容易性及び環境／安全性問題などに依存す
る。当業者はこれらの要因を考慮して最も適した担体を
選択することができる。
【００３３】スラリーの「流動性」及びその保護皮膜表
面への接着性を高めるのに有用であるため、その使用に
関する環境問題が適切に解決することができるのであれ
ば、テトラクロロメタンのような塩素化溶媒が好ましい
ことが多い。その他の場合は水又はエタノールやイソプ
ロパノールのようなアルコールが好ましい担体である。
面への接着性を高めるのに有用であるため、その使用に
関する環境問題が適切に解決することができるのであれ
ば、テトラクロロメタンのような塩素化溶媒が好ましい
ことが多い。その他の場合は水又はエタノールやイソプ
ロパノールのようなアルコールが好ましい担体である。
【００３４】通常、液体担体の使用量はスラリーの固体
成分を懸濁状態に保つのに充分な最小量である。保護皮
膜に組成物を適用するのに使用する技術に応じて、それ
より多い量を使用してスラリー組成物の粘度を調整する
ことができる。一般に、液体担体はスラリー組成物全体
の約３０〜約７０重量％を構成する。皮膜に適用する前
に追加の量の液体担体を使用してスラリー粘度を調整し
てもよい。
成分を懸濁状態に保つのに充分な最小量である。保護皮
膜に組成物を適用するのに使用する技術に応じて、それ
より多い量を使用してスラリー組成物の粘度を調整する
ことができる。一般に、液体担体はスラリー組成物全体
の約３０〜約７０重量％を構成する。皮膜に適用する前
に追加の量の液体担体を使用してスラリー粘度を調整し
てもよい。
【００３５】スラリー皮膜組成物中には各種の他の成分
を使用することができる。それらのほとんどは化学的加
工処理及びセラミック加工処理の分野で周知である。一
例として、多くがカーク−オスマーの化学技術全書(Kir
k-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology)第４
版第５巻第６１０〜６１３頁に記載されている。例とし
ては、増粘剤、分散剤（スラリー中のフロックを壊
す）、脱凝集剤、沈降防止剤、結合材、可塑剤、緩和剤
(emollient)、滑剤、界面活性剤及び消泡剤がある。一
般に、滑剤、増粘剤又は緩和剤は各々、スラリー組成物
の重量に対して、約０．０１〜約１０重量％、好ましく
は約０．１〜約２．０重量％のレベルで使用できる。当
業者は、無用な努力をするまでもなく、その他の添加剤
の最も効果的なレベルを決定することができる。
を使用することができる。それらのほとんどは化学的加
工処理及びセラミック加工処理の分野で周知である。一
例として、多くがカーク−オスマーの化学技術全書(Kir
k-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology)第４
版第５巻第６１０〜６１３頁に記載されている。例とし
ては、増粘剤、分散剤（スラリー中のフロックを壊
す）、脱凝集剤、沈降防止剤、結合材、可塑剤、緩和剤
(emollient)、滑剤、界面活性剤及び消泡剤がある。一
般に、滑剤、増粘剤又は緩和剤は各々、スラリー組成物
の重量に対して、約０．０１〜約１０重量％、好ましく
は約０．１〜約２．０重量％のレベルで使用できる。当
業者は、無用な努力をするまでもなく、その他の添加剤
の最も効果的なレベルを決定することができる。
【００３６】本発明で使用するスラリー組成物は米国特
許第５７５９９３２号に記載されているようにさまざま
な技術によって調製することができる。例えば、酸化物
マトリックスがシリカとアルミナを主材とする場合、最
初にシリカ源を液体担体の一部と混合するのが望ましい
ことが多い。グリコールを主とする物質の１つのような
緩和剤をこのプリミックスに加えることが多い。この技
術は特にシリカの起源がシリコーン樹脂である場合に有
効である。次に、プリミックスを慣用の技術、例えば塗
料ミキサー、ボールミル又は超音波攪拌によって、成分
が均一に分配されるようになるまで混合する。混合時間
は約０．１〜約０．５ｋｇの重量のプリミックスで通常
約５〜約３０分である。
許第５７５９９３２号に記載されているようにさまざま
な技術によって調製することができる。例えば、酸化物
マトリックスがシリカとアルミナを主材とする場合、最
初にシリカ源を液体担体の一部と混合するのが望ましい
ことが多い。グリコールを主とする物質の１つのような
緩和剤をこのプリミックスに加えることが多い。この技
術は特にシリカの起源がシリコーン樹脂である場合に有
効である。次に、プリミックスを慣用の技術、例えば塗
料ミキサー、ボールミル又は超音波攪拌によって、成分
が均一に分配されるようになるまで混合する。混合時間
は約０．１〜約０．５ｋｇの重量のプリミックスで通常
約５〜約３０分である。
【００３７】次に、酸化物マトリックス前駆体材料と耐
火性充填材（例えばジルコニア）の一部をプリミックス
に加える。通常、オーバーコート中に使用する耐火性充
填材の合計量の約０〜約６５％をこの二次混合物（本明
細書中では「スラリーＡ」ということがある）に加え
る。この量は、耐火性充填材が混合物中に配合されるの
に必要な時間のようなさまざまな要因に基づいて調節す
ることができる。その後、この二次混合物を充分に混合
する。（耐火性充填材としてジルコニア球を用いる場
合、超音波攪拌が好ましいことが多い。中空の球の破壊
が低下するからである。）このステップでも粉砕媒体を
用いることがある。
火性充填材（例えばジルコニア）の一部をプリミックス
に加える。通常、オーバーコート中に使用する耐火性充
填材の合計量の約０〜約６５％をこの二次混合物（本明
細書中では「スラリーＡ」ということがある）に加え
る。この量は、耐火性充填材が混合物中に配合されるの
に必要な時間のようなさまざまな要因に基づいて調節す
ることができる。その後、この二次混合物を充分に混合
する。（耐火性充填材としてジルコニア球を用いる場
合、超音波攪拌が好ましいことが多い。中空の球の破壊
が低下するからである。）このステップでも粉砕媒体を
用いることがある。
【００３８】次いで、二次混合物すなわちスラリーＡを
残りの耐火性充填材及び残りの液体担体ならびに使用す
るその他の添加剤すべてと一緒にする。得られた混合物
（本明細書中では「スラリーＢ」ということがある）を
充分にブレンドする。ここでも粉砕媒体及び／又は超音
波攪拌を用いることがある。
残りの耐火性充填材及び残りの液体担体ならびに使用す
るその他の添加剤すべてと一緒にする。得られた混合物
（本明細書中では「スラリーＢ」ということがある）を
充分にブレンドする。ここでも粉砕媒体及び／又は超音
波攪拌を用いることがある。
【００３９】このように、本発明のいくつかの好ましい
実施形態では、皮膜組成物が２つの部分からなるものと
理解されたい。第一の部分はスラリーＡであり、これは
液体担体の一部、シリカ源、酸化物マトリックス及びス
ラリーＡ全体の重量を基準にして約０〜約４０重量％の
耐火性充填材からなる。第二の部分はスラリーＢであ
り、これはスラリーＡと共に液体担体の残りの部分及び
追加量の耐火性充填材を含む。スラリー組成物全体中の
耐火性充填材の総量については後述する。また同様に後
述するように、スラリーＡとスラリーＢの部分は、複数
の層として保護皮膜表面に適用して最終的にオーバーコ
ートを形成することができる。
実施形態では、皮膜組成物が２つの部分からなるものと
理解されたい。第一の部分はスラリーＡであり、これは
液体担体の一部、シリカ源、酸化物マトリックス及びス
ラリーＡ全体の重量を基準にして約０〜約４０重量％の
耐火性充填材からなる。第二の部分はスラリーＢであ
り、これはスラリーＡと共に液体担体の残りの部分及び
追加量の耐火性充填材を含む。スラリー組成物全体中の
耐火性充填材の総量については後述する。また同様に後
述するように、スラリーＡとスラリーＢの部分は、複数
の層として保護皮膜表面に適用して最終的にオーバーコ
ートを形成することができる。
【００４０】本発明に基づくスラリー皮膜は業界で公知
の各種技術によって保護皮膜表面に設けることができ
る。（例えば、カーク−オスマーの化学技術全書(Kirk-
OthmerEncyclopedia of Chemical Technology)第４版第
５巻第６０６〜６１９頁、ならびに１９６８年レインホ
ールド・ブック社(Reinhold Book Corporation)発行マ
ーテンス(C. Martens)編「塗料、ワニス及びラッカーの
技術(Technology of Paints, Varnishes and Lacquers)
参照。これらの文献はいずれも援用によりその開示内容
が本明細書に含まれているものとする。）例えば、基体
表面上に、スリップキャスト、ブラシ塗り、浸漬塗り、
スプレー噴霧、流し塗り、ロール塗り又はスパンコート
することができる。
の各種技術によって保護皮膜表面に設けることができ
る。（例えば、カーク−オスマーの化学技術全書(Kirk-
OthmerEncyclopedia of Chemical Technology)第４版第
５巻第６０６〜６１９頁、ならびに１９６８年レインホ
ールド・ブック社(Reinhold Book Corporation)発行マ
ーテンス(C. Martens)編「塗料、ワニス及びラッカーの
技術(Technology of Paints, Varnishes and Lacquers)
参照。これらの文献はいずれも援用によりその開示内容
が本明細書に含まれているものとする。）例えば、基体
表面上に、スリップキャスト、ブラシ塗り、浸漬塗り、
スプレー噴霧、流し塗り、ロール塗り又はスパンコート
することができる。
【００４１】保護皮膜上にスラリー皮膜を設けるにはス
プレー噴霧（例えば空気スプレー又は空気なしスプレ
ー）が最も簡単な方法であることが多い。スプレー噴霧
の皮膜（組成物）の粘度は、例えば液体担体の使用量を
変えることによって調節することができ、そのようにす
ることが多い。この技術のためのスプレー噴霧装置とパ
ラメーターは業界で公知であり、例えば「化学プロセス
及びデザインのエンサイクロペディア(the Encyclopedi
a of Chemical Processing and Design)」第５３巻第４
５頁以降及び１９８４年テイフ・エデュケイショナル・
ブック(Tafe Educational Book)発行「表面塗装−塗料
とその応用(Surface Coating - Paints andtheir Appli
cations)」第２巻を参照されたい。エアスプレーガンの
一例はパーシュ(Paasche)６２噴霧器であり、これは約
３５〜４０ｐｓｉで作動し、スプレーガンを基体から約
５〜１２インチ（１２〜３０ｃｍ）離して(stand-off d
istance)保ったとき１〜２インチ（２．５〜５．１ｃ
ｍ）のスプレーファンパターン(spray-fan pattern)を
形成する。広範囲の各種塗料噴霧器を用いることができ
る。
プレー噴霧（例えば空気スプレー又は空気なしスプレ
ー）が最も簡単な方法であることが多い。スプレー噴霧
の皮膜（組成物）の粘度は、例えば液体担体の使用量を
変えることによって調節することができ、そのようにす
ることが多い。この技術のためのスプレー噴霧装置とパ
ラメーターは業界で公知であり、例えば「化学プロセス
及びデザインのエンサイクロペディア(the Encyclopedi
a of Chemical Processing and Design)」第５３巻第４
５頁以降及び１９８４年テイフ・エデュケイショナル・
ブック(Tafe Educational Book)発行「表面塗装−塗料
とその応用(Surface Coating - Paints andtheir Appli
cations)」第２巻を参照されたい。エアスプレーガンの
一例はパーシュ(Paasche)６２噴霧器であり、これは約
３５〜４０ｐｓｉで作動し、スプレーガンを基体から約
５〜１２インチ（１２〜３０ｃｍ）離して(stand-off d
istance)保ったとき１〜２インチ（２．５〜５．１ｃ
ｍ）のスプレーファンパターン(spray-fan pattern)を
形成する。広範囲の各種塗料噴霧器を用いることができ
る。
【００４２】通常、スラリー皮膜を設ける前、保護皮膜
を約２０〜約１２０℃の範囲の温度に保つ。いくつかの
場合は保護皮膜を約４０〜約６０℃の範囲の温度に保
つ。この「予熱」は乾燥プロセスを促進するようであ
り、かつトラップされた揮発性物質が存在する結果生じ
るマッドクラック(mud-cracking)の発生を最小限に抑え
る。また予熱により、塗布したスラリーが保護皮膜表面
上で「流れる(run)」傾向が低減する。
を約２０〜約１２０℃の範囲の温度に保つ。いくつかの
場合は保護皮膜を約４０〜約６０℃の範囲の温度に保
つ。この「予熱」は乾燥プロセスを促進するようであ
り、かつトラップされた揮発性物質が存在する結果生じ
るマッドクラック(mud-cracking)の発生を最小限に抑え
る。また予熱により、塗布したスラリーが保護皮膜表面
上で「流れる(run)」傾向が低減する。
【００４３】通常、スラリー組成物は、多数回、すなわ
ち一連の層を設けることによって多数回保護皮膜に塗布
（適用）し、通常は各層の付着後熱処理を実施する。こ
れによって、各層の適切な中間硬化が可能になり、大き
いマッドクラックの発生を防ぐのに役立つ。各層の加熱
の適当な時間／温度スケジュールはさまざまな要因に依
存するが、約５０〜約１５０℃の範囲の温度で約５〜約
６０分であることが多い。ある所与の揮発性物質に対し
て温度が高過ぎるとその急激な蒸発により泡が発生し塗
装欠陥が生じることがある。スラリー組成物中の成分の
揮発性は示差熱分析（ＤＴＡ）や熱重量分析（ＴＧＡ）
のような各種技術によって決定することができる。
ち一連の層を設けることによって多数回保護皮膜に塗布
（適用）し、通常は各層の付着後熱処理を実施する。こ
れによって、各層の適切な中間硬化が可能になり、大き
いマッドクラックの発生を防ぐのに役立つ。各層の加熱
の適当な時間／温度スケジュールはさまざまな要因に依
存するが、約５０〜約１５０℃の範囲の温度で約５〜約
６０分であることが多い。ある所与の揮発性物質に対し
て温度が高過ぎるとその急激な蒸発により泡が発生し塗
装欠陥が生じることがある。スラリー組成物中の成分の
揮発性は示差熱分析（ＤＴＡ）や熱重量分析（ＴＧＡ）
のような各種技術によって決定することができる。
【００４４】いくつかの好ましい実施形態では、塗布し
たスラリー材料の層の１つ以上を付着させた後に研磨又
は研削する。このステップは塗布した層の粗度を低下さ
せるのに、また個々の皮膜表面から過剰のスラリー材料
を除去するのに有用である。研磨又は研削は通常極めて
軽く、例えば約５ｐｓｉ未満であり、約３ｐｓｉ未満で
あることが多い。例えば、手で磨くことによって、又は
通常ブラシ研磨、バフ研磨、又は仕上げ削りの作業に使
われる砥石を使用することによって、行うことができ
る。一般的な研磨物質の例はアルミナ、炭化ケイ素、ダ
イヤモンド、又はポリマー繊維を主材とする物質、例え
ばスコッチブライト(Scotchbrite)（商標）製品のいく
つかである。（さまざまな研磨技術は、例えば、カーク
−オスマーの化学技術全書(Kirk-Othmer Encyclopedia
of Chemical Technology)第３版第１巻第２６頁以降
（援用によりその開示内容は本明細書に含まれているも
のとする）に記載されている。） 広くいって、研削又は研磨はプラズマで設けた保護皮膜
表面（例えばジルコニアを主材とするＴＢＣ）を研削又
は研磨するのに通常使用する時間の約５〜約２０％の時
間行うが、正確な時間は皮膜表面に加える圧力や研磨又
は研削媒体のタイプのようなさまざまな要因に依存す
る。設けた層の研磨又は研削は、全皮膜を用いて保護皮
膜の表面内にあるクラックやピットを充填しようとする
場合には特に有利である。
たスラリー材料の層の１つ以上を付着させた後に研磨又
は研削する。このステップは塗布した層の粗度を低下さ
せるのに、また個々の皮膜表面から過剰のスラリー材料
を除去するのに有用である。研磨又は研削は通常極めて
軽く、例えば約５ｐｓｉ未満であり、約３ｐｓｉ未満で
あることが多い。例えば、手で磨くことによって、又は
通常ブラシ研磨、バフ研磨、又は仕上げ削りの作業に使
われる砥石を使用することによって、行うことができ
る。一般的な研磨物質の例はアルミナ、炭化ケイ素、ダ
イヤモンド、又はポリマー繊維を主材とする物質、例え
ばスコッチブライト(Scotchbrite)（商標）製品のいく
つかである。（さまざまな研磨技術は、例えば、カーク
−オスマーの化学技術全書(Kirk-Othmer Encyclopedia
of Chemical Technology)第３版第１巻第２６頁以降
（援用によりその開示内容は本明細書に含まれているも
のとする）に記載されている。） 広くいって、研削又は研磨はプラズマで設けた保護皮膜
表面（例えばジルコニアを主材とするＴＢＣ）を研削又
は研磨するのに通常使用する時間の約５〜約２０％の時
間行うが、正確な時間は皮膜表面に加える圧力や研磨又
は研削媒体のタイプのようなさまざまな要因に依存す
る。設けた層の研磨又は研削は、全皮膜を用いて保護皮
膜の表面内にあるクラックやピットを充填しようとする
場合には特に有利である。
【００４５】いくつかの実施形態では、（第一の層を含
めて）スラリー／ゲル皮膜の各層の組成が実質的に同
じ、すなわち耐火性充填材料、酸化物マトリックス前駆
体、その他任意成分の量に関して実質的に同一である。
しかし、他の実施形態の場合、設けた第一の層（本明細
書では「ベース層」ということがある）は以後に設けら
れる上層すなわち「トップコート」より耐火性充填材の
量がかなり少ない。ベース層中の耐火性充填材の量が少
ない（又は全く含まない）と、より均一で密着しており
より平滑な最終オーバーコートが得られるようである。
したがって、ベース層は通常上述したスラリーＡに類似
した組成物から形成する。
めて）スラリー／ゲル皮膜の各層の組成が実質的に同
じ、すなわち耐火性充填材料、酸化物マトリックス前駆
体、その他任意成分の量に関して実質的に同一である。
しかし、他の実施形態の場合、設けた第一の層（本明細
書では「ベース層」ということがある）は以後に設けら
れる上層すなわち「トップコート」より耐火性充填材の
量がかなり少ない。ベース層中の耐火性充填材の量が少
ない（又は全く含まない）と、より均一で密着しており
より平滑な最終オーバーコートが得られるようである。
したがって、ベース層は通常上述したスラリーＡに類似
した組成物から形成する。
【００４６】通常、各「トップコート」はベース層より
多くの量の耐火性材料を含有している。（本明細書で使
用する「トップコート」という用語は、後述する仕上げ
コートを除いて、ベース層の上に設けられる層をい
う。）各トップコートは通常上述したスラリーＢの組成
物に似ている。各トップコートの組成が他のトップコー
トと同じである必要はないが、単一の起源からトップコ
ート材料を取得するとプロセスが簡単になり得る。しか
し、各トップコートの組成を変化させて、各皮膜層に存
在する耐火性材料の量を次第に増大させ、すなわち「傾
斜(graded)」トップコート系を形成することも可能であ
ろう。例えば、４〜８のトップコートで最終皮膜を形成
する場合、最終的な耐火性充填材の量が本明細書に記載
した範囲内になることを条件として、連続する各トップ
コートがその前のトップコートより約５〜約１５％多く
の耐火性充填材（例えばジルコニア）を含有することが
できよう。
多くの量の耐火性材料を含有している。（本明細書で使
用する「トップコート」という用語は、後述する仕上げ
コートを除いて、ベース層の上に設けられる層をい
う。）各トップコートは通常上述したスラリーＢの組成
物に似ている。各トップコートの組成が他のトップコー
トと同じである必要はないが、単一の起源からトップコ
ート材料を取得するとプロセスが簡単になり得る。しか
し、各トップコートの組成を変化させて、各皮膜層に存
在する耐火性材料の量を次第に増大させ、すなわち「傾
斜(graded)」トップコート系を形成することも可能であ
ろう。例えば、４〜８のトップコートで最終皮膜を形成
する場合、最終的な耐火性充填材の量が本明細書に記載
した範囲内になることを条件として、連続する各トップ
コートがその前のトップコートより約５〜約１５％多く
の耐火性充填材（例えばジルコニア）を含有することが
できよう。
【００４７】いくつかの好ましい実施形態では最後のト
ップコートの上に「仕上げコート」を設ける。この仕上
げコートはスラリーＡの組成と類似又は同一の組成を有
しており、表面の平滑度をさらに高める。仕上げコート
は他の皮膜を設けるのに使用したのと同じ技術によって
設けることができる。
ップコートの上に「仕上げコート」を設ける。この仕上
げコートはスラリーＡの組成と類似又は同一の組成を有
しており、表面の平滑度をさらに高める。仕上げコート
は他の皮膜を設けるのに使用したのと同じ技術によって
設けることができる。
【００４８】セラミックを主材とする保護皮膜の表面を
平滑化する１つの実施形態は以下のステップからなる。 （ａ）スラリー組成物のベース層を設ける。このスラリ
ー組成物は耐火性充填材と多孔質酸化物マトリックスの
前駆体とからなり、耐火性充填材はベース層組成物の重
量に対して約０〜約４０重量％存在する。 （ｂ）こうして設けたベース層を、過剰の泡立ちを防ぎ
ながらベース組成物中の揮発性物質を実質的にすべて除
去するのに充分な温度／時間スケジュールに従って熱処
理する。 （ｃ）ベース層の上に少なくとも１つのスラリートップ
コートを設けてオーバーコートを形成する。このトップ
コートは耐火性充填材と多孔質酸化物マトリックス前駆
体とからなる組成物で形成され、耐火性充填材はトップ
コートの合計重量を基準にして約２５〜約９９重量％存
在する。 （ｄ）次いで、オーバーコートを硬化させるのに充分な
温度／時間スケジュールに従って熱処理する。
平滑化する１つの実施形態は以下のステップからなる。 （ａ）スラリー組成物のベース層を設ける。このスラリ
ー組成物は耐火性充填材と多孔質酸化物マトリックスの
前駆体とからなり、耐火性充填材はベース層組成物の重
量に対して約０〜約４０重量％存在する。 （ｂ）こうして設けたベース層を、過剰の泡立ちを防ぎ
ながらベース組成物中の揮発性物質を実質的にすべて除
去するのに充分な温度／時間スケジュールに従って熱処
理する。 （ｃ）ベース層の上に少なくとも１つのスラリートップ
コートを設けてオーバーコートを形成する。このトップ
コートは耐火性充填材と多孔質酸化物マトリックス前駆
体とからなる組成物で形成され、耐火性充填材はトップ
コートの合計重量を基準にして約２５〜約９９重量％存
在する。 （ｄ）次いで、オーバーコートを硬化させるのに充分な
温度／時間スケジュールに従って熱処理する。
【００４９】いくつかの好ましい実施形態では、トップ
コートの少なくとも１つ（時にはすべて）を設けた後
に、皮膜中の過剰の泡立ちを防ぎながらトップコート中
の揮発性物質を実質的にすべて除去するのに充分な温度
／時間スケジュールに従って熱処理する。
コートの少なくとも１つ（時にはすべて）を設けた後
に、皮膜中の過剰の泡立ちを防ぎながらトップコート中
の揮発性物質を実質的にすべて除去するのに充分な温度
／時間スケジュールに従って熱処理する。
【００５０】スラリートップコートの数は、皮膜全体に
必要とされる厚さ、皮膜組成物の個々のレオロジー特
性、組成物中の揮発性成分の蒸発速度、及び揮発性成分
が蒸発する際の皮膜の収縮速度といったさまざまな要因
によって決定される。粗い保護皮膜（例えばプラズマで
付着させたジルコニアを主材とするＴＢＣ）を滑らかに
するのにスラリー組成物を用いる場合、トップコートの
数は粗さの程度にも一部依存する。設けたときのＲａが
約１２〜２５ミクロンのＴＢＣの場合、ジルコニア／酸
化物マトリックス前駆体系のトップコートの数は通常約
２〜約１０の範囲である。
必要とされる厚さ、皮膜組成物の個々のレオロジー特
性、組成物中の揮発性成分の蒸発速度、及び揮発性成分
が蒸発する際の皮膜の収縮速度といったさまざまな要因
によって決定される。粗い保護皮膜（例えばプラズマで
付着させたジルコニアを主材とするＴＢＣ）を滑らかに
するのにスラリー組成物を用いる場合、トップコートの
数は粗さの程度にも一部依存する。設けたときのＲａが
約１２〜２５ミクロンのＴＢＣの場合、ジルコニア／酸
化物マトリックス前駆体系のトップコートの数は通常約
２〜約１０の範囲である。
【００５１】スラリー組成物を用いて（付着させたとき
又は研削後に）時として保護皮膜表面に形成されるクラ
ックやピットを充填しようとする場合、トップコートの
数は部分的にピットやクラックの深さに依存する。約１
２５〜約１０００ミクロンの範囲の深さのピットやクラ
ックを有するＴＢＣの場合、ジルコニア／酸化物マトリ
ックス前駆体系のトップコートの数は通常約４〜約２０
の範囲である。
又は研削後に）時として保護皮膜表面に形成されるクラ
ックやピットを充填しようとする場合、トップコートの
数は部分的にピットやクラックの深さに依存する。約１
２５〜約１０００ミクロンの範囲の深さのピットやクラ
ックを有するＴＢＣの場合、ジルコニア／酸化物マトリ
ックス前駆体系のトップコートの数は通常約４〜約２０
の範囲である。
【００５２】各トップコートの（設けたばかりの）厚さ
は、通常約０．１〜約２ミル（約２．５〜約５０ミクロ
ン）の範囲であり、好ましくは約０．５〜約１．５ミル
（約１３〜約３８ミクロン）の範囲である。ベース層の
厚さは、通常約０．１〜約２ミル（約２．５〜約５０ミ
クロン）の範囲であり、好ましくは約０．２５〜約１ミ
ル（約６〜約２５ミクロン）の範囲である。任意に設け
る仕上げコートはベース層について記載したのと同じだ
いたいの厚さをもっていることが多い。
は、通常約０．１〜約２ミル（約２．５〜約５０ミクロ
ン）の範囲であり、好ましくは約０．５〜約１．５ミル
（約１３〜約３８ミクロン）の範囲である。ベース層の
厚さは、通常約０．１〜約２ミル（約２．５〜約５０ミ
クロン）の範囲であり、好ましくは約０．２５〜約１ミ
ル（約６〜約２５ミクロン）の範囲である。任意に設け
る仕上げコートはベース層について記載したのと同じだ
いたいの厚さをもっていることが多い。
【００５３】本発明のいくつかの実施形態では、ステッ
プ（ｃ）の各トップコートは耐火性充填材を含んでいな
い。一例として、トップコートのいくつかは酸化物マト
リックス形成性材料自身を主とすることができるし、あ
るいは上述の添加剤のいずれかを含むことができよう。
しかし、好ましい実施形態では各トップコートの組成は
耐火性充填材を含んでいる。
プ（ｃ）の各トップコートは耐火性充填材を含んでいな
い。一例として、トップコートのいくつかは酸化物マト
リックス形成性材料自身を主とすることができるし、あ
るいは上述の添加剤のいずれかを含むことができよう。
しかし、好ましい実施形態では各トップコートの組成は
耐火性充填材を含んでいる。
【００５４】ベース層と各トップコートの熱処理は、オ
ーブン乾燥のような各種技術によるか、及び／又は１つ
以上の標準的加熱ランプ（好ましくは出力が約２００〜
１０００ワットのもの）を用いて実施することができ
る。加熱ランプの１つの利点は、離れた位置の皮膜を修
復する際にそれらランプを持ち運びできることである。
ステップ（ｄ）でオーバーコートの硬化完了は、（１）
いかなる有機物質も実質的に蒸発又は「燃え尽きた(bur
ned out)」とき、そして（２）オーバーコートの密度が
高くなったとき及び／又はマトリックスが結晶化したと
きである。通常、時間／温度スケジュールは約４００〜
約１２００℃で約１〜約１２０分である。好ましい実施
形態の場合、熱処理温度は約４００〜約８００℃で約５
〜約６０分である。
ーブン乾燥のような各種技術によるか、及び／又は１つ
以上の標準的加熱ランプ（好ましくは出力が約２００〜
１０００ワットのもの）を用いて実施することができ
る。加熱ランプの１つの利点は、離れた位置の皮膜を修
復する際にそれらランプを持ち運びできることである。
ステップ（ｄ）でオーバーコートの硬化完了は、（１）
いかなる有機物質も実質的に蒸発又は「燃え尽きた(bur
ned out)」とき、そして（２）オーバーコートの密度が
高くなったとき及び／又はマトリックスが結晶化したと
きである。通常、時間／温度スケジュールは約４００〜
約１２００℃で約１〜約１２０分である。好ましい実施
形態の場合、熱処理温度は約４００〜約８００℃で約５
〜約６０分である。
【００５５】好ましい実施形態の場合、ステップ（ｂ）
の熱処理温度は通常約６０〜約１００℃の範囲であり、
熱処理の時間は通常約１５〜約３０分の範囲である。１
つ以上のトップコートを場合により熱処理するときに
は、その温度は通常約６０〜約１００℃の範囲であり、
熱処理の時間は通常約１０〜約３０分の範囲である。
の熱処理温度は通常約６０〜約１００℃の範囲であり、
熱処理の時間は通常約１５〜約３０分の範囲である。１
つ以上のトップコートを場合により熱処理するときに
は、その温度は通常約６０〜約１００℃の範囲であり、
熱処理の時間は通常約１０〜約３０分の範囲である。
【００５６】さらに、時には、上記熱処理のすべてで、
その熱処理の後、例えば約３５０〜約１０００℃の範囲
の温度を生ずるトーチ又は高出力ランプ（例えば約１５
００から２５００ワット）を用いて、比較的急速な高熱
処理を行うことができる。この高速熱処理は通常約３０
秒〜約２分実施する。又は、下にある基体がガスタービ
ンエンジンの一部分である場合、この高速熱処理はエン
ジンを焼成することによって行うことができる。熱処理
をどのように実施するかには関わりなく、その適切さ
は、皮膜を冷却した後その外観、密着性その他後述する
物理的試験に関してその皮膜を検査することによって部
分的に決定することができる。
その熱処理の後、例えば約３５０〜約１０００℃の範囲
の温度を生ずるトーチ又は高出力ランプ（例えば約１５
００から２５００ワット）を用いて、比較的急速な高熱
処理を行うことができる。この高速熱処理は通常約３０
秒〜約２分実施する。又は、下にある基体がガスタービ
ンエンジンの一部分である場合、この高速熱処理はエン
ジンを焼成することによって行うことができる。熱処理
をどのように実施するかには関わりなく、その適切さ
は、皮膜を冷却した後その外観、密着性その他後述する
物理的試験に関してその皮膜を検査することによって部
分的に決定することができる。
【００５７】スラリー皮膜の多数の層の付着に関するそ
の他の詳細のいくらかは前記米国特許第５７５９９３２
号に見ることができる。付着技術の変形、例えばベース
層やトップコートを付着させた後に徐々に加熱すること
などもその特許に開示されている。
の他の詳細のいくらかは前記米国特許第５７５９９３２
号に見ることができる。付着技術の変形、例えばベース
層やトップコートを付着させた後に徐々に加熱すること
などもその特許に開示されている。
【００５８】しかし、本発明のいくつかの実施形態では
トップコートを全く必要としないものと了解されたい。
言い換えれば、主としてオーバーコートが選択した量の
耐火性充填材を含有する前記スラリーベース層からな
る。一例として、保護皮膜の表面粗度が極めて僅かであ
る場合トップコートは必要ないであろう。
トップコートを全く必要としないものと了解されたい。
言い換えれば、主としてオーバーコートが選択した量の
耐火性充填材を含有する前記スラリーベース層からな
る。一例として、保護皮膜の表面粗度が極めて僅かであ
る場合トップコートは必要ないであろう。
【００５９】すでに述べたように、スラリー材料の各層
はその層の関連する熱処理の前及び／又は後に研磨（又
は研削）することができる。（仕上げコートは研磨する
ことができるが、ベース層は通常研磨しない。）オーバ
ーコートの最終熱処理（硬化）後に研磨又は研削を実施
して、オーバーコート物質が保護皮膜表面内のピット、
谷、クラック又はキャビティー（割れ目）中にのみ残る
ように、保護皮膜の「平らな」表面から実質的にすべて
のオーバーコートを除去することができる。このような
手順の際、研磨／研削条件（例えば、時間、加える圧
力、研磨材粒子の大きさ、など）は、保護皮膜物質を実
質的に除去したりそれに損傷を与えたりすることなく、
上表面のオーバーコート材料のすべてを除去するのに充
分である。（この手順は、同様な凹凸を含む曲面に対し
て用いることができよう。言い換えると、曲がった表面
の「頂部」からはオーバーコート材料のすべてを除去
し、表面内の凹所又はクラック中にはオーバーコート材
料を残す。） このオーバーコート材料（スラリーから形成されたか後
述するゲルから形成されたかには関係ない）を研磨する
方法には少なくともいくつかの利点が伴う。まず最初
に、露出したスラリー／ゲル表面の研磨による平滑化
は、通常、硬化したスラリー／ゲルは比較的容易に研磨
することができるので、保護皮膜材料自体を研磨するこ
とと比べてより迅速に起こる。次に、この手順により、
どの程度の時間研磨を行うべきかの有益な指標が得られ
る。例えば、研磨が急激に困難になったら、下にある比
較的硬い保護皮膜物質（例えばジルコニアを主材とする
ＴＢＣ）が露出したということが容易に分かるであろ
う。その場合、所望により研磨を終了する。
はその層の関連する熱処理の前及び／又は後に研磨（又
は研削）することができる。（仕上げコートは研磨する
ことができるが、ベース層は通常研磨しない。）オーバ
ーコートの最終熱処理（硬化）後に研磨又は研削を実施
して、オーバーコート物質が保護皮膜表面内のピット、
谷、クラック又はキャビティー（割れ目）中にのみ残る
ように、保護皮膜の「平らな」表面から実質的にすべて
のオーバーコートを除去することができる。このような
手順の際、研磨／研削条件（例えば、時間、加える圧
力、研磨材粒子の大きさ、など）は、保護皮膜物質を実
質的に除去したりそれに損傷を与えたりすることなく、
上表面のオーバーコート材料のすべてを除去するのに充
分である。（この手順は、同様な凹凸を含む曲面に対し
て用いることができよう。言い換えると、曲がった表面
の「頂部」からはオーバーコート材料のすべてを除去
し、表面内の凹所又はクラック中にはオーバーコート材
料を残す。） このオーバーコート材料（スラリーから形成されたか後
述するゲルから形成されたかには関係ない）を研磨する
方法には少なくともいくつかの利点が伴う。まず最初
に、露出したスラリー／ゲル表面の研磨による平滑化
は、通常、硬化したスラリー／ゲルは比較的容易に研磨
することができるので、保護皮膜材料自体を研磨するこ
とと比べてより迅速に起こる。次に、この手順により、
どの程度の時間研磨を行うべきかの有益な指標が得られ
る。例えば、研磨が急激に困難になったら、下にある比
較的硬い保護皮膜物質（例えばジルコニアを主材とする
ＴＢＣ）が露出したということが容易に分かるであろ
う。その場合、所望により研磨を終了する。
【００６０】すでに述べたように、保護皮膜の表面に設
けられるオーバーコートは、別の形態として、ゲルの形
態であることができる。ゲル及びゾル−ゲルは業界で公
知であり、例えば、１９９０年アカデミック・プレス社
(Academic Press, Inc.)発行ブリンカー(C. Brinker)ら
著「ゾル−ゲル科学(Sol-Gel Science)」、及び１９９
７年シー・アール・シー・プレス(CRC Press)発行サン
ギータ(D. Sangeeta)著「無機材料化学(Inorganic Mate
rials Chemistry)」、「カーク−オスマー化学技術全書
(Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technolog
y)」第３版第２巻第２１９頁以降及び第４版第５巻（及
びその巻中の引用文献）、ならびに１９８９年ブイ・シ
ー・エッチ・パブリッシャー(VCH Publisher)発行「ウ
ルマンの工業化学全書(Ullman's Encyclopedia of Indu
strial Chemistry)」第５版第Ａ１４巻、及び前記米国
特許第５７５９９３２号に記載されている。以上の文献
はすべて援用によりその開示内容が本明細書に含まれて
いるものとする。
けられるオーバーコートは、別の形態として、ゲルの形
態であることができる。ゲル及びゾル−ゲルは業界で公
知であり、例えば、１９９０年アカデミック・プレス社
(Academic Press, Inc.)発行ブリンカー(C. Brinker)ら
著「ゾル−ゲル科学(Sol-Gel Science)」、及び１９９
７年シー・アール・シー・プレス(CRC Press)発行サン
ギータ(D. Sangeeta)著「無機材料化学(Inorganic Mate
rials Chemistry)」、「カーク−オスマー化学技術全書
(Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technolog
y)」第３版第２巻第２１９頁以降及び第４版第５巻（及
びその巻中の引用文献）、ならびに１９８９年ブイ・シ
ー・エッチ・パブリッシャー(VCH Publisher)発行「ウ
ルマンの工業化学全書(Ullman's Encyclopedia of Indu
strial Chemistry)」第５版第Ａ１４巻、及び前記米国
特許第５７５９９３２号に記載されている。以上の文献
はすべて援用によりその開示内容が本明細書に含まれて
いるものとする。
【００６１】このゲルは、スラリー組成物に用いた組成
と類似（必ずしも同一ではない）の組成、例えばアルミ
ナやシリカのような酸化物マトリックス前駆体と組み合
わせたある形態のジルコニアを有することが多い。サン
ギータ(Sangeeta)の文献に記載されているように、ゲル
は、無機でも有機でもよい各種分子前駆体から調製する
ことができる。
と類似（必ずしも同一ではない）の組成、例えばアルミ
ナやシリカのような酸化物マトリックス前駆体と組み合
わせたある形態のジルコニアを有することが多い。サン
ギータ(Sangeeta)の文献に記載されているように、ゲル
は、無機でも有機でもよい各種分子前駆体から調製する
ことができる。
【００６２】ゲルを形成するのに用いることができる無
機塩の例は金属ハロゲン化物、金属炭酸塩、金属硫酸
塩、金属硝酸塩、金属水酸化物、及び（Ｃ2Ｈ5）3Ｓｉ
Ｃｌのような混合リガンドを有する塩である。ゲルとし
て有用であり得る金属有機化合物（ＭＯＣ）の例は金属
中心が酸素、イオウ、リン又は窒素のような炭素以外の
原子を介してリガンドに結合している共有結合性又は無
機配位結合性の化合物である。特定の例としては、金属
アルコキシド（例えば、Ａｌ（ＯＣ3Ｈ7）3）、金属カ
ルボン酸塩（例えば、Ａｌ（ＯＣ（Ｏ）ＣＨ3）3）、金
属ケトン酸塩、金属アミド、金属チオラート、金属アジ
ド、金属チオシアン酸塩、及び混合官能基を有するＭＯ
Ｃがある。
機塩の例は金属ハロゲン化物、金属炭酸塩、金属硫酸
塩、金属硝酸塩、金属水酸化物、及び（Ｃ2Ｈ5）3Ｓｉ
Ｃｌのような混合リガンドを有する塩である。ゲルとし
て有用であり得る金属有機化合物（ＭＯＣ）の例は金属
中心が酸素、イオウ、リン又は窒素のような炭素以外の
原子を介してリガンドに結合している共有結合性又は無
機配位結合性の化合物である。特定の例としては、金属
アルコキシド（例えば、Ａｌ（ＯＣ3Ｈ7）3）、金属カ
ルボン酸塩（例えば、Ａｌ（ＯＣ（Ｏ）ＣＨ3）3）、金
属ケトン酸塩、金属アミド、金属チオラート、金属アジ
ド、金属チオシアン酸塩、及び混合官能基を有するＭＯ
Ｃがある。
【００６３】有機金属化合物もゲルを形成するのに使用
できる。これらの物質は通常、リガンドが炭素原子を介
して金属中心に結合している共有結合性又は配位結合性
の化合物である。これらの化合物の例は金属アルキル、
金属アリール、金属アルケニル、金属アルキニル、金属
カルボニル、及びフェニルアセチニル化合物のような混
合有機金属リガンドを含有する物質である。
できる。これらの物質は通常、リガンドが炭素原子を介
して金属中心に結合している共有結合性又は配位結合性
の化合物である。これらの化合物の例は金属アルキル、
金属アリール、金属アルケニル、金属アルキニル、金属
カルボニル、及びフェニルアセチニル化合物のような混
合有機金属リガンドを含有する物質である。
【００６４】いくつかの状況では、ポリマー性の前駆体
もゾル−ゲルの出発材料として使用することができる。
非限定例としては、ポリカルボシラン、ポリシリザン、
ポリシロキサン、ポリシラン、ボラジン、カルボラン、
ホファスファゼン、ポリスタノキサン、及びポリゲルマ
ンがある。
もゾル−ゲルの出発材料として使用することができる。
非限定例としては、ポリカルボシラン、ポリシリザン、
ポリシロキサン、ポリシラン、ボラジン、カルボラン、
ホファスファゼン、ポリスタノキサン、及びポリゲルマ
ンがある。
【００６５】前駆体の選択は、オーバーコートの所望の
組成、すなわちマトリックスと耐火性充填材及びその他
の成分に大きく依存する。断熱皮膜上にオーバーコート
を設けるいくつかの好ましい実施形態では、ゲルはジル
コニウムアルコキシド、イットリウムアルコキシド、シ
リコーン又はケイ素アルコキシドから形成することがで
きる。ジルコニウム、イットリウム、ケイ素などの他の
有機金属前駆体も用いることができよう。
組成、すなわちマトリックスと耐火性充填材及びその他
の成分に大きく依存する。断熱皮膜上にオーバーコート
を設けるいくつかの好ましい実施形態では、ゲルはジル
コニウムアルコキシド、イットリウムアルコキシド、シ
リコーン又はケイ素アルコキシドから形成することがで
きる。ジルコニウム、イットリウム、ケイ素などの他の
有機金属前駆体も用いることができよう。
【００６６】ゲルを調製するには各種技術が利用可能で
ある。それらの多くは前記したさまざまな文献に記載さ
れている。一例として、いくつかのタイプの皮膜成分
（又はその前駆体）を水溶液又は有機溶液中で混合する
ことができる。溶液ｐＨのあらかじめ選定した変化によ
りゲル形成性材料の過飽和及び急速沈殿を生じさせるこ
とができる。この沈殿した粒子は通常コロイドの大きさ
であり（しかし、その大きさである必要はない）、低い
結晶秩序をもっている。コロイド状アルミナのようなコ
ロイド様物質は親水性である。濃縮されたコロイド懸濁
液ではこれらの物質は容易に凝集してゲルになる。
ある。それらの多くは前記したさまざまな文献に記載さ
れている。一例として、いくつかのタイプの皮膜成分
（又はその前駆体）を水溶液又は有機溶液中で混合する
ことができる。溶液ｐＨのあらかじめ選定した変化によ
りゲル形成性材料の過飽和及び急速沈殿を生じさせるこ
とができる。この沈殿した粒子は通常コロイドの大きさ
であり（しかし、その大きさである必要はない）、低い
結晶秩序をもっている。コロイド状アルミナのようなコ
ロイド様物質は親水性である。濃縮されたコロイド懸濁
液ではこれらの物質は容易に凝集してゲルになる。
【００６７】別の例として、ブリンカー(Brinker)の文
献には、火炎酸化(flame oxidation)で作成した粒子の
懸濁液からゲルを製造する方法が記載されている。通
常、当業者は、所定の状況に最も適した調製技術を容易
に選択することが可能である。ゲルタイプの物質はルド
ックス(Ludox)（登録商標）及びストーバー(Stober)
（登録商標）という商品名で市販されている。
献には、火炎酸化(flame oxidation)で作成した粒子の
懸濁液からゲルを製造する方法が記載されている。通
常、当業者は、所定の状況に最も適した調製技術を容易
に選択することが可能である。ゲルタイプの物質はルド
ックス(Ludox)（登録商標）及びストーバー(Stober)
（登録商標）という商品名で市販されている。
【００６８】ゲルは、前記した技術のいずれか、例えば
スプレー噴霧、流し塗り、浸し塗り、スピンコートなど
により塗布することができる。（業界で公知のように、
組成物が表面に塗布されるまでゲルの完全な形成が起こ
らないように液体様のゲル形成性組成物を調整する技術
が利用可能である。組成物はその時まで液体形態の方が
取扱いが容易であることがある。） また、ゲルは、スラリーについて記載したように多層と
して塗布することができよう。層の数及びその厚さなら
びにそれに伴うことがある熱処理は、ゲルの組成（例え
ばその揮発性成分含量）及びその流動特性ならびに前記
した下にある皮膜の特性（例えばＴＢＣの粗度）にある
程度依存する。これらゲル層を設けた後の研削又は研磨
は、ゲル組成物の個々の特性を考慮してすでに述べたよ
うに実施することができる。
スプレー噴霧、流し塗り、浸し塗り、スピンコートなど
により塗布することができる。（業界で公知のように、
組成物が表面に塗布されるまでゲルの完全な形成が起こ
らないように液体様のゲル形成性組成物を調整する技術
が利用可能である。組成物はその時まで液体形態の方が
取扱いが容易であることがある。） また、ゲルは、スラリーについて記載したように多層と
して塗布することができよう。層の数及びその厚さなら
びにそれに伴うことがある熱処理は、ゲルの組成（例え
ばその揮発性成分含量）及びその流動特性ならびに前記
した下にある皮膜の特性（例えばＴＢＣの粗度）にある
程度依存する。これらゲル層を設けた後の研削又は研磨
は、ゲル組成物の個々の特性を考慮してすでに述べたよ
うに実施することができる。
【００６９】本発明のひとつの有用な応用では保護皮膜
の仕上げ作業が含まれる。例えば、プラズマで設けたＴ
ＢＣのような粗い皮膜は最初に慣用の技術で研磨してあ
る程度粗度が低下した、すなわち部分的に平滑化された
表面とすることができよう。次に、前記したようにスラ
リー／ゲル皮膜を設けて加熱することにより、また場合
によりスラリー／ゲルプロセスに伴う任意の研磨又は微
細研削ステップにより、表面をさらに平滑化することが
できよう。このような技術では通常、必要とされる時間
が、全体を通じて従来の研磨技術を用いると必要とされ
る時間より短い。また、重研磨又は研削作業を多く使用
することにより生じることが多い欠陥を実質的に排除し
つつ許容可能な平滑度をもつ保護皮膜が得られる。
の仕上げ作業が含まれる。例えば、プラズマで設けたＴ
ＢＣのような粗い皮膜は最初に慣用の技術で研磨してあ
る程度粗度が低下した、すなわち部分的に平滑化された
表面とすることができよう。次に、前記したようにスラ
リー／ゲル皮膜を設けて加熱することにより、また場合
によりスラリー／ゲルプロセスに伴う任意の研磨又は微
細研削ステップにより、表面をさらに平滑化することが
できよう。このような技術では通常、必要とされる時間
が、全体を通じて従来の研磨技術を用いると必要とされ
る時間より短い。また、重研磨又は研削作業を多く使用
することにより生じることが多い欠陥を実質的に排除し
つつ許容可能な平滑度をもつ保護皮膜が得られる。
【００７０】以上の説明から明らかなように、本発明の
別の実施形態は、以下の成分、すなわち（Ｉ）金属を主
材とする基体、（II）この基体の上に設けられた保護皮
膜、及び（III）この保護皮膜の表面の上の硬化したセ
ラミックを主材とするスラリー／ゲル皮膜（すなわちオ
ーバーコート）からなる物品に関する。
別の実施形態は、以下の成分、すなわち（Ｉ）金属を主
材とする基体、（II）この基体の上に設けられた保護皮
膜、及び（III）この保護皮膜の表面の上の硬化したセ
ラミックを主材とするスラリー／ゲル皮膜（すなわちオ
ーバーコート）からなる物品に関する。
【００７１】基体は、通常保護皮膜によって被覆される
あらゆる金属材料又は合金であることができる。基体は
耐熱性合金、例えば超合金であることが多い。ニッケル
基超合金はその一例である。このような材料は米国特許
第５７５９９３２号、同第５３９９３１３号及び同第４
１１６７２３号（いずれも援用によりその開示内容が本
明細書に含まれているものとする）のようなさまざまな
文献に記載されている。高温合金も「カーク−オスマー
化学技術全書(Kirk-Othmer's Encyclopedia ofChemical
Technology)」第３版第１２巻第４１７〜４７９頁（１
９８０年）及び第１５巻第７８７〜８００頁（１９８１
年）に広く記載されている。
あらゆる金属材料又は合金であることができる。基体は
耐熱性合金、例えば超合金であることが多い。ニッケル
基超合金はその一例である。このような材料は米国特許
第５７５９９３２号、同第５３９９３１３号及び同第４
１１６７２３号（いずれも援用によりその開示内容が本
明細書に含まれているものとする）のようなさまざまな
文献に記載されている。高温合金も「カーク−オスマー
化学技術全書(Kirk-Othmer's Encyclopedia ofChemical
Technology)」第３版第１２巻第４１７〜４７９頁（１
９８０年）及び第１５巻第７８７〜８００頁（１９８１
年）に広く記載されている。
【００７２】すでに述べたように、保護皮膜は、ボンデ
ィングコートした超合金基体上にプラズマ溶射（例えば
ＡＰＳにより）したジルコニアを主材とする断熱皮膜で
あることがある。（ＴＢＣの場合、ボンドコートはＭＣ
ｒＡｌＹのような材料から形成することが多い。ここ
で、「Ｍ」は鉄、ニッケル、又はコバルトのような金属
を表す。）このようなＴＢＣの表面は通常かなりの粗度
を示す。
ィングコートした超合金基体上にプラズマ溶射（例えば
ＡＰＳにより）したジルコニアを主材とする断熱皮膜で
あることがある。（ＴＢＣの場合、ボンドコートはＭＣ
ｒＡｌＹのような材料から形成することが多い。ここ
で、「Ｍ」は鉄、ニッケル、又はコバルトのような金属
を表す。）このようなＴＢＣの表面は通常かなりの粗度
を示す。
【００７３】成分（III）は、酸化物マトリックス内に
含有されるジルコニアのような耐火性充填材を主とする
硬化したスラリー又はゲル層である。スラリー／ゲルは
すでに述べたように多層として設けることが多い。熱硬
化させたときスラリー／ゲル層（オーバーコート）は下
にあるＴＢＣに密着し、比較的滑らかな表面、例えば約
７ミクロン未満、好ましくは約３ミクロン未満のＲａを
提供する。耐火性充填材は通常、スラリー／ゲル皮膜の
全体積を基準にして約２０〜約７０体積％で存在する。
含有されるジルコニアのような耐火性充填材を主とする
硬化したスラリー又はゲル層である。スラリー／ゲルは
すでに述べたように多層として設けることが多い。熱硬
化させたときスラリー／ゲル層（オーバーコート）は下
にあるＴＢＣに密着し、比較的滑らかな表面、例えば約
７ミクロン未満、好ましくは約３ミクロン未満のＲａを
提供する。耐火性充填材は通常、スラリー／ゲル皮膜の
全体積を基準にして約２０〜約７０体積％で存在する。
【００７４】
【実施例】例示のために以下に実施例を挙げるが、これ
らの実施例はいかなる意味でも本発明の範囲を限定する
ものではない。
らの実施例はいかなる意味でも本発明の範囲を限定する
ものではない。
【００７５】実施例１ ニッケル基超合金からボタン形の試験片を作成した。各
ボタンは直径が１インチ（２．５ｃｍ）で厚さが０．１
２５インチ（０．３２ｃｍ）であった。市販のSulzer-M
ETCOスプレーガンシステムを用いて空気プラズマ溶射に
よりボタンの表面上にボンド皮膜とＴＢＣを付着させ
た。ボンドコートを付着させる前に、各ボタンをグリッ
トブラスト（６０グリット）した後アルコールとアセト
ンで超音波洗浄した。次に、空気プラズマシステムを用
いてＮｉＣｒＡｌＹタイプのボンドコートをボタンに設
けた。ボンドコートの厚さは約２５０ミクロンであっ
た。次に、平均の厚さが約５００ミクロンの断熱皮膜
（８重量％のイットリアを含むジルコニア）をボンドコ
ートの上に空気プラズマ溶射した。付着させたままのＴ
ＢＣの粗度（Ｒａ）を表１に示す。（このような表面は
いろいろなトポグラフィーを有するピークと谷で特徴付
けられる。）スラリー／ゲル皮膜を付着させた後のＲａ
値も表に示す。
ボタンは直径が１インチ（２．５ｃｍ）で厚さが０．１
２５インチ（０．３２ｃｍ）であった。市販のSulzer-M
ETCOスプレーガンシステムを用いて空気プラズマ溶射に
よりボタンの表面上にボンド皮膜とＴＢＣを付着させ
た。ボンドコートを付着させる前に、各ボタンをグリッ
トブラスト（６０グリット）した後アルコールとアセト
ンで超音波洗浄した。次に、空気プラズマシステムを用
いてＮｉＣｒＡｌＹタイプのボンドコートをボタンに設
けた。ボンドコートの厚さは約２５０ミクロンであっ
た。次に、平均の厚さが約５００ミクロンの断熱皮膜
（８重量％のイットリアを含むジルコニア）をボンドコ
ートの上に空気プラズマ溶射した。付着させたままのＴ
ＢＣの粗度（Ｒａ）を表１に示す。（このような表面は
いろいろなトポグラフィーを有するピークと谷で特徴付
けられる。）スラリー／ゲル皮膜を付着させた後のＲａ
値も表に示す。
【００７６】サンプル１〜３の皮膜組成物はケイ素−酸
素骨格をもつ乾燥シリコーン結合材を主材とするスラリ
ー皮膜であった。組成は次の通り（成分は以下の順にNa
lgeneびんに加えた）。エタノール（ＥｔＯＨ）１５
ｇ、ＳＲ−３５０シリコーン樹脂７ｇ、UCON滑剤５ｇ。
素骨格をもつ乾燥シリコーン結合材を主材とするスラリ
ー皮膜であった。組成は次の通り（成分は以下の順にNa
lgeneびんに加えた）。エタノール（ＥｔＯＨ）１５
ｇ、ＳＲ−３５０シリコーン樹脂７ｇ、UCON滑剤５ｇ。
【００７７】シリコーン樹脂ＳＲ−３５０はジー・イー
・シリコーンズ(GE Silicones)から入手可能である。こ
れは、ケイ素−酸素骨格をもつ乾燥シリコーン結合材を
主材としており、約９００℃に加熱したときにその重量
の８０％を保持する。滑剤（UCON-50MB-2000）はユニオ
ン・カーバイド(Union Carbide)から入手できるポリア
ルキレングリコールモノブチルエーテル材料である。こ
れら成分を充分に混合したところ、得られた混合物は均
一で半透明であった。
・シリコーンズ(GE Silicones)から入手可能である。こ
れは、ケイ素−酸素骨格をもつ乾燥シリコーン結合材を
主材としており、約９００℃に加熱したときにその重量
の８０％を保持する。滑剤（UCON-50MB-2000）はユニオ
ン・カーバイド(Union Carbide)から入手できるポリア
ルキレングリコールモノブチルエーテル材料である。こ
れら成分を充分に混合したところ、得られた混合物は均
一で半透明であった。
【００７８】次に、ＳＭ８サブミクロンアルミナを２
２．５ｇ加えた後ペイントシェーカーで３５〜４０分混
合した。次いで、ＹＳＺ球（ジルコニアと７重量％のイ
ットリアから作成した球。その約２０〜５０％が中空で
あった）を１７．２５ｇ加えた後、充分に懸濁したスラ
リーを得るのに充分な時間混合した（すなわち、約１０
〜２０分手で混合するか、又は約１〜１０分超音波攪拌
した）。得られた組成物（アルミノケイ酸塩マトリック
ス前駆体とジルコニアを含有していた）を「スラリー
Ａ」と名付けたが、これは流体様（すなわち低粘度）で
色は白色であった。
２．５ｇ加えた後ペイントシェーカーで３５〜４０分混
合した。次いで、ＹＳＺ球（ジルコニアと７重量％のイ
ットリアから作成した球。その約２０〜５０％が中空で
あった）を１７．２５ｇ加えた後、充分に懸濁したスラ
リーを得るのに充分な時間混合した（すなわち、約１０
〜２０分手で混合するか、又は約１〜１０分超音波攪拌
した）。得られた組成物（アルミノケイ酸塩マトリック
ス前駆体とジルコニアを含有していた）を「スラリー
Ａ」と名付けたが、これは流体様（すなわち低粘度）で
色は白色であった。
【００７９】その後、以下の成分を次の順に手で混合し
て「スラリーＢ」を調製した。エタノール１０ｇ、ＹＳ
Ｚ球（上記と同じ）１０ｇ、及びスラリーＡ１０ｇ。
て「スラリーＢ」を調製した。エタノール１０ｇ、ＹＳ
Ｚ球（上記と同じ）１０ｇ、及びスラリーＡ１０ｇ。
【００８０】サンプル１〜３の各々に対して、約３０〜
４０ｐｓｉで作動する通常の塗料噴霧器を用いてＴＢＣ
の表面上にスラリーＡの１つのベース層を噴霧した。付
着の間ＴＢＣ表面を約３５〜約１１０℃の温度に維持し
た。この層の「濡れた」厚さは、硬化した厚さが約１２
ミクロンとなるのに充分であった。付着させた後この第
一の層を約８０℃の対流オーブンで約１５分間加熱して
揮発性物質の実質的な部分を除去した。
４０ｐｓｉで作動する通常の塗料噴霧器を用いてＴＢＣ
の表面上にスラリーＡの１つのベース層を噴霧した。付
着の間ＴＢＣ表面を約３５〜約１１０℃の温度に維持し
た。この層の「濡れた」厚さは、硬化した厚さが約１２
ミクロンとなるのに充分であった。付着させた後この第
一の層を約８０℃の対流オーブンで約１５分間加熱して
揮発性物質の実質的な部分を除去した。
【００８１】次に、スラリーＡの層の上にスラリーＢの
（個々のサンプルによって）３つ又は４つの層を設け
た。付着させた後スラリーＢ層の各々をベース層の場合
と同様に約８０℃で約１５分加熱した。スラリーＢ層の
各々は硬化させたときの厚さが約１２〜２５ミクロンで
あった。最終のスラリーＢ層を設けた後、多層皮膜系を
１１００℃で１時間硬化させた。次いでサンプルを６ミ
クロンと１ミクロンの研磨ディスクで研磨した。
（個々のサンプルによって）３つ又は４つの層を設け
た。付着させた後スラリーＢ層の各々をベース層の場合
と同様に約８０℃で約１５分加熱した。スラリーＢ層の
各々は硬化させたときの厚さが約１２〜２５ミクロンで
あった。最終のスラリーＢ層を設けた後、多層皮膜系を
１１００℃で１時間硬化させた。次いでサンプルを６ミ
クロンと１ミクロンの研磨ディスクで研磨した。
【００８２】針形状測定法(stylus profilometry)を用
いて表面粗度を測定した。測定はボタン表面のいろいろ
な場所で直角方向に各々三回行い、その平均をとった。
実施例２の後に挙げる表にこれらサンプルの結果を示
す。
いて表面粗度を測定した。測定はボタン表面のいろいろ
な場所で直角方向に各々三回行い、その平均をとった。
実施例２の後に挙げる表にこれらサンプルの結果を示
す。
【００８３】実施例２ 実施例１で使用したのと同様なボタン形の試験片を用い
た。ここでも、ボンド皮膜とＴＢＣをボタン上に空気プ
ラズマ溶射した。ジルコニア／イットリアＴＢＣの厚さ
は約５００ミクロンであり、粗度（Ｒａ）は表１に示す
通りであった。（スラリー／ゲル皮膜の付着後、硬化後
及び研磨後のＲａ値も表に示す。）これらサンプルの皮
膜組成物は、実施例１に記載したように、ジルコニア球
とケイ素−酸素骨格をもつ乾燥シリコーン結合材とを主
とするスラリー皮膜（すなわち、スラリーＡ／スラリー
Ｂ）であった。
た。ここでも、ボンド皮膜とＴＢＣをボタン上に空気プ
ラズマ溶射した。ジルコニア／イットリアＴＢＣの厚さ
は約５００ミクロンであり、粗度（Ｒａ）は表１に示す
通りであった。（スラリー／ゲル皮膜の付着後、硬化後
及び研磨後のＲａ値も表に示す。）これらサンプルの皮
膜組成物は、実施例１に記載したように、ジルコニア球
とケイ素−酸素骨格をもつ乾燥シリコーン結合材とを主
とするスラリー皮膜（すなわち、スラリーＡ／スラリー
Ｂ）であった。
【００８４】サンプル４〜５の各々に対して、約３０〜
４０ｐｓｉで作動する通常の塗料噴霧器を用いてＴＢＣ
の表面上にスラリーＡの１つのベース層を噴霧した。ベ
ース層の付着の間ＴＢＣを室温に維持した。この層の
「濡れた」厚さは、硬化した厚さが約１２〜２５ミクロ
ンとなるのに充分であった。付着させた後この第一の層
を約８０℃の対流オーブンで約１５分間加熱して揮発性
物質の実質的な部分を除去した。
４０ｐｓｉで作動する通常の塗料噴霧器を用いてＴＢＣ
の表面上にスラリーＡの１つのベース層を噴霧した。ベ
ース層の付着の間ＴＢＣを室温に維持した。この層の
「濡れた」厚さは、硬化した厚さが約１２〜２５ミクロ
ンとなるのに充分であった。付着させた後この第一の層
を約８０℃の対流オーブンで約１５分間加熱して揮発性
物質の実質的な部分を除去した。
【００８５】次に、スラリーＡの層の上にスラリーＢの
３つの層を設けた。付着させた後スラリーＢ層の各々を
ベース層の場合と同様に８０℃で約１５分加熱した。ス
ラリーＢ層の各々は硬化させたときの厚さが約１２〜２
５ミクロンであった。最終のスラリーＢ層を設けた後、
多層皮膜系を１１００℃で１時間硬化させた。次いでサ
ンプルを６ミクロンと１ミクロンの研磨ディスクで研磨
した。
３つの層を設けた。付着させた後スラリーＢ層の各々を
ベース層の場合と同様に８０℃で約１５分加熱した。ス
ラリーＢ層の各々は硬化させたときの厚さが約１２〜２
５ミクロンであった。最終のスラリーＢ層を設けた後、
多層皮膜系を１１００℃で１時間硬化させた。次いでサ
ンプルを６ミクロンと１ミクロンの研磨ディスクで研磨
した。
【００８６】第一の実施例に記載したようにして表面粗
度を測定した。次の表にこれらのサンプルの結果を示
す。 表 サンプル Ｎｏ 皮膜組成* 層の数 ＳＦ前のＲａ** ＳＦ後のＲａ** １〜３ スラリーＡ／ ３〜４c １４〜１７μｍ ６〜８μｍe スラリーＢa ４ スラリーＡ／ ４d ２０μｍ ２．５μｍe スラリーＢb ５ スラリーＡ／ ４d １２μｍ ２．０μｍe スラリーＢb * 皮膜組成 ** 表面仕上げ（すなわち、前記スラリー皮膜の付着、加熱、研磨）前と表面 仕上げ後の粗度Ｒａ （ａ）前記イットリアで安定化したジルコニア球／アルミノケイ酸塩マトリッ クス（基体はＹＳＺＴＢＣ） （ｂ）前記イットリアで安定化したジルコニア球／アルミノケイ酸塩マトリッ クス（基体はＹＳＺＴＢＣ） （ｃ）ＴＢＣ層上に付着、４０〜６０℃の温度で加熱 （ｄ）ＴＢＣ層上に付着、２２〜２８℃の温度で加熱 （ｅ）６ミクロンの砥石で３０秒、１ミクロンの砥石で３０秒研磨した後のＲ ａ値。 サンプル１〜３は本発明のプロセスによってある程度平
滑化されたが研磨後いくつかのピークと谷がＴＢＣ表面
内に残っていた。この組成物とプロセスは、極めて高度
の平滑度が要求されないようないくつかの実施形態で有
用であろう。
度を測定した。次の表にこれらのサンプルの結果を示
す。 表 サンプル Ｎｏ 皮膜組成* 層の数 ＳＦ前のＲａ** ＳＦ後のＲａ** １〜３ スラリーＡ／ ３〜４c １４〜１７μｍ ６〜８μｍe スラリーＢa ４ スラリーＡ／ ４d ２０μｍ ２．５μｍe スラリーＢb ５ スラリーＡ／ ４d １２μｍ ２．０μｍe スラリーＢb * 皮膜組成 ** 表面仕上げ（すなわち、前記スラリー皮膜の付着、加熱、研磨）前と表面 仕上げ後の粗度Ｒａ （ａ）前記イットリアで安定化したジルコニア球／アルミノケイ酸塩マトリッ クス（基体はＹＳＺＴＢＣ） （ｂ）前記イットリアで安定化したジルコニア球／アルミノケイ酸塩マトリッ クス（基体はＹＳＺＴＢＣ） （ｃ）ＴＢＣ層上に付着、４０〜６０℃の温度で加熱 （ｄ）ＴＢＣ層上に付着、２２〜２８℃の温度で加熱 （ｅ）６ミクロンの砥石で３０秒、１ミクロンの砥石で３０秒研磨した後のＲ ａ値。 サンプル１〜３は本発明のプロセスによってある程度平
滑化されたが研磨後いくつかのピークと谷がＴＢＣ表面
内に残っていた。この組成物とプロセスは、極めて高度
の平滑度が要求されないようないくつかの実施形態で有
用であろう。
【００８７】サンプル４と５は軽い研磨の後に極めて滑
らかな表面仕上げを示した。これらのサンプルに関する
技術と組成物はタービンエンジンの翼部品上に用いるＴ
ＢＣの表面仕上げに非常に有用であろう。
らかな表面仕上げを示した。これらのサンプルに関する
技術と組成物はタービンエンジンの翼部品上に用いるＴ
ＢＣの表面仕上げに非常に有用であろう。
【００８８】図１は、被覆したサンプルの断面を示す倍
率２００倍の顕微鏡写真である。この図の下側の白い部
分は、ニッケル基超合金基体の上に空気プラズマ溶射し
た硬化したＹＳＺタイプの断熱皮膜（ＴＢＣ）である
（ＴＢＣの付着前にＮｉＣｒＡｌＹタイプのボンドコー
トを設けた）。付着させたままのＴＢＣの粗度はこの写
真の明るい部分と暗い部分の境目に示されている。
率２００倍の顕微鏡写真である。この図の下側の白い部
分は、ニッケル基超合金基体の上に空気プラズマ溶射し
た硬化したＹＳＺタイプの断熱皮膜（ＴＢＣ）である
（ＴＢＣの付着前にＮｉＣｒＡｌＹタイプのボンドコー
トを設けた）。付着させたままのＴＢＣの粗度はこの写
真の明るい部分と暗い部分の境目に示されている。
【００８９】本発明に従ってＴＢＣの上にアルミノケイ
酸塩／ジルコニア／イットリアを主とするスラリー層
（図の暗い部分）をスプレー噴霧した。実施例２の場合
と同様に、ＴＢＣの表面上にスラリーＡのベース層を噴
霧した後スラリーＢの３つの層を噴霧した。スラリーＢ
層の各々は約１００℃で約１５分加熱した。最後のスラ
リーＢ皮膜を設けた後６ミクロンの砥石で３０秒、そし
て１ミクロンの砥石で３０秒研磨した。その後、研磨し
たスラリーＢ皮膜の上に追加のスラリーＡ皮膜を噴霧
し、約１００℃で熱処理した。次いで、乾燥したスラリ
ーＡ皮膜を前の層と同様に研磨した。その後オーバーコ
ートを約９００℃で１時間熱処理した。
酸塩／ジルコニア／イットリアを主とするスラリー層
（図の暗い部分）をスプレー噴霧した。実施例２の場合
と同様に、ＴＢＣの表面上にスラリーＡのベース層を噴
霧した後スラリーＢの３つの層を噴霧した。スラリーＢ
層の各々は約１００℃で約１５分加熱した。最後のスラ
リーＢ皮膜を設けた後６ミクロンの砥石で３０秒、そし
て１ミクロンの砥石で３０秒研磨した。その後、研磨し
たスラリーＢ皮膜の上に追加のスラリーＡ皮膜を噴霧
し、約１００℃で熱処理した。次いで、乾燥したスラリ
ーＡ皮膜を前の層と同様に研磨した。その後オーバーコ
ートを約９００℃で１時間熱処理した。
【００９０】スラリー皮膜（すなわちオーバーコート）
内のジルコニア球は図１でよく分かる。このスラリー皮
膜は付着したＴＢＣにかなりの量の平滑度を与える。
内のジルコニア球は図１でよく分かる。このスラリー皮
膜は付着したＴＢＣにかなりの量の平滑度を与える。
【００９１】図２は被覆したＴＢＣサンプルの断面を示
す別の顕微鏡写真である。基体、ボンドコート及びＴＢ
Ｃは図１に示したサンプルと同じ組成であった。基体に
割れ目が存在するが、これは「プルアウト」すなわち研
磨作業中に意図に反してＴＢＣ材料の粒子が除去された
ために起こったものである。
す別の顕微鏡写真である。基体、ボンドコート及びＴＢ
Ｃは図１に示したサンプルと同じ組成であった。基体に
割れ目が存在するが、これは「プルアウト」すなわち研
磨作業中に意図に反してＴＢＣ材料の粒子が除去された
ために起こったものである。
【００９２】この割れ目は、アルミノケイ酸塩／ジルコ
ニア／イットリアを主とするスラリー材料の層を多数Ｔ
ＢＣの表面上にブラシ塗りすることによって効果的に充
填された。付着させた後にスラリー層を４２０℃で硬化
させた。スラリー層はＴＢＣに極めて強く結合してお
り、ＴＢＣと実質的に同等な耐熱特性を示しているが、
同時に高レベルの平滑度を保護皮膜に与えている。
ニア／イットリアを主とするスラリー材料の層を多数Ｔ
ＢＣの表面上にブラシ塗りすることによって効果的に充
填された。付着させた後にスラリー層を４２０℃で硬化
させた。スラリー層はＴＢＣに極めて強く結合してお
り、ＴＢＣと実質的に同等な耐熱特性を示しているが、
同時に高レベルの平滑度を保護皮膜に与えている。
【００９３】例示の目的で好ましい実施形態について説
明して来たが、以上の説明は本発明の範囲を限定するも
のではない。一例を挙げると、他のさまざまなタイプの
保護皮膜、例えば耐酸化性皮膜、耐腐食性皮膜又は耐摩
耗性皮膜を本発明に従って平滑化することができよう。
実際、本発明の方法は、最初は粗度を示すいかなるセラ
ミックを主材とする皮膜をも平滑化するのに使用するこ
とができる。さらに、特許請求の範囲に記載した本発明
の思想と範囲を逸脱しないさまざまなその他の修正、適
応及び変形が当業者には明らかであろう。
明して来たが、以上の説明は本発明の範囲を限定するも
のではない。一例を挙げると、他のさまざまなタイプの
保護皮膜、例えば耐酸化性皮膜、耐腐食性皮膜又は耐摩
耗性皮膜を本発明に従って平滑化することができよう。
実際、本発明の方法は、最初は粗度を示すいかなるセラ
ミックを主材とする皮膜をも平滑化するのに使用するこ
とができる。さらに、特許請求の範囲に記載した本発明
の思想と範囲を逸脱しないさまざまなその他の修正、適
応及び変形が当業者には明らかであろう。
【００９４】本明細書中に挙げた特許、論文及び文献は
すべて援用によりその開示内容が本明細書に含まれてい
るものとする。
すべて援用によりその開示内容が本明細書に含まれてい
るものとする。
【図１】本発明に従って断熱皮膜に設けられたスラリー
皮膜の断面の顕微鏡写真である。
皮膜の断面の顕微鏡写真である。
【図２】プルアウトキャビティーを有する断熱皮膜に本
発明に従って設けられたスラリー皮膜の顕微鏡写真であ
る。
発明に従って設けられたスラリー皮膜の顕微鏡写真であ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０１Ｄ 9/02 １０２ Ｆ０１Ｄ 9/02 １０２ Ｆ０２Ｃ 7/00 Ｆ０２Ｃ 7/00 Ｃ Ｄ Ｆ２３Ｒ 3/42 Ｆ２３Ｒ 3/42 Ｃ (72)発明者 カーチス・アラン・ジョンソン アメリカ合衆国、ニューヨーク州、スケネ クタデイ、ブリー・ロード、379番 (72)発明者 ワレン・アーサー・ネルソン アメリカ合衆国、ニューヨーク州、クリフ トン・パーク、ストラトフォード・コー ト、２番
Claims (54)
- 【請求項１】 粗度を示すセラミックを主材とする保護
コーティングの表面を平滑化する方法であって、 （ａ）少なくとも１つのセラミックを主材とするスラリ
ー／ゲル皮膜を保護皮膜の表面上に付け、 （ｂ）スラリー／ゲルコーティングから実質的にすべて
の揮発性物質を除去するのに充分な温度及び時間条件下
でスラリー／ゲルコーティングを加熱し、次いで、 （ｃ）スラリー／ゲルコーティングを硬化させると共に
保護皮膜に結合させるのに充分な温度及び時間条件下で
スラリー／ゲルコーティングをさらに加熱するステップ
を含んでなる方法。 - 【請求項２】 スラリー／ゲルコーティングが、硬化し
た際に約７ミクロン未満の保護皮膜表面粗度（Ｒａ）を
提供するのに充分な厚さを有する、請求項１記載の方
法。 - 【請求項３】 スラリー／ゲルコーティングが、硬化し
た際に約３ミクロン未満の保護皮膜表面粗度（Ｒａ）を
提供するのに充分な厚さを有する、請求項２記載の方
法。 - 【請求項４】 スラリー／ゲルコーティングが、耐火性
充填材と酸化物マトリックスの前駆体とを含むスラリー
である、請求項１記載の方法。 - 【請求項５】 耐火性充填材がジルコニアである、請求
項４記載の方法。 - 【請求項６】 ジルコニアが球の形態である、請求項５
記載の方法。 - 【請求項７】 ジルコニアが、酸化イットリウム、酸化
セリウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化ス
カンジウム、及びこれら酸化物の混合物より成る群の中
から選択される物質によって化学的に安定化されてい
る、請求項５記載の方法。 - 【請求項８】 ジルコニアが、スラリーコーティングの
全体積を基準にして約２０〜約７０体積％で存在する、
請求項５記載の方法。 - 【請求項９】 酸化物マトリックスが、酸化アルミニウ
ム、アルミノケイ酸塩、酸化カルシウム、酸化マグネシ
ウム、酸化バリウム、二酸化ケイ素、二酸化チタン、二
酸化ジルコニウム、酸化イットリウム、及びこれら酸化
物の混合物より成る群の中から選択される酸化物からな
る、請求項４記載の方法。 - 【請求項１０】 酸化物マトリックスがアルミナ、アル
ミノケイ酸塩、又はアルミナとアルミノケイ酸塩の混合
物からなる、請求項９記載の方法。 - 【請求項１１】 ステップ（ｂ）の後スラリー／ゲルコ
ーティングを研磨又は研削する、請求項１記載の方法。 - 【請求項１２】 ステップ（ｃ）の後硬化したスラリー
／ゲルコーティングを研磨又は研削する、請求項１記載
の方法。 - 【請求項１３】 ステップ（ａ）のスラリー／ゲルコー
ティングが単一のスラリーベース層であり、このベース
層が酸化物マトリックスの前駆体と、ベース層組成物の
重量を基準にして約０〜約４０重量％の耐火性充填材と
からなる組成を有しており、ステップ（ｂ）と（ｃ）の
間に少なくとも１つのスラリー／ゲルトップコートをベ
ース層の上に設けて最終オーバーコートを形成し、トッ
プコートの少なくとも１つが耐火性充填材を含む組成物
から形成される、請求項１記載の方法。 - 【請求項１４】 耐火性充填材がジルコニアからなる、
請求項１３記載の方法。 - 【請求項１５】 ベース層を設けた後約２〜約１０のス
ラリー／ゲルトップコートを設け、各トップコートがベ
ース層に含有される耐火性充填材の量より多くの耐火性
充填材を含有する、請求項１３記載の方法。 - 【請求項１６】 連続するトップコートの各々がその前
のトップコートに含有される耐火性充填材の量より多く
の耐火性充填材を含有する、請求項１５記載の方法。 - 【請求項１７】 各トップコートを設けた後、過剰の発
泡を防ぎつつ各トップコート内の実質的にすべての揮発
性物質を除去するのに充分な時間／温度スケジュールに
従って各トップコートを加熱処理する、請求項１３記載
の方法。 - 【請求項１８】 最後に設けたトップコートの上にセラ
ミックを主材とする仕上げコートを設ける、請求項１３
記載の方法。 - 【請求項１９】 仕上げコートがベース層と実質的に同
じ組成を有する、請求項１８記載の方法。 - 【請求項２０】 保護皮膜の表面がピットもしくはクラ
ックをもっているか又はピットとクラックを組み合わせ
てもっており、硬化したスラリー／ゲルコーティングが
ピット又はクラックのすべてを実質的に充填する、請求
項１記載の方法。 - 【請求項２１】 保護皮膜の表面が山と谷をもってお
り、硬化したスラリー／ゲルコーティングが保護皮膜の
表面を被覆し、かつすべての谷を充填する、請求項１記
載の方法。 - 【請求項２２】 硬化したスラリー／ゲルコーティング
を研磨又は研削して山から硬化したスラリー／ゲルコー
ティングの実質的にすべてを除去する一方谷内に硬化し
たスラリー／ゲルコーティングを残す、請求項２１記載
の方法。 - 【請求項２３】 金属を主材とする基体の上に保護皮膜
を設ける、請求項１記載の方法。 - 【請求項２４】 基体にボンドコートを接触させ、この
ボンドコートの上に保護皮膜を設ける、請求項２３記載
の方法。 - 【請求項２５】 基体が超合金を含む物質からなる、請
求項２３記載の方法。 - 【請求項２６】 超合金基体上に保護皮膜を設ける方法
であって、 （ｉ）基体の上に断熱皮膜を設け、 （ii）断熱皮膜の表面上に少なくとも１つのセラミック
を主材とするスラリー／ゲルコーティングを付け、 （iii）スラリー／ゲルコーティングから実質的にすべ
ての揮発性物質を除去するのに充分な温度及び時間条件
下でスラリー／ゲルコーティングを加熱し、次いで、 （iv）スラリー／ゲルコーティングを硬化させると共に
断熱皮膜に結合させるのに充分な温度及び時間条件下で
スラリー／ゲルコーティングをさらに加熱するステップ
を含んでなる方法。 - 【請求項２７】 ステップ（iv）の後スラリー／ゲルコ
ーティングを研磨又は研削してコーティングをさらに平
滑化する、請求項２６記載の方法。 - 【請求項２８】 スラリー／ゲルコーティングがジルコ
ニア球と酸化物マトリックスの前駆体とからなる、請求
項２６記載の方法。 - 【請求項２９】 断熱皮膜を設ける前に基体にボンドコ
ートを設ける、請求項２６記載の方法。 - 【請求項３０】 プラズマ溶射技術によって断熱皮膜を
設ける、請求項２６記載の方法。 - 【請求項３１】 スラリー／ゲルコーティングが、硬化
した際に約７ミクロン未満の断熱皮膜表面粗度（Ｒａ）
を提供するのに充分な厚さを有する、請求項２６記載の
方法。 - 【請求項３２】 断熱皮膜がイットリアで安定化したジ
ルコニアからなる、請求項２６記載の方法。 - 【請求項３３】 断熱皮膜を設けた後であるがステップ
（ii）の前に断熱皮膜をある程度平滑化する、請求項２
６記載の方法。 - 【請求項３４】 ステップ（ii）の前に平滑化するステ
ップを、研削、タンブリング、ヘビーサンディング、重
研磨、又はこれら技術の任意の組合せより成る群の中か
ら選択される技術によって行う、請求項３３記載の方
法。 - 【請求項３５】 粗度を示すジルコニアを主材とする断
熱皮膜の表面を平滑化する方法であって、 （ａ）少なくとも１つのジルコニアを主材とするスラリ
ー／ゲルコーティングを断熱皮膜の表面上に付け、 （ｂ）スラリー／ゲルコーティングから実質的にすべて
の揮発性物質を除去するのに充分な温度及び時間条件下
でスラリー／ゲルコーティングを加熱し、次いで、 （ｃ）スラリー／ゲルコーティングを硬化させると共に
断熱皮膜に結合させるのに充分な温度及び時間条件下で
スラリー／ゲルコーティングをさらに加熱するステップ
を含んでなる方法。 - 【請求項３６】 スラリー／ゲルコーティングが、ジル
コニアを主材とする耐火性充填材と、アルミナ、アルミ
ノケイ酸塩、及びアルミナとアルミノケイ酸塩の混合物
より成る群の中から選択される酸化物マトリックスとを
含むスラリーである、請求項３５記載の方法。 - 【請求項３７】 断熱皮膜を超合金基体の上に設ける、
請求項３５記載の方法。 - 【請求項３８】 超合金基体がタービンエンジンの部品
である、請求項３７記載の方法。 - 【請求項３９】 （Ｉ）金属を主材とする基体と、 （II）基体の上に設けられた保護皮膜と、 （III）保護皮膜の表面上のセラミックを主材とするス
ラリー／ゲルオーバーコートと を含んでなる物品。 - 【請求項４０】 成分（III）が連続的に設けられた少
なくとも２つのスラリー／ゲル皮膜からなる、請求項３
９記載の物品。 - 【請求項４１】 成分（III）がジルコニアと酸化物マ
トリックスの前駆体とからなる、請求項３９記載の物
品。 - 【請求項４２】 酸化物マトリックスの前駆体がアルミ
ナとシリカ源とを含む、請求項４１記載の物品。 - 【請求項４３】 酸化物マトリックスの前駆体がさらに
液体の担体を含む、請求項４２記載の物品。 - 【請求項４４】 （Ｉ）金属を主材とする基体と、 （II）基体の上に設けられた保護皮膜と、 （III）保護皮膜の表面上の硬化したセラミックを主材
とするスラリー／ゲル皮膜と を含んでなる物品。 - 【請求項４５】 成分（III）が酸化物マトリックス内
に含有される耐火性充填材を含む、請求項４４記載の物
品。 - 【請求項４６】 金属を主材とする基体が超合金であ
る、請求項４４記載の物品。 - 【請求項４７】 基体と成分（III）との間にボンドコ
ートが配置されている、請求項４４記載の物品。 - 【請求項４８】 保護皮膜の表面が山と谷をもってお
り、硬化したスラリー／ゲル皮膜の実質的にすべてが谷
の中に存在する、請求項４４記載の物品。 - 【請求項４９】 保護皮膜がジルコニアを主材とする断
熱皮膜である、請求項４４記載の物品。 - 【請求項５０】 断熱皮膜がプラズマ溶射によって設け
られている、請求項４９記載の物品。 - 【請求項５１】 約７ミクロン未満の表面粗度（Ｒａ）
を示す、請求項４９記載の物品。 - 【請求項５２】 （Ｉ）超合金を主材とする基体と、 （II）基体の上に設けられたジルコニアを主材とする断
熱皮膜と、 （III）断熱皮膜の表面上の硬化したセラミックを主材
とするスラリー／ゲルオーバーコートと を含んでなる物品。 - 【請求項５３】 オーバーコートが、ジルコニアを主材
とする耐火性充填材と、アルミナ、アルミノケイ酸塩、
及びアルミナとアルミノケイ酸塩の混合物より成る群の
中から選択される酸化物マトリックスとからなる、請求
項５２記載の物品。 - 【請求項５４】 超合金基体がタービンエンジンの部品
である、請求項５２記載の物品。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/409878 | 1999-10-01 | ||
| US09/409,878 US6294261B1 (en) | 1999-10-01 | 1999-10-01 | Method for smoothing the surface of a protective coating |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001226759A true JP2001226759A (ja) | 2001-08-21 |
| JP2001226759A5 JP2001226759A5 (ja) | 2007-11-15 |
Family
ID=23622351
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000297788A Pending JP2001226759A (ja) | 1999-10-01 | 2000-09-29 | 保護皮膜の表面を平滑化する方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6294261B1 (ja) |
| EP (1) | EP1088908A3 (ja) |
| JP (1) | JP2001226759A (ja) |
| KR (2) | KR20010050755A (ja) |
Cited By (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004211703A (ja) * | 2002-12-31 | 2004-07-29 | General Electric Co <Ge> | 改良された高温スプラッシュプレート |
| JP2004211702A (ja) * | 2002-12-31 | 2004-07-29 | General Electric Co <Ge> | 光学反射により温度を低下させた改良型高温センタボデー及びその製造方法 |
| JP2004211701A (ja) * | 2002-12-31 | 2004-07-29 | General Electric Co <Ge> | 光学反射により温度を低下させた改良型高温燃焼器壁及びその製造方法 |
| JP2004323976A (ja) * | 2003-04-22 | 2004-11-18 | General Electric Co <Ge> | 遮熱コーティングを補修する現場法及び組成物 |
| JP2007185654A (ja) * | 2006-01-10 | 2007-07-26 | United Technol Corp <Utc> | コーティング方法およびコーティングされた物品 |
| JP2007229704A (ja) * | 2006-03-01 | 2007-09-13 | United Technol Corp <Utc> | 高密度保護被覆、その製造方法および被覆された物品 |
| JP2008502804A (ja) * | 2004-06-18 | 2008-01-31 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 燃焼器構成要素の滑らかな外側被覆膜及びその被覆方法 |
| JP2008133827A (ja) * | 2006-11-08 | 2008-06-12 | General Electric Co <Ge> | 耐酸化性を得るためのセラミック耐食性コーティング |
| JP2008174838A (ja) * | 2007-01-17 | 2008-07-31 | General Electric Co <Ge> | ガスタービンエンジンの被覆方法及び装置 |
| JP2011057542A (ja) * | 2009-07-31 | 2011-03-24 | General Electric Co <Ge> | 耐環境コーティングの表面粗度を向上させる方法及び表面粗度が向上した耐環境コーティングを有する部品 |
| JP2011080149A (ja) * | 2009-10-12 | 2011-04-21 | General Electric Co <Ge> | 皮膜系の形成方法、該方法で形成される皮膜系及び被覆部品 |
| JP2013506760A (ja) * | 2009-09-30 | 2013-02-28 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 歪み耐性の腐食保護コーティング組成物およびコーティングされた物品を構成する方法 |
| US8393861B2 (en) | 2008-11-27 | 2013-03-12 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Steam device |
| US8460799B2 (en) | 2009-06-30 | 2013-06-11 | Hitachi, Ltd. | High-temperature resistant component and gas turbine hot part |
| JP2015529749A (ja) * | 2012-08-03 | 2015-10-08 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 耐環境皮膜の大気プラズマ溶射／スラリーハイブリッド法 |
| KR101727848B1 (ko) | 2013-03-13 | 2017-04-17 | 가부시키가이샤 후지미인코퍼레이티드 | 용사용 슬러리, 용사 피막 및 용사 피막의 형성 방법 |
| US9771826B2 (en) | 2009-07-31 | 2017-09-26 | General Electric Company | Components with environmental barrier coatings having improved surface roughness |
| JP2018529017A (ja) * | 2015-07-08 | 2018-10-04 | サフラン・エアクラフト・エンジンズ | Ｃｍａｓに対する保護のためのコーティングによってコーティングされた部品 |
| JP2019157216A (ja) * | 2018-03-14 | 2019-09-19 | 三菱重工業株式会社 | セラミックコーティング、タービン部材、ガスタービン及びセラミックコーティングの製造方法 |
Families Citing this family (78)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20020041928A1 (en) * | 1997-03-26 | 2002-04-11 | Leonid V. Budaragin | Method for coating substrate with metal oxide coating |
| US7128804B2 (en) * | 2000-12-29 | 2006-10-31 | Lam Research Corporation | Corrosion resistant component of semiconductor processing equipment and method of manufacture thereof |
| US6548190B2 (en) * | 2001-06-15 | 2003-04-15 | General Electric Company | Low thermal conductivity thermal barrier coating system and method therefor |
| DE50202696D1 (de) | 2001-08-14 | 2005-05-12 | Alstom Technology Ltd Baden | Verfahren zur Bearbeitung einer beschichteten Gasturbinenschaufel |
| FR2830856B1 (fr) * | 2001-10-15 | 2004-07-30 | Pechiney Aluminium | Precurseur de revetement et procede pour revetir un substrat d'une couche refractaire |
| FR2830857B1 (fr) | 2001-10-15 | 2004-07-30 | Pechiney Aluminium | Precurseur de revetement et procede pour revetir un substrat d'une couche refractaire |
| WO2003033436A2 (fr) * | 2001-10-15 | 2003-04-24 | Aluminium Pechiney | Precurseur de revetement et procede pour revetir un substrat d'une couche refractaire |
| KR100440500B1 (ko) * | 2001-12-07 | 2004-07-15 | 주식회사 코미코 | 플라즈마 스프레이 방식을 이용한 세라믹 반도체 부품의제조 및 재생 방법 |
| US7780786B2 (en) | 2002-11-28 | 2010-08-24 | Tokyo Electron Limited | Internal member of a plasma processing vessel |
| US7226668B2 (en) * | 2002-12-12 | 2007-06-05 | General Electric Company | Thermal barrier coating containing reactive protective materials and method for preparing same |
| US6893750B2 (en) * | 2002-12-12 | 2005-05-17 | General Electric Company | Thermal barrier coating protected by alumina and method for preparing same |
| US6933061B2 (en) * | 2002-12-12 | 2005-08-23 | General Electric Company | Thermal barrier coating protected by thermally glazed layer and method for preparing same |
| EP1484427A3 (en) * | 2003-06-06 | 2005-10-26 | General Electric Company | Top coating system for industrial turbine nozzle airfoils and other hot gas path components and related method |
| DE10332938B4 (de) * | 2003-07-19 | 2016-12-29 | General Electric Technology Gmbh | Thermisch belastetes Bauteil einer Gasturbine |
| DE10337019A1 (de) * | 2003-08-12 | 2005-03-10 | Alstom Technology Ltd Baden | Verfahren zur Bearbeitung einer beschichteten Gasturbinenschaufel |
| US7546683B2 (en) * | 2003-12-29 | 2009-06-16 | General Electric Company | Touch-up of layer paint oxides for gas turbine disks and seals |
| US7368164B2 (en) * | 2004-06-18 | 2008-05-06 | General Electric Company | Smooth outer coating for combustor components and coating method therefor |
| US7666512B2 (en) * | 2004-08-09 | 2010-02-23 | United Technologies Corporation | Thermal resistant environmental barrier coating |
| WO2006113447A2 (en) * | 2005-04-14 | 2006-10-26 | Ted Johnson | Superabrasive coatings |
| US20060275553A1 (en) * | 2005-06-03 | 2006-12-07 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Electrically conductive thermal barrier coatings capable for use in electrode discharge machining |
| US20060280955A1 (en) * | 2005-06-13 | 2006-12-14 | Irene Spitsberg | Corrosion resistant sealant for EBC of silicon-containing substrate and processes for preparing same |
| US20060280954A1 (en) * | 2005-06-13 | 2006-12-14 | Irene Spitsberg | Corrosion resistant sealant for outer EBL of silicon-containing substrate and processes for preparing same |
| US20070039176A1 (en) | 2005-08-01 | 2007-02-22 | Kelly Thomas J | Method for restoring portion of turbine component |
| US20070099013A1 (en) * | 2005-10-27 | 2007-05-03 | General Electric Company | Methods and apparatus for manufacturing a component |
| US20070128447A1 (en) * | 2005-12-02 | 2007-06-07 | General Electric Company | Corrosion inhibiting ceramic coating and method of application |
| US7622195B2 (en) * | 2006-01-10 | 2009-11-24 | United Technologies Corporation | Thermal barrier coating compositions, processes for applying same and articles coated with same |
| US20100255289A1 (en) * | 2006-01-25 | 2010-10-07 | Charles Lewinsohn | Aluminosilicate-Based Oxide Composite Coating and Bond Coat for Silicon-Based Ceramic Substrates |
| US20070184204A1 (en) * | 2006-01-25 | 2007-08-09 | Shekar Balagopal | Environmental and Thermal Barrier Coating to Protect a Pre-Coated Substrate |
| US20080026248A1 (en) * | 2006-01-27 | 2008-01-31 | Shekar Balagopal | Environmental and Thermal Barrier Coating to Provide Protection in Various Environments |
| EP2083865A2 (en) | 2006-10-12 | 2009-08-05 | C-3 International, Llc | Methods for providing prophylactic surface treatment for fluid processing systems and components thereof |
| EP1947216B1 (de) * | 2007-01-16 | 2015-07-01 | Alstom Technology Ltd | Verfahren zur Verlängerung der zyklischen Lebensdauer von Wärmedämmschichten,insbesondere auf Bauteilen von Gasturbinen |
| US9644273B2 (en) | 2007-02-09 | 2017-05-09 | Honeywell International Inc. | Protective barrier coatings |
| DE102007050141A1 (de) * | 2007-10-19 | 2009-04-23 | Mtu Aero Engines Gmbh | Verschleißschutzbeschichtung |
| US20090110953A1 (en) * | 2007-10-29 | 2009-04-30 | General Electric Company | Method of treating a thermal barrier coating and related articles |
| US8273231B2 (en) * | 2007-12-21 | 2012-09-25 | Rolls-Royce Corporation | Methods of depositing coatings with γ-Ni + γ′-Ni3A1 phase constitution |
| US8623301B1 (en) | 2008-04-09 | 2014-01-07 | C3 International, Llc | Solid oxide fuel cells, electrolyzers, and sensors, and methods of making and using the same |
| US20090274850A1 (en) * | 2008-05-01 | 2009-11-05 | United Technologies Corporation | Low cost non-line-of -sight protective coatings |
| FR2932106B1 (fr) * | 2008-06-06 | 2010-05-21 | Airbus France | Procede de depose d'un revetement visant a ameliorer l'ecoulement laminaire |
| US20110059321A1 (en) * | 2008-06-23 | 2011-03-10 | General Electric Company | Method of repairing a thermal barrier coating and repaired coating formed thereby |
| US8501273B2 (en) * | 2008-10-02 | 2013-08-06 | Rolls-Royce Corporation | Mixture and technique for coating an internal surface of an article |
| EP2224039A1 (de) * | 2009-01-28 | 2010-09-01 | Siemens Aktiengesellschaft | Beschichtung mit thermischen und nicht-thermischen Beschichtungsverfahren |
| DE102009010110B4 (de) * | 2009-02-21 | 2014-08-28 | MTU Aero Engines AG | Erosionsschutz-Beschichtungssystem für Gasturbinenbauteile |
| US9624583B2 (en) * | 2009-04-01 | 2017-04-18 | Rolls-Royce Corporation | Slurry-based coating techniques for smoothing surface imperfections |
| US20110027517A1 (en) * | 2009-07-31 | 2011-02-03 | Glen Harold Kirby | Methods of improving surface roughness of an environmental barrier coating and components comprising environmental barrier coatings having improved surface roughness |
| US8986779B2 (en) * | 2009-07-31 | 2015-03-24 | General Electric Company | Methods of improving surface roughness of an environmental barrier coating and components comprising environmental barrier coatings having improved surface roughness |
| US9062564B2 (en) | 2009-07-31 | 2015-06-23 | General Electric Company | Solvent based slurry compositions for making environmental barrier coatings and environmental barrier coatings comprising the same |
| US9212100B2 (en) | 2009-07-31 | 2015-12-15 | General Electric Company | Environmental barrier coatings for high temperature ceramic components |
| US8501840B2 (en) | 2009-07-31 | 2013-08-06 | General Electric Company | Water based slurry compositions for making environmental barrier coatings and environmental barrier coatings comprising the same |
| US9073793B2 (en) * | 2009-07-31 | 2015-07-07 | General Electric Company | Slurry compositions for making environmental barrier coatings and environmental barrier coatings comprising the same |
| US8999457B2 (en) * | 2009-07-31 | 2015-04-07 | General Electric Company | Methods for making environmental barrier coatings using sintering aids |
| US20110027557A1 (en) * | 2009-07-31 | 2011-02-03 | Glen Harold Kirby | Solvent based environmental barrier coatings for high temperature ceramic components |
| US9023435B2 (en) * | 2009-07-31 | 2015-05-05 | General Electric Company | Methods for making water based environmental barrier coatings using sintering aids |
| US20110027467A1 (en) * | 2009-07-31 | 2011-02-03 | Glen Harold Kirby | Methods of making environmental barrier coatings for high temperature ceramic components using sintering aids |
| US9005716B2 (en) * | 2009-07-31 | 2015-04-14 | General Electric Company | Method for making solvent based environmental barrier coatings using sintering aids |
| US9056802B2 (en) * | 2009-07-31 | 2015-06-16 | General Electric Company | Methods for making environmental barrier coatings using sintering aids |
| US9005717B2 (en) * | 2009-07-31 | 2015-04-14 | General Electric Company | Methods for making environmental barrier coatings using sintering aids |
| US8147922B2 (en) * | 2009-09-18 | 2012-04-03 | General Electric Company | Composition and method for a thermal coating system |
| CA2899575C (en) | 2010-02-10 | 2020-03-10 | Ut-Battelle, Llc | Low temperature electrolytes for solid oxide cells having high ionic conductivity |
| US20140094356A1 (en) * | 2012-09-28 | 2014-04-03 | General Electric Company | Treatment process, oxide-forming treatment composition, and treated component |
| US9272465B2 (en) * | 2012-10-28 | 2016-03-01 | The Boeing Company | High-quality flame-retardant decorative finish for interior panels |
| KR102094304B1 (ko) * | 2013-02-05 | 2020-03-30 | (주) 코미코 | 표면 처리 방법 및 이를 이용한 세라믹 구조물 |
| WO2014144437A1 (en) | 2013-03-15 | 2014-09-18 | Rolls-Royce Corporation | Slurry-based coating restoration |
| US9573198B1 (en) | 2013-06-06 | 2017-02-21 | The Boeing Company | Double eccentric positioning apparatus |
| EP3022792A4 (en) | 2013-07-15 | 2016-12-21 | Fcet Inc | LOW TEMPERATURE solid oxide fuel cells |
| EP2977487B1 (en) * | 2014-07-25 | 2018-09-05 | Ansaldo Energia IP UK Limited | Method for smoothing the surface of a coating |
| US10252395B2 (en) * | 2015-02-16 | 2019-04-09 | United Technologies Corporation | Ceramic coating polishing method |
| DE102015221751A1 (de) * | 2015-11-05 | 2017-05-11 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zur Herstellung einer Korrosionsschutzschicht für Wärmedämmschichten aus hohlen Aluminiumoxidkugeln und äußerster Glasschicht und Bauteil sowie Materialmischung |
| FR3073866B1 (fr) * | 2017-11-21 | 2019-11-29 | Safran Helicopter Engines | Procede de fabrication d'une barriere thermique sur une piece d'une turbomachine |
| SG10202010783RA (en) * | 2019-11-06 | 2021-06-29 | Gen Electric | Restoration coating system and method |
| GB201916269D0 (en) * | 2019-11-08 | 2019-12-25 | Rolls Royce Plc | Coating |
| US11572313B2 (en) | 2020-02-27 | 2023-02-07 | General Electric Company | Ceramic slurries with photoreactive-photostable hybrid binders |
| US11578002B2 (en) | 2020-02-27 | 2023-02-14 | General Electric Company | Ceramic slurries with photoreactive-photostable hybrid binders |
| US20210332709A1 (en) * | 2020-04-27 | 2021-10-28 | Raytheon Technologies Corporation | Environmental barrier coating and method of applying an environmental barrier coating |
| US20210340388A1 (en) * | 2020-05-01 | 2021-11-04 | General Electric Company | Composition for thermal barrier coating |
| US20220297345A1 (en) * | 2020-08-14 | 2022-09-22 | Raytheon Technologies Corporation | Method and system for molded coating on cmc |
| CN112442645B (zh) * | 2020-11-25 | 2023-09-22 | 德清品高新材料有限公司 | 一种耐热型喷涂材料的使用方法 |
| CN114277365A (zh) * | 2021-12-27 | 2022-04-05 | 郑州中原利达新材料有限公司 | 一种渗锌件再防腐工艺 |
| CN114574857B (zh) * | 2022-04-28 | 2022-07-08 | 中南大学湘雅医院 | 一种涂层材料及其在手术刀具领域的应用 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61268850A (ja) * | 1985-05-23 | 1986-11-28 | Isuzu Motors Ltd | 燃焼室の断熱壁構造 |
| JPH07292453A (ja) * | 1994-04-27 | 1995-11-07 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 高温酸化防止用遮熱コーティング方法 |
| JPH0820878A (ja) * | 1994-07-08 | 1996-01-23 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | エンジン部品 |
| JPH0978258A (ja) * | 1995-09-20 | 1997-03-25 | Toshiba Corp | 遮熱コーティングを有する高温部材およびその製造方法 |
| JPH10183013A (ja) * | 1996-11-08 | 1998-07-07 | General Electric Co <Ge> | 金属系基材用コーティング組成物並びに関連プロセス |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3033074A1 (de) * | 1979-09-07 | 1981-04-02 | Alloy Surfaces Co., Inc., Wilmington, Del. | Verfahren zur diffusionsbeschichtung der innenflaeche von hohlraeumen |
| JPS5754282A (ja) * | 1980-09-17 | 1982-03-31 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Tainetsugokinnohyomenshorihoho |
| US5514482A (en) * | 1984-04-25 | 1996-05-07 | Alliedsignal Inc. | Thermal barrier coating system for superalloy components |
| US5047612A (en) | 1990-02-05 | 1991-09-10 | General Electric Company | Apparatus and method for controlling powder deposition in a plasma spray process |
| US5260099A (en) * | 1990-04-30 | 1993-11-09 | General Electric Company | Method of making a gas turbine blade having a duplex coating |
| JPH0693404A (ja) | 1991-12-04 | 1994-04-05 | Ngk Insulators Ltd | ランタンクロマイト膜の製造方法およびランタンクロマイト膜 |
| GB2269392A (en) * | 1992-08-06 | 1994-02-09 | Monitor Coatings & Eng | Coating of components with final impregnation with chromia or phosphate forming compound |
| US5366765A (en) * | 1993-05-17 | 1994-11-22 | United Technologies Corporation | Aqueous slurry coating system for aluminide coatings |
| CN1074689C (zh) * | 1996-04-04 | 2001-11-14 | E·O·帕通电子焊接研究院电子束工艺国际中心 | 基体上制备有跨厚度化学组成和结构梯度并陶瓷外层方法 |
| US5900283A (en) * | 1996-11-12 | 1999-05-04 | General Electric Company | Method for providing a protective coating on a metal-based substrate and related articles |
| US5807428A (en) * | 1997-05-22 | 1998-09-15 | United Technologies Corporation | Slurry coating system |
-
1999
- 1999-10-01 US US09/409,878 patent/US6294261B1/en not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-09-29 EP EP00308613A patent/EP1088908A3/en not_active Withdrawn
- 2000-09-29 JP JP2000297788A patent/JP2001226759A/ja active Pending
- 2000-09-29 KR KR1020000057363A patent/KR20010050755A/ko active Application Filing
-
2007
- 2007-09-21 KR KR1020070096233A patent/KR20070104495A/ko not_active Application Discontinuation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61268850A (ja) * | 1985-05-23 | 1986-11-28 | Isuzu Motors Ltd | 燃焼室の断熱壁構造 |
| JPH07292453A (ja) * | 1994-04-27 | 1995-11-07 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 高温酸化防止用遮熱コーティング方法 |
| JPH0820878A (ja) * | 1994-07-08 | 1996-01-23 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | エンジン部品 |
| JPH0978258A (ja) * | 1995-09-20 | 1997-03-25 | Toshiba Corp | 遮熱コーティングを有する高温部材およびその製造方法 |
| JPH10183013A (ja) * | 1996-11-08 | 1998-07-07 | General Electric Co <Ge> | 金属系基材用コーティング組成物並びに関連プロセス |
Cited By (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4537700B2 (ja) * | 2002-12-31 | 2010-09-01 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 改良された高温スプラッシュプレート |
| JP2004211702A (ja) * | 2002-12-31 | 2004-07-29 | General Electric Co <Ge> | 光学反射により温度を低下させた改良型高温センタボデー及びその製造方法 |
| JP2004211701A (ja) * | 2002-12-31 | 2004-07-29 | General Electric Co <Ge> | 光学反射により温度を低下させた改良型高温燃焼器壁及びその製造方法 |
| JP2004211703A (ja) * | 2002-12-31 | 2004-07-29 | General Electric Co <Ge> | 改良された高温スプラッシュプレート |
| JP4542335B2 (ja) * | 2002-12-31 | 2010-09-15 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 光学反射により温度を低下させた改良型高温センタボデー及びその製造方法 |
| JP2004323976A (ja) * | 2003-04-22 | 2004-11-18 | General Electric Co <Ge> | 遮熱コーティングを補修する現場法及び組成物 |
| JP4651966B2 (ja) * | 2003-04-22 | 2011-03-16 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 遮熱コーティングを補修する現場法及び組成物 |
| JP2008502804A (ja) * | 2004-06-18 | 2008-01-31 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 燃焼器構成要素の滑らかな外側被覆膜及びその被覆方法 |
| JP2007185654A (ja) * | 2006-01-10 | 2007-07-26 | United Technol Corp <Utc> | コーティング方法およびコーティングされた物品 |
| US9221720B2 (en) | 2006-03-01 | 2015-12-29 | United Technologies Corporation | Dense protective coatings, methods for their preparation and coated articles |
| JP2007229704A (ja) * | 2006-03-01 | 2007-09-13 | United Technol Corp <Utc> | 高密度保護被覆、その製造方法および被覆された物品 |
| JP2008133827A (ja) * | 2006-11-08 | 2008-06-12 | General Electric Co <Ge> | 耐酸化性を得るためのセラミック耐食性コーティング |
| JP2008174838A (ja) * | 2007-01-17 | 2008-07-31 | General Electric Co <Ge> | ガスタービンエンジンの被覆方法及び装置 |
| US8393861B2 (en) | 2008-11-27 | 2013-03-12 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Steam device |
| US8460799B2 (en) | 2009-06-30 | 2013-06-11 | Hitachi, Ltd. | High-temperature resistant component and gas turbine hot part |
| JP2011057542A (ja) * | 2009-07-31 | 2011-03-24 | General Electric Co <Ge> | 耐環境コーティングの表面粗度を向上させる方法及び表面粗度が向上した耐環境コーティングを有する部品 |
| US9771826B2 (en) | 2009-07-31 | 2017-09-26 | General Electric Company | Components with environmental barrier coatings having improved surface roughness |
| JP2013506760A (ja) * | 2009-09-30 | 2013-02-28 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 歪み耐性の腐食保護コーティング組成物およびコーティングされた物品を構成する方法 |
| JP2011080149A (ja) * | 2009-10-12 | 2011-04-21 | General Electric Co <Ge> | 皮膜系の形成方法、該方法で形成される皮膜系及び被覆部品 |
| JP2015529749A (ja) * | 2012-08-03 | 2015-10-08 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 耐環境皮膜の大気プラズマ溶射／スラリーハイブリッド法 |
| KR101727848B1 (ko) | 2013-03-13 | 2017-04-17 | 가부시키가이샤 후지미인코퍼레이티드 | 용사용 슬러리, 용사 피막 및 용사 피막의 형성 방법 |
| JP2018529017A (ja) * | 2015-07-08 | 2018-10-04 | サフラン・エアクラフト・エンジンズ | Ｃｍａｓに対する保護のためのコーティングによってコーティングされた部品 |
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