JP2003531966A - 多層断熱皮膜 - Google Patents
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Abstract
Description
、物品に関し、該物品は、合金部品、合金部品上に被着した断熱皮膜、及び断熱
皮膜の上に被着した断熱皮膜材料とは異なる材料からなる保護用上塗り層を含む
。
の合金部品として使われている。断熱皮膜は、エンジン作動時の被覆された金属
部品への熱流を減少させ、ガス流より低温で金属部品の運転を可能とし、従って
、部品寿命を伸ばし、より高いガス温度による、より高い燃焼効率が得られる。 従来の断熱皮膜は、セラミック材料、例えば、イットリア−安定化ジルコニア
(YSZ)、スカンジア−安定化ジルコニア、カルシア−安定化ジルコニア、及び
マグネシウムジルコニアを含む化学的に安定化されたジルコニアから成り、YSZ
は特に優れた断熱皮膜である。これらの塗膜は、金属部品表面又は金属に結合し
た中間的塗膜に接合されている。
有している。材料に存在する微細孔及び小さなマイクロクラックは連結しておら
ず、環境汚染物質に対する、塗装表面から金属−セラミック界面への準備された
通路はない。使用時に、これらの小さなマイクロクラックは長くなり、その後、
汚染物質が金属表面に到着するのに容易となる、つまり直接的な通路が形成され
る。このマイクロクラックの生長及び伸長は、高温、高圧、粒状物による被覆浸
食、粒子衝撃、化学反応、及び示差熱膨張により引き起こされる応力を含む操作
因子の組合せに起因しているが、これらに限定されない。また、ある種のガスは
断熱皮膜と反応して、マイクロクラック及び連結微細孔に効果的に侵入する溶融
塩を形成する可能性がある。その後の剥離又はスポーリングとも称される皮膜損
傷は、金属−セラミック界面又は金属に隣接したセラミック層内での金属の腐食
の結果である。
の耐用年数を延ばすことを目的とする、ある種の手法が記載されている。 Hasz等による米国特許番号第5,871,820号(1999年2月16日発行)及び第 5,851
,678号(1998年12月22日発行)には、環境汚染物質から断熱皮膜を保護する方法
、及びその方法で保護された皮膜について記載している。不透過性且つ非多孔質
のバリヤ塗膜の形態である上塗り層が、断熱皮膜の表面上に被覆されており、こ
の不透過性且つ非多孔質のバリヤ塗膜は、環境汚染物質がセラミック断熱皮膜と
接触するようになることを防ぐことを目的としている。
外表面を上塗りする、犠牲、すなわち反応性酸化物からなる単一保護層の形態の
上塗り層を設けることが記述されている。前記犠牲層は液状汚染物質と反応して
、これら汚染物質の粘度又は融点を増大させ、それにより下層断熱層への化学的
攻撃を抑制する。この保護層は周囲環境と反応し、継続使用に伴い次第に消失す
ることから、犠牲層といわれ、ある限られた期間だけ断熱皮膜を保護する。
を有する断熱皮膜を提供することに関する。
(CaSZ)、ジルコニア強化アルミナ(ZTA)、複合酸化物、ムライト材料
、及びこれらの二種以上の混合物からなる群から選ばれる材料であり;更に 上塗り層が、環境汚染物質に対して断熱皮膜よりもさらに耐性のある材料から選
ばれている、 という特徴を有している。
されることを見出した。上塗り層は、存在している環境汚染物質及び条件に応じ
て、断熱皮膜をいくつか方法で保護する: 1. 保護用上塗り層は、断熱皮膜を被覆し包み込むことで、断熱皮膜表面に
物理的バリヤを提供し、それにより断熱皮膜への溶融環境汚染物質の浸透速度を
大幅に減少させる。 2. 保護用上塗り層は、汚染環境と断熱皮膜との化学的相互作用を最小化す
る化学的バリヤを提供し、それにより、高い操作温度における断熱皮膜の化学的
溶解を著しく抑制する。 3. 上塗り層は環境汚染物質と反応しないように選ばれるので、これら汚染
物質が表面へ被着することが妨げられ、それにより、断熱皮膜へのこれら汚染物
質の移行は最小化される。さらに、薄い保護用上塗り層表面上に形成される被着
物のほとんどは、ルーズに表面に被着するだけであるので、表面上を流れる高速
ガスにより、又は示差熱膨張による冷却の間に、迅速に除去される。 4. 微粒子の衝撃又は浸食が起こりうる環境において、本発明の薄い保護用
上塗り層におけるより高い耐性により、セラミック下塗り層のミクロクラッキン
グ速度が減少し、それにより、皮膜の寿命が伸びる。
ジン部品の組み立てに使用されるいかなる材料でも良い。例えば、この合金部品
はコバルト、鉄、クロム、ニッケル、アルミニウム、又はこれら金属の2つ以上
の合金を含んでいても良い。使用する場合、金属結合層は、例えば、金属超合金
、又はコバルト、鉄、クロム、ニッケル、アルミニウムからなる合金、又は他の
適切ないかなる合金材料から成っていれば良い。 保護用上塗り層で使われる複合酸化物は、アルミニウム、コバルト、クロム、
鉄、チタン、及びニッケルの酸化物から成る群から選ばれる2種類以上の化合物
を含むことができる。
タニア、カルシア安定化−ジルコニア、マグネシア安定化−ジルコニア、セリア
−安定化ジルコニア(CSZ)、スカンジア安定化−ジルコニア、カルシウムケイ
酸塩、カルシウムケイ酸塩ジルコン酸塩混合物、カルシウム−安定化ジルコニア
(CaSZ)、ジルコニア強化アルミナ(ZTA)、アルミナ−ジルコニア、ジルコニ
ウムケイ酸塩、ジルコン、アルミナ、又はそれらの混合物が含まれる。 断熱皮膜用の好ましいセラミックは、イットリア−安定化ジルコニア(YSZ)
であり、その上に被着される好ましい保護用上塗り層は、直面する具体的環境条
件に依る。
とがある。かかる環境汚染物質には、高温条件下における、酸素、ナトリウム、
塩素と食塩水溶液混合物、水蒸気、バナジウム、イオウ、及び類似汚染物質が含
まれる。これらの汚染物質は、850°C(1560°F)から1200°C(
2204°F)、又はそれより高い温度の高速燃焼ガス流により運ばれる。前記
部品は、連続的で長時間の曝露又は熱的繰り返し曝露下にさらされる場合もある
。
法により、セラミック下塗り層及び保護用上塗り層の両方を被着することができ
る。スラリー又はゾル-ゲルから被着させる場合、塗料を乾燥させ、必要な凝集
及び粘着力を付与するために、引き続いての熱処理が必要である。 上塗り層が複合酸化物を含む場合、これら酸化物は、アルミニウム、コバルト
、クロム、鉄、チタン及びニッケルの酸化物からなる群から選ばれる二種類以上
の化合物を含むことができる。複合酸化物上塗り層は、プラズマ又はフレーム熱
スプレー法により被着することが好ましいが、それに続く熱処理を伴うスラリー
及びゾル-ゲル法も同様に使用できる。
比較的不浸透性の層であることが好ましい。さらに、本発明の保護用上塗り層は
、1〜20容積%の多孔率を有することができ、多孔率が3〜10容積%である
ことが好ましい。
ばれる、断熱皮膜−金属界面又はその近傍における破損の発生が抑えられる。断
熱皮膜のセラミック層への汚染物質の浸透、及びそれに続くセラミック−金属界
面又はその近傍への汚染物質の浸透の低減と阻止により、剥離の発生が抑制され
、断熱皮膜の欠陥が防止され、その結果、断熱皮膜の完全性が維持され、合金の
寿命が延びる。
きである。どの保護用上塗り層を断熱皮膜上に塗布すべきかの選択は、合金部品
の具体的ニーズ及び用途における要求事項に基づいて行われるべきである。例え
ば、1000°C(1832°F)未満の温度では、カルシウムケイ酸ジルコナ
ート(CaSZ)又は化合物の酸化物の保護用上塗り層が、セリア−安定化ジルコニ
ア(CSZ)又はジルコニア強化アルミナ(ZTA)の保護用上塗り層よりも良好な保
護を提供し得るが、1000°Cを越える温度では逆となる。
膜を保護するのに有用であるが、この上塗り層の有用性はその操作環境に制限さ
れない。本発明の保護用上塗り層は、また、高温部ガスタービン部品に適当であ
るだけでなく、高い操作温度下におかれ、又は熱サイクルを受ける他の機械部品
にも適当である。例えば、本発明の保護用被覆は、蒸気機関、ボイラー、標準的
空気エンジン、海洋環境、石油化学、金属精錬所などの種々の産業部門で有益な
保護用被覆として役立つであろう。
皮膜へと浸透するのを防止するのに必要な保護用被覆の量により、本質的に決め
られる。保護用上塗り層の厚さは、その下部の断熱皮膜であるセラミック層の約
1/5の厚さであっても良い。好ましくは、上塗り層の厚さは、約25〜125
μm(0.001〜0.005インチ)の範囲であり、断熱皮膜の厚さは、約7
5〜500μm(0.003〜0.020インチ)の範囲である。
ではない、ということを示している。例えば、総セラミック厚さが増す、すなわ
ちセラミックの保護用上塗り層の厚さと断熱皮膜の厚さが増すと、熱はく離に対
する増大した感度、又は燃焼ガスの適切な流れの制約を引き起こす可能性がある
。一般的には、上塗り層の厚さが厚くなればなるほど、セラミック−金属界面の
破損又は熱サイクリング下での剥離による欠陥が生じ易くなる。
上塗り層が有益となることもある。これらの条件は、ガスタービン操作環境より
、むしろ工業上での製造条件において生じる傾向が強い。本発明の保護層をより
厚くすることが求められている場合には、内部応力を最小化するために、上塗り
層と断熱皮膜とを徐々に移り変わるようにしてもよい、という点に注目すべきで
ある。
、カルシア安定化−ジルコニア、マグネシア安定化−ジルコニア、セリア−安定
化ジルコニア(CSZ)、スカンジア安定化−ジルコニア、カルシウムケイ酸塩、
カルシウムケイ酸塩ジルコン酸塩混合物、カルシウム−安定化ジルコニア(CaSZ
)、ジルコニア強化アルミナ(ZTA)、アルミナ−ジルコニア、ジルコニウムケ
イ酸塩、ジルコン、アルミナ又はそれらの混合物が含まれる。ここで、YSZが
好ましいセラミック層である。その優れた熱絶縁性能に加えて、YSZはまた熱
サイクリング条件下で優れた接着性を示す。
化ジルコニア(YSZ)で空気プラズマコートし、他の群の超合金ピンを、厚さ5
00μM(0.012インチ)のジルコニア強化アルミナ(ZTA)で被覆した。Y
SZ被覆ピンのうちのいくつかを、空気プラズマにより、更なる被膜厚さが50μ
m(0.002インチ)未満になるよう、ZTA又はセリア安定化ジルコニア(CSZ
)の薄層でさらに被覆した。YSZ、ZTA、YSZ-ZTA、及びYSZ-CSZ超合金ピンを、空
気中で、天然ガスバーナーを使って、最大1232°C(2250°F)の温度
まで熱サイクルした。次いで、それらピンを、乾燥圧縮空気により、204°C
(400°F)未満に制御急冷した。YSZとZTAで被覆したピンは、それぞれ50
4及び433サイクル後に破損したが、YSZ-ZTA及びYSZ-CSZで被覆したピンは6
00サイクル後でも破損しなかった。この結果は、塗装材料におけるはく離又は
溶解耐性を増大させる際の、薄い上塗り層の有効性を示している。さらに、この
実施例は、単一層であるセラミック被覆が、セラミック下塗り層組成物とは関係
なく、薄い上塗り層で被覆されたセラミック下塗り層ほどは長持ちしないことを
示しており、それらのことから、本発明の薄い上塗り層が、セラミック下塗り層
の寿命を延ばし、結果として、長期間の断熱性を付与していることを示している
。
イットリア−安定化ジルコニア(YSZ)で空気プラズマコートした。YSZ被覆ピン
のうちのいくつかを、50〜75μm(0.002〜0.003インチ)厚さの
CSZ又はカルシウムケイ酸塩ジルコナート(CaSZ)で更に空気プラズマコートし
、YSZ-CSZ又はYSZ-CaSZで被覆されたピンを、それぞれ製造した。次いで、YSZ、
YSZ-CSZ、及びYSZ-CaSZ被覆ピンを、空気中で、天然ガスバーナーを使って、最
高温度1232°C(2250°F)まで熱サイクルした。次いで、それらピン
を、乾燥圧縮空気により、204°C(400°F)未満に制御急冷し、更に、
3%のイオウ、3%のナトリウム、1%のバナジウムからなる水性溶液をピンに
吹き付けた。この試験において、保護上塗り層のないピン、すなわちYSZ被覆ピ
ン、は130〜150サイクル後に破損したが、保護上塗り層のあるピン、すな
わちYSZ-CSZ及びYSZ-CaSZピンは、200サイクル以降でも破損しなかった。ま
た、YSZ-CSZとYSZ-CaSZ被覆ピンの両方において、上塗り層は破損せず、破損は
金属ピンと隣接したYSZ被覆間の界面で下部のYSZ被覆が金属下塗り層から破損剥
離した時にのみ起こった、という点にも注目すべきである。下のYSZ被覆上に被
着した薄い上塗り層は破損せず、そのままで残存した。すなわち、CSZ及びCaSZ
は下のYSZ層から割れたり、粉々になってはがれ落ちることはなかった。この実
施例の結果は、薄い上塗り層が塩環境下の熱サイクル工程に対する保護を付与し
ていることを説明するものであり、さらにこの保護用上塗り層が非犠牲的である
こと、すなわち、保護用上塗り層がサイクル工程の間に消耗したり、溶解したり
することがなかった、ということを示している。保護用上塗り層は破損せず、下
部に存在する超合金ピンに対する熱からの保護の喪失は、下の被覆層が最終的に
破損した時にだけ生じた。
なるまで空気プラズマコートした。150μm(0.006インチ)のYSZだけ
で被覆されたピン、75〜100μm(0.002〜0.004インチ)のYSZ
と50μm(0.002インチ)のCSZとで被覆されたピン、及び75〜100
μm(0.003〜0.004インチ)のYSZと50μm(0.002インチ)
のCaSZとで被覆されたピンを含む3種類の被覆を用意した。次いで、YSZ YSZ-CS
ZとYSZ-CaSZ被覆ピンを、空気中で、天然ガスバーナーを使って、最高温度11
50°C(2100°F)まで、53回の熱サイクルにかけた。次いで、ピンを
乾燥圧縮空気で、204°C (400°F)未満に制御急冷し、その間に、ピン
へ0.5%のイオウ、0.77%の塩素及び0.86%のナトリウムからなる水
性溶液を吹き付けた。これらの53回のサイクル後に、熱サイクル条件を、最高
温度1177°C(2150°F)、204°C(400°F)未満の冷却温度
、さらに1分間の最高温度での暴露、1%のバナジウム、3%のイオウ及び3%
ナトリウムからなる水溶液の吹き付けに変更した。単一層のYSZ被覆は、最初、
53サイクルに満たないところで破損し、平均すると101回のサイクルで破損
した。一方、上塗り保護層を持つ被覆は、130回のサイクル後でさえ破損しな
かった。この実施例の結果は、セラミック被覆全体の厚さが、必ずしも保護上塗
り層によって提供される保護のファクターでないことを示している。この実施例
におけるすべての被覆は、同じ総セラミック厚さを持ち、従って、金属に対して
ほぼ同一の熱絶縁保護を提供した。
m(0.012インチ)厚さのYSZ、300μm(0.012インチ)厚さのYSZ
及び25μm(0.001インチ)厚さのZTA、 300μm(0.012インチ
)厚さのYSZ及び25μm(0.001インチ)厚さのCSZ、300μm(0.0
12インチ)厚さのZTA、並びに300μm(0.012インチ)厚さのZTA及び
25μm(0.001インチ)厚さのCSZ。これらのYSZ、YSZ-ZTA、YSZ-CSZ、ZT
A、及びZTA-CSZピンを、空気中で、天然ガスバーナーを使った最高温度1204
〜1232°C(2200〜2250°F)までの加熱、次いで204°C(4
00°F)未満への急速な空気冷却からなる熱サイクルにかけた。単一層である
YSZとZTA被覆は、それぞれ、504及び433回のサイクル後にクラックが生じ
たが、二層被覆はが次の通りとなった:YSZ-ZTA被覆では934回のサイクル後
にクラックが生じ、YSZ-CSZ被覆では934回のサイクル後にクラックが生じ、
及びZTA-CSZ被覆では433回のサイクル後もクラックは発生しなかった。これ
らの結果は、セラミック下塗り組成物と関係なく(しかしながら、請求の範囲に
記載した材料群の範囲内)、非常に薄い二番目のセラミック層がセラミック下塗
り皮膜の寿命を著しく延ばすことを示している。また、セラミック上塗り層の破
損前に、セラミック下塗り−金属界面又はその近傍で、二層セラミック皮膜の剥
離がおこった。
わち、25〜50μm(0.001〜0.002インチ)厚さのCSZ上塗り層を
有する50〜375μm(0.002〜0.015インチ) 厚さの YSZ、で空
気プラズマコートした。セラミックの厚さは、エーロフォイルの位置により異な
っていた。翼を、Jet Aケロセン燃料バーナー(加熱)及び圧縮空気(冷却)を
使って、1300回サイクルの熱サイクルにかけた。それぞれのサイクルは、3
分加熱[Tmax=1065〜1093°C(1950〜2000°F)]、及
び3分冷却[Tmin=<150°C(300°F)]からなっていた。図1か
ら分かるように、テスト終了時におけるセラミック皮膜の損傷は非常にわずかで
あり、このセラミック皮膜の組み合わせが、ジェット燃料中に存在する汚染物質
を含む燃焼ガス環境での厳しい熱サイクルストレスに耐えることができることを
証明している。セラミック皮膜への僅かな損傷は、プラットホームへの激しい損
傷と比較できる。前もって、同一のバーナーリグ、及び同一の熱サイクル条件を
使って、いくつかの異なる材料で被覆された単一層YSZセラミック被覆タービン
翼についての試験を実施した。それらのすべての場合において、単一層セラミッ
ク被覆は非常に広い表面域で剥離した。このテストにおけるいくつかの場合にお
いては、100回程度の低いサイクル数で剥離が観察された。この実施例の結果
は、非常に薄い二番目のセラミック被覆による耐用年数の著しい増加を示してい
る。
t Aケロセンの代わりに天然ガスを燃料とした以外は、タービン翼、セラミック
皮膜及び熱サイクル条件は、実施例4のそれらと同一であった。実施例4より4
0回多い1340回のサイクル後、エーロフォイルのうちの1つは、最先端に、
小さい(<5mm2)剥離域を有していた(図2)が、残りの皮膜には損傷が全く
なかった。この剥離域の横断面試験により、破損が一番上のCSZ層中又は近傍で
はなく、YSZ−金属界面近くで起こることが示された。この実施例は、セラミッ
クの破損が、一番上のセラミック層の破損又は消耗の前に、その底部層での破損
により起こることを示している。薄い二番目の層はセラミック下塗り皮膜の寿命
を延ばすが、最初には破損しない。
ることを示している。さらに、本発明の保護層は非犠牲層であり、繰り返し使用
によっても破損しない。保護用上塗り層は下部断熱層が損傷した時にのみ、破損
する。
図は全くないと理解されるべきであり、むしろ、本発明の趣旨と範囲に含まれる
全ての変更及び応用をも含むことを目的としている。
(CaSZ)、ジルコニア強化アルミナ(ZTA)、複合酸化物、及びこれらの
二種以上の混合物からなる群から選ばれる材料であり; 更に上塗り層が、環境汚染物質に対して断熱皮膜よりもさらに耐性のある材料か
ら選ばれている、 という特徴を有している。
り、多孔率が1〜20容積%である、多孔質で連続的な層である。上塗り層は、
厚さが25〜50μm(0.001〜0.002インチ)であり、多孔率が3〜
10容積%であることが好ましい。多孔率を下に存在するセラミック皮膜より低
くすることは不要である。
皮膜へと浸透するのを防止するのに必要な保護用被覆の量により、本質的に決め
られる。保護用上塗り層の厚さは、その下部の断熱皮膜であるセラミック層の約
1/5の厚さであっても良い。好ましくは、上塗り層の厚さは、約25〜125
μm(0.001〜0.005インチ)、好ましくは25〜50μm(0.00
1〜0.002インチ)の範囲であり、断熱皮膜の厚さは、約75〜500μm
(0.003〜0.020インチ)の範囲である。
えば、総セラミック厚さが増す、すなわちセラミックの保護用上塗り層の厚さと
断熱皮膜の厚さが増すと、熱はく離に対する増大した感度、又は燃焼ガスの適切
な流れの制約を引き起こす可能性がある。一般的には、上塗り層の厚さが厚くな
ればなるほど、セラミック−金属界面の破損又は熱サイクリング下での剥離によ
る欠陥が生じ易くなる。
なるまで空気プラズマコートした。150μm(0.006インチ)のYSZだけ
で被覆されたピン、75〜100μm(0.002〜0.004インチ)のYSZ
と50μm(0.002インチ)のCSZとで被覆されたピン、及び75〜100
μm(0.003〜0.004インチ)のYSZと50μm(0.002インチ)
のCaSZとで被覆されたピンを含む3種類の被覆を用意した。次いで、YSZ YSZ-CS
ZとYSZ-CaSZ被覆ピンを、空気中で、天然ガスバーナーを使って、最高温度11
50°C(2100°F)まで、53回の熱サイクルにかけた。次いで、ピンを
乾燥圧縮空気で、204°C(400°F)未満に制御急冷し、その間に、ピン
へ0.5%のイオウ、0.77%の塩素及び0.86%のナトリウムからなる水
性溶液を吹き付けた。これらの53回のサイクル後に、熱サイクル条件を、最高
温度1177°C(2150°F)、204°C(400°F)未満の冷却温度
、さらに1分間の最高温度での暴露、1%のバナジウム、3%のイオウ及び3%
ナトリウムからなる水溶液の吹き付けに変更した。単一層のYSZ被覆は、最初、
53サイクルに満たないところで破損し、平均すると101回のサイクルで破損
した。一方、上塗り保護層を持つ被覆は、130回のサイクル後でさえ破損しな
かった。この実施例の結果は、セラミック被覆全体の厚さが、保護上塗り層によ
って提供される保護の重要なファクターでないことを示している。この実施例に
おけるすべての被覆は、同じ総セラミック厚さを有していた。
Claims (20)
- 【請求項1】 合金部品、合金部品上に被着した断熱皮膜、及び断熱皮膜上
に被着した断熱皮膜材料とは異なる材料からなる保護用上塗り層を含み、高温条
件下において環境汚染物質からの攻撃に対して耐性を有する物品であって、 前記上塗り層が非犠牲層であり、 前記上塗り層が多孔質であり、 前記上塗り層が実質的に断熱皮膜より薄く、 前記上塗り層が、セリア安定化ジルコニア(CSZ)、カルシウム-安定化ジルコ
ニア(CaSZ)、ジルコニア強化アルミナ(ZTA)、複合酸化物、ムライト材及び
それらの二種類以上の混合物から成る群から選ばれる材料であり、 前記上塗り層が、断熱皮膜より環境汚染物質に対してより耐性のある材料から
選ばれることを特徴とする、前記物品。 - 【請求項2】 環境汚染物質が、高温度及び/又は高圧条件下における、酸
素、ナトリウム、塩素、塩類混合物、水蒸気、ナトリウム、バナジウム、イオウ
、及び類似汚染物質である、請求項1に記載の物品。 - 【請求項3】 合金部品が、コバルト、鉄、クロム、ニッケル、アルミニウ
ム、又はこれらの二種類以上の合金を含む、請求項1又は2に記載の物品。 - 【請求項4】 保護用断熱皮膜が、セラミック下塗り皮膜及び合金結合内部
層を含み、合金結合内部層が合金部品上に被着し、セラミック下塗り皮膜が合金
結合内部層上に被着している、請求項1、2又は3に記載の物品。 - 【請求項5】 合金結合内部層が超合金を含む、請求項4に記載の物品。
- 【請求項6】 合金結合内部層が、コバルト、鉄、クロム、ニッケル及びア
ルミニウムの1以上を含有する合金を含む、請求項4に記載の物品。 - 【請求項7】 保護用断熱皮膜がセラミック下塗り皮膜を含み、セラミック
下塗り皮膜が合金部品上に被着し、セラミック下塗り皮膜上にセラミック上塗り
層が被着している、請求項1、2、又は3に記載の物品。 - 【請求項8】 保護用断熱皮膜のセラミック下塗り皮膜が、イットリア−安
定化ジルコニア(YSZ)、アルミナ−チタニア、カルシア安定化−ジルコニア、
マグネシア安定化−ジルコニア、セリア安定化ジルコニア(CSZ)、スカジア安
定化−ジルコニア、カルシウムケイ酸塩、カルシウムケイ酸塩ジルコン酸塩混合
物、カルシウム-安定化ジルコニア(CaSZ)、ジルコニア強化アルミナ(ZTA)、
アルミナ−ジルコニア、ジルコニウムケイ酸塩、ジルコン、アルミナ、又はそれ
らの混合物を含む、請求項4〜7のいずれか1項に記載の物品。 - 【請求項9】 複合酸化物が、アルミニウム、コバルト、クロム、鉄、チタ
ン及びニッケルの酸化物から成る群から選ばれる2種以上の化合物を含む、請求
項1〜8のいずれか1項に記載の物品。 - 【請求項10】 保護用上塗り層が、25〜125μm(0.001〜0.
005インチ)の厚さを有している、請求項1〜9のいずれか1項に記載の物品
。 - 【請求項11】 保護用上塗り層が、1〜20容量%の多孔率を有している
、請求項1〜10のいずれか1項に記載の物品。 - 【請求項12】 保護用上塗り層が、3〜20容量%の多孔率を有している
、請求項1〜10のいずれか1項に記載の物品。 - 【請求項13】 保護用上塗り層が、前記環境汚染物質に対して実質的に不
活性であり、繰り返し使用に伴う化学的又は物理的な消耗が生じない、請求項1
〜12のいずれか1項に記載の物品。 - 【請求項14】 断熱皮膜が、75〜500μm(0.003〜0.012
インチ)の厚さを有している、請求項1〜13のいずれか1項に記載の物品。 - 【請求項15】 断熱皮膜の厚さが上塗り層の厚さの約5倍である、請求項
1〜14のいずれか1項に記載の物品。 - 【請求項16】 保護用上塗り層又は外部セラミック下塗り皮膜を、熱プラ
ズマスプレー又はフレームスプレー、スラリー、コールドスプレー、又はゾル-
ゲル法により施す、請求項1〜15のいずれか1項に記載の物品の被着方法。 - 【請求項17】 保護用上塗り層又は外部セラミック下塗り皮膜を、空気又
は大気プラズマにより熱的にスプレーする、請求項16に記載の被着方法。 - 【請求項18】 保護用上塗り層又は外部セラミック下塗り皮膜を、実質上
均一な被覆層となるように、ブラッシング、浸漬又はスプレーにより施す、請求
項16に記載の被着方法。 - 【請求項19】 保護用上塗り層又は外部セラミック下塗り皮膜の被着に続
いて、セラミック層又はその下部の物品への被着皮膜層の接着を強化するために
熱処理を行う、請求項16〜18のいずれか1項に記載の被着方法。 - 【請求項20】 高温での環境汚染物質による劣化から合金部品を保護する
方法。
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