JP2015506834A - 反応器内の表面を補修及び／又は保護する方法 - Google Patents

Abstract

反応器内のコンポーネントの表面上に不均質な保護層を形成する方法は、補修及び／又は保護に有用である。反応器は、多結晶ケイ素又はその反応物を生成するために使用され得る。不均質な保護層は、ケイ素を含み、炭化ケイ素（ＳｉＣ）及び／又は窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）を含み得る。本方法は、不均質な保護層を形成するためのポリマー組成物を提供する工程を含む。ポリマー組成物は、ポリカルボシラン及び／又はポリシラザンを含み得る。本方法は、コンポーネントを提供する工程を更に含む。コンポーネントの表面は、グラファイト、炭素繊維強化炭素、又はそれらの組み合わせなどの炭素を含む。本方法は、予備硬化コーティング層を形成するために、表面上にポリマー組成物を適用する工程を更に含む。本方法は、不均質な保護層を形成するために、予備硬化コーティング層を加熱する工程を更に含む。予備硬化コーティング層の加熱中、コンポーネントの表面は、反応器内に存在する。

Description

（関連出願の相互参照）
本願は、その全体が参照することによって本明細書に組み込まれる、２０１２年１月３０日に出願された米国仮特許出願第６１／５９２，０３７号の利益を主張する。

本発明は、概して、反応器内の表面を補修及び／又は保護する方法に関し、具体的には、ケイ素を含む不均質な保護層を用いて、反応器内のコンポーネントの表面上に不均質な保護層を形成する方法に関する。

従来の反応器は、多結晶ケイ素などの種々の生成物を形成するために使用することができる。そのような生成物の生成を促進するために、反応器は、多くの場合、生成物を形成するために使用されるプロセスガスと相互作用する、バッフルなどの表面を伴う１つ以上のコンポーネントを含む。あいにく、これらの表面は、特に表面が炭素を含む場合、プロセスガス（及び／又はプロセス副生成物）によって経時的に分解される。そのため、これらの表面は典型的に、反応器内に定置される前に保護層でコーティングされる。例えば、コンポーネントの表面上に、またＣＶＤ−ＳｉＣ層と称される場合もある炭化ケイ素（ＳｉＣ）の層を形成するために、化学蒸着（ＣＶＤ）が使用されてもよい。そのようなＣＶＤプロセスは、反応器自体から離れて、例えば、反応器外で利用される。

あいにく、ＣＶＤ−ＳｉＣ層を含むコンポーネントは高価である。加えて、コンポーネントは、いびつである、及び／又は重く、それらの輸送、取扱い、並びに反応器内への設置を、危険かつ時間のかかるものにする可能性があり、これは、それらに関連する費用を更に高くする。更に、ＣＶＤ−ＳｉＣ層は、不完全であるか、又はコンポーネントの製造、取扱い、若しくは使用中に損傷する場合がある。そのため、下層の表面が、完全に保護されていると考えられるにも関わらず、ＣＶＤ−ＳｉＣ層内のわずかなピンホールを通してなど、依然としてプロセスガスによって攻撃される可能性がある。経時的に、コンポーネントは、分解のために使用不可能になるか、又は最終的には故障する。次いで、コンポーネントは、反応器から取り出され、反応器外で補修されるか、又はより典型的には、全体を廃棄しなければならない。

前述を考慮して、反応器内のコンポーネントの表面上に不均質な保護層を形成する方法を提供する機会が依然として存在する。

本発明は、反応器内のコンポーネントの表面上に不均質な保護層を形成する方法を提供する。不均質な保護層は、ケイ素を含む。本方法は、不均質な保護層を形成するためのポリマー組成物を提供する工程を含む。本方法は、コンポーネントを提供する工程を更に含む。コンポーネントの表面は、炭素を含む。本方法は、コンポーネントの表面上にポリマー組成物を適用して、予備硬化コーティング層を形成する工程を更に含む。本方法は、予備硬化コーティング層を加熱して、不均質な保護層を形成する工程を更に含む。予備硬化コーティング層の加熱中、コンポーネントの表面は、反応器内に存在する。

本発明は、反応器内のコンポーネントの表面上に不均質な保護層を形成する方法を提供する。本方法は、表面を補修及び／又は保護するのに有用である。例えば、本方法は、以前に分解された表面を補修するために使用することができる。代替的に、又は加えて、本方法は、そのような分解が起こるのを防止するため、又は更に起こるのを防止するために使用することができる。代替的に、又は加えて、本方法は、反応器内に新しい物品を形成するために使用することができる。本発明の方法の更なる態様及び利益が、以下に記載される。

不均質な保護層は、ケイ素（Ｓｉ）を含む。「不均質な」とは、一般的に、不均質な保護層が、Ｓｉに加えて、炭素及び／又は窒素などの１つ以上の元素を含むことを意味する。換言すれば、不均質な保護層は、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、窒化ケイ素（Ｓｉ_３Ｎ_４）、又はそれらの組み合わせ／混成を含むことができる。そのような層は、本質的にＳｉからなる層、例えば、多結晶Ｓｉからなる層などの「均質な」層とは異なる。均質な層は、例えば、汚染の場合のように、微量のみであるが、２つ以上の元素を含有する場合がある。

表面は、チャンバ表面（例えば、内壁、床面、カバー、天井など）などの反応器自体の表面であってもよい。換言すれば、コンポーネントは、反応器の内側部分であってもよい。また、表面は、バッフル、分離器、絶縁体、加熱器、交換器などの反応器の補助コンポーネントの表面であってもよい。そのようなコンポーネントは、反応器内に固定されてもよく、又は移動可能に配置されてもよい。また、表面は、これらの組み合わせであってもよく、又は一般的に反応器内部と関連付けられる他の表面であってもよい。そのように、表面は、実質的に平面であっても非平面であってもよく、角部、谷部、縁部などを含むことができる。特定の実施形態では、表面は、分離器、加熱器、交換器、又はそれらの組み合わせと関連付けられる。また、コンポーネントは、本明細書において、反応器コンポーネントと称される場合もある。

典型的に、表面は、炭素を含む。例えば、表面は、炭素鋼などの炭素合金を含むことができる。また、表面は、イソ−グラファイトなどのグラファイトも含んでもよい。また、表面は、当該技術分野において、また炭素繊維複合材料（ＣＦＣ）又は炭素繊維強化ポリマー（ＣＦＲＰ）とも称され得る、炭素繊維強化炭素（ＣＦＲＣ）も含んでもよい。他の実施形態では、表面は、セラミックマトリックス複合材料（ＣＭＣ）を含み、更なる実施形態では、表面は、炭素繊維マトリックス複合材料（ＣＦＭＣ）を含む。また、表面は、前述の材料の組み合わせも含んでもよい。これらの炭素ベースの表面は、それらの強度／剛性、並びに反応器内で一般的に受ける高温及び／又は高圧に対処する能力のため、しばしば、反応器内で、及び／又は反応器コンポーネントに使用される。これらの実施形態では、炭素は、多くの場合、過半量を占める。

あいにく、そのような表面は、経時的な酸化液体若しくは気体、例えば、塩酸（ＨＣｌ）による攻撃、又は物理的磨滅など、物理的劣化及び／又は化学分解を起こしやすい。これは、典型的に反応器と関連付けられる温度及び／又は圧力で特に当てはまる。経時的に、そのような表面は、潜在的に完全でなくなるまでゆっくりと分解する。そのため、そのような分解された表面に、多くの場合、費用のかかる予防的保守、補修、又は交換が必要である。

これらの問題のうちの幾つかを軽減するために、表面は、多くの場合、予形成された保護層（又は幾つかの保護層）でコーティングされる。予形成された保護層は、典型的に、ＳｉＣ、Ｓｉ_３Ｎ_４などのＳｉ、又はそれらの組み合わせを含む。予形成された保護層は、表面（又は基層）を分解から保護する働きをする。そのため、表面は、基層、例えば、グラファイト上に配置される、又はその上を覆う、予形成された保護層（単数又は複数）、例えば、ＳｉＣ、を備えることができる。しかしながら、予形成された保護層は、多くの場合、一般的に基層より緩やかな速度ではあるが、それ自体の分解を起こしやすい。そのため、予形成された保護層は、最終的に、補修又は交換が必要である。予形成された保護層が分解して破壊される、例えば、くぼみ又は亀裂を生じる場合、基層は、分解を起こしやすくなる。

そのような分解を確認せずにいると、基層から生成物（単数又は複数）への炭素の浸出などの反応器内で起こる生成物（単数又は複数）の汚染につながる可能性がある。加えて、基層の分解は、予形成された保護層によって遮蔽されていて見えないため、認識されない場合がある。例えば、予形成された保護層内のピンホールは、下層の支持の欠如により予形成された保護層自体が崩壊するまで認識されない、大きな損傷を基層にもたらす場合がある。

本明細書で使用される場合、表面への言及は、基層単独、予形成された保護層単独、又は基層及び予形成された保護層の組み合わせを指し得る。「予形成された」とは、保護層が、本発明の方法を介して、及び／又は反応器若しくはコンポーネントの製造元／供給元によってなど、第３者によって、予め形成されたものであることを意味する。例えば、予形成された保護層、例えば、ＣＶＤ−ＳｉＣ層を形成するために、従来の化学蒸着（ＣＶＤ）プロセスを利用した第３者によって、コンポーネントが提供されてもよい。代替的に、コンポーネントは、本発明の方法を介して最初に形成された、予形成された保護層を含んでもよい。例えば、「未処理の」表面を伴うコンポーネントを、本方法を介して保護することができる。代替的に、予形成された保護層は、第３者のＣＶＤ−ＳｉＣ層を補修又は補完するために、本方法が以前に使用された場合など、第３者の方法及び本発明の方法の組み合わせを介して形成されたものであってもよい。

本方法は、種々の種類の反応器に使用することができるが、本方法は、Ｓｉ、特に多結晶Ｓｉの生成、及び／又はその反応物の生成で使用される反応器に特に有用であることが見出された。当業者は、多結晶ケイ素が、一般的に、トリクロロシラン及び水素ガス（Ｈ_２）の反応生成物を含むことを理解する。トリクロロシラン自体は、一般的に、四塩化ケイ素及びＨ_２の反応生成物を含む。そのため、本方法は、多結晶ケイ素を形成するために使用される反応器、及びトリクロロシランを形成するために使用される反応器に使用することができる。

好適な反応器、反応器コンポーネント、及び反応器条件（例えば、温度及び圧力）の更なる例は、Ｂｕｒｇｉｅの米国特許第５，１２６，１１２号、Ｂｕｒｇｉｅらの同第５，４４２，０８８号、Ｂｕｒｇｉｅらの同第５，９０６，７９９号、Ｋｅｎｄｉｇらの同第７，０３３，５６１号、Ａｒｖｉｄｓｏｎらの同第７，０８０，７４２号、Ｐａｅｔｚｏｌｄらの同第７，４４２，８２４号、Ｍｏｌｎａｒらの同第７，９２７，９８４号、Ａｒｖｉｄｓｏｎらの同第７，９３５，３２７号、及びＡｒｇａｗａｌらの米国特許公開第２００４／０１７３５９７号に記載されており、これらの開示は、参照することによって、それらが本発明の一般的範囲と矛盾しない範囲で、それらの全体が本明細書に組み込まれる。本方法は、異なる種類の反応器及び／又はそのコンポーネントの組み合わせで使用されてもよいことが理解される。ここで、本発明の方法を記載する。

不均質な保護層を形成するためのポリマー組成物が提供される。ポリマー組成物（又は組成物）はまた、当該技術分野において、プレセラミックポリマー組成物、プレセラミックポリマー、プレセラミック樹脂、又はセラミック形成ポリマーなどと称され得る。組成物は、液体、スラリー、パテ、半固体など、種々の形態であり得る。

種々の実施形態では、組成物は、ポリカルボシランを含む。ポリカルボシランは、種々の種類のものであり得る。特定の実施形態では、ポリカルボシランは、アリルヒドリドポリカルボシランである。アリルヒドリドポリカルボシランは、種々の種類のものであり得る。これらの実施形態は、それがＳｉＣを含む、本質的にＳｉＣからなる、又はＳｉＣからなる場合に、不均質な保護層を形成するのに有用である。

他の実施形態では、組成物は、ポリシラザンを含む。ポリシラザンは、種々の種類のものであり得る。特定の実施形態では、ポリシラザンは、ペルヒドロポリシラザンである。ペルヒドロポリシラザンは、種々の種類のものであり得る。これらの実施形態は、それがＳｉ_３Ｎ_４を含む、本質的にＳｉ_３Ｎ_４からなる、又はＳｉ_３Ｎ_４からなる場合に、不均質な保護層を形成するのに有用である。

更なる実施形態では、組成物は、１つ以上のポリカルボシラン及び／又はポリシラザンの組み合わせを含むことができる。特定の実施形態では、ポリシラザンは、ポリウレアシラザンである。これらの実施形態は、ＳｉＣ及び／又はＳｉ_３Ｎ_４の不均質な混成保護層を形成するのに有用である。

いかなる特定の理論にも束縛又は制限されるものではないが、ポリカルボシランを利用することは、その化学的骨格鎖及び稠密化中に形成されるその副生成物に基づき、特定の反応器により好適であると考えられ、これは、以下に更に記載される。ポリシラザンもまた、その化学的骨格鎖に基づき、他の種類の反応器に好適ではないというわけではない。例えば、特定の反応器（又は反応器環境）は、ＳｉＣ保護層からより利益を得る場合があり、一方、その他は、Ｓｉ_３Ｎ_４保護層からより利益を得る場合がある。どの種類の保護層が特定の種類の反応器（又は反応器環境）に最良であるかの判定は、日常の実験又は当該技術分野における一般的な知識を介して判定することができる。

組成物は、溶媒、充填剤、触媒（又は遊離基反応開始剤）などの１つ以上の追加の成分を更に含むことができる。溶媒の例としては、ヘキサン、テトラヒドロフラン、トルエン、及びそれらの組み合わせが挙げられるが、しかしながら、他の溶媒もまた使用されてもよい。典型的に、利用される場合、溶媒は、無極性溶媒である。溶媒は、組成物の粘度を調節するのに有用である。充填剤の例としては、屈折充填剤が挙げられるが、しかしながら、他の充填剤もまた使用されてもよい。触媒の例としては、金属触媒（例えば、白金）及び過酸化物が挙げられるが、しかしながら、他の触媒もまた使用されてもよい。触媒は、組成物の硬化を調節するのに有用である。

好適な組成物の更なる例は、Ｓｃｈｅｎｅｃｔａｄｙ，ＮＹのＳｔａｒｆｉｒｅ Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ｉｎｃ．の商標名ＳＴＡＲＦＩＲＥ（登録商標）のセラミック形成ポリマーなど、種々の供給元から市販されている。好適なセラミック形成ポリマーの具体的な例としては、ＳＴＡＲＦＩＲＥ（登録商標）ＳＬ−４５４ＷＣ、ＳＴＡＲＦＩＲＥ（登録商標）ＳＬ−ＭＳ１０、ＳＴＡＲＦＩＲＥ（登録商標）ＳＬ−ＭＳ３２ｂ、ＳＴＡＲＦＩＲＥ（登録商標）ＳＬ−ＭＳ２０、ＳＴＡＲＦＩＲＥ（登録商標）ＳＬ−ＭＳ４２ｂ、ＳＴＡＲＦＩＲＥ（登録商標）ＳＬ−ＭＳ３０、ＳＴＡＲＦＩＲＥ（登録商標）ＳＬ−ＭＳ５０ｂ、ＳＴＡＲＦＩＲＥ（登録商標）ＳＭＰ−ＭＳ５８、ＳＴＡＲＦＩＲＥ（登録商標）ＳＭＰ−７３０、ＳＴＡＲＦＩＲＥ（登録商標）ＳＭＰ−１０、及びＳＴＡＲＦＩＲＥ（登録商標）ＳＭＰ−８７７が挙げられる。

特定の実施形態では、組成物は、充填剤を更に含む。充填剤は、不均質な保護層を更に形成するのに有用であり得る。充填剤はまた、増粘剤としても有用であり得る。充填剤は、種々の充填剤であり得る。特定の実施形態では、充填剤は、炭化ケイ素、窒化ケイ素、又はそれらの組み合わせを含む。そのため、いったん組成物が不均質な保護層を形成するように稠密化されると、充填剤及びポリマー部分は、類似する化学的構造に基づき、区別不可能になり得る。代替的に、上記に紹介されるように、不均質な混成保護層を形成することができる。

利用される場合、充填剤は、種々の量で組み込むことができる。例えば、充填剤は、それぞれ組成物の１００重量部に基づいて、約１重量部〜約８０重量部、約１０重量部〜約８０重量部、約２０重量部〜約７０重量部、約３０重量部〜約６０重量部、又は約４０重量部〜約５０重量部の量で存在してもよい。特定の実施形態では、充填剤は、それぞれ組成物の１００重量部に基づいて、約４０重量部〜約８０重量部又は約３０重量部〜約５０重量部の量で存在する。

好適な組成物の更なる例は、Ｓｃｈｗａｂらの米国特許第５，５８２，８６１号、Ｒｉｅｄｅｌｌらの同第７，６２８，８７８号、Ｒｉｅｄｅｌｌらの同第７，８８８，２７７号、及びＢｅｒｂｏｎ，Ｍ．，Ｄｉｅｔｒｉｃｈ，Ｄ．，Ｍａｒｓｈａｌｌ，Ｄ．，Ｈａｓｓｅｌｍａｎ Ｄ．（Ｏｃｔ．２００１）．Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆ Ｔｈｉｎ Ｃ／ＳｉＣ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ Ｆａｂｒｉｃａｔｅｄ ｂｙ Ｓｌｕｒｒｙ Ｉｎｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｐｙｒｏｌｙｓｉｓ．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｃｅｒａｍｉｃ Ｓｏｃｉｅｔｙ，Ｖｏｌ．８４，Ｉｓｓｕｅ １０，２２２９〜２２３４に記載されており、これらの開示は、参照することによって、それらが本発明の一般的範囲と矛盾しない範囲で、それらの全体が本明細書に組み込まれる。本発明の方法は、異なる組成物の組み合わせを使用してもよい。

コンポーネントが提供される。上述されるように、コンポーネントは、補修又は予防的保守が必要な予形成された保護層、例えば、ＣＶＤ−ＳｉＣ層を既に有するものであってもよい。代替的に、コンポーネントは、まだ保護層を有さない、新しい、又は「未処理の」コンポーネントであってもよい。そのようなコンポーネントは、Ｈｉｌｌｓｂｏｒｏ，ＯＲのＴｏｋｉａ Ｃａｒｂｏｎ ＵＳＡ及びＢａｙ Ｃｉｔｙ，ＭＩのＭｅｒｓｅｎから入手可能なものなど、種々の供給元から市販されている。

組成物が、表面に適用されて、予備硬化コーティング層を形成する。また、予備硬化コーティング層は、当該技術分野において、未稠密化、予備稠密化、グリーン、又は湿式コーティング層と称され得る。組成物は、種々の方法によって、表面に適用することができる。例えば、吹き付け、刷毛塗り、（パテ）ヘラ塗り、かけ流し、ローラ塗り、浸漬、塗り付け、擦り塗り、拭き塗り、又はそれらの組み合わせによって、表面に組成物を適用することができる。特定の実施形態では、組成物は、刷毛塗り及び／又は吹き付けされる。

特定の実施形態では、組成物の少なくとも一部分は、表面に吸収される、染み込む、又は吸い上げられる。組成物の表面への吸収は、組成物の具体的な種類及び／又は表面の種類に依存し得る。例えば、より低い粘度の組成物は、表面、例えば、グラファイトにより多く吸収される傾向があり得る。これらの実施形態では、組成物は、物理的及び／又は化学的に表面と相互作用し得る。例えば、組成物は、細孔及び／若しくは表面によって画定される凹凸を充填する、又はそれに引っ掛かることによって、表面に物理的に「食い込んで」もよい。加えて、組成物は、組成物のケイ素原子が表面の炭素原子と化学的に反応する場合など、表面と化学的に反応することができる。そのような相互作用は、グラファイトの炭素原子構造となど、原子レベルででさえ生じ得る。特定の場合では、組成物は、グラファイト（表面としての）へ吸い上げられ得ると考えられる。そのような吸い上げは、種々の深度での表面への吸い上げであってもよく、一般的に、表面への深度が増加すると減少する、組成物の濃度勾配によって表わされる。

コンポーネントの表面は、適所、即ち、反応器の内部のままであってもよく、又は組成物の適用のために、反応器から取り出されてもよい。典型的に、コンポーネントの表面は、組成物の適用中、反応器内に存在する。これは、寸法、形状、位置などのために、移動させる、又は取り出すことが困難なコンポーネントに有用である。例えば、コンポーネントを、適所のままにすることができ、組成物を適用するために、反応器ポートを通して表面にアクセスすることができる。

組成物は、特定の表面上への適用を容易にするために、溶媒（又は既に存在する場合は、追加の溶媒）で希釈されてもよい。例えば、吹き付けられる場合、適用を容易にするために、組成物を希薄化することができる。加えて、粘度調節もまた、到達することが困難な表面にアクセスするのに有用であり得、例えば、組成物は、角部、亀裂、くぼみなどの中へ、より良好に流れ込むことができる。また、予備硬化コーティング層の厚さを調節するために、粘度調節を利用することもできる。例えば、より厚い層を形成するために、より腰のある組成物を使用することができ、一方、より薄い層を形成するために、より腰のない組成物を使用することができる。予備硬化コーティング層の厚さは、均一であっても異なってもよい。特定の実施形態では、より低い粘度は、組成物の表面への吸収の増加を提供し得る。

上記に紹介されるように、表面は、未処理の表面であっても予形成された保護層を含む表面であってもよい。後者の場合、予形成された保護層は、典型的に、予防的保守、補完、又は補修を必要とする１つ以上の部分を有する。例えば、予形成された保護層は、分解若しくは製造誤差のために、薄くなった部分又は空洞を画定する部分などの欠陥を有する場合がある。そのような欠陥の例としては、欠け、亀裂、ピンホール、凹み、くぼみなどが挙げられる。そのような欠陥は、予形成された保護層上にのみ、又はその全体に渡って存在する場合がある。これらの欠陥は、かなり小さい場合もかなり大きい場合もある。例えば、欠陥は、約１２．７μｍ〜約１２７μｍ（約０．５ミル〜約５ミル）の深さを有する場合がある。欠陥（単数又は複数）は、種々の寸法、形状、及び位置にある可能性がある。本発明の方法は、いかなる特定の種類の欠陥にも限定されない。

第３者から受け取った「新しい」コンポーネントでさえ、そのような欠陥を有する場合がある、例えば、新しいコンポーネントは、ＣＶＤ−ＳｉＣ層で１００％封止されているわけではないと考えられる。組成物は典型的に、欠陥が、組成物から形成される不均質な保護層で、少なくとも部分的に完全に充填されるように適用される。また、予防的保守の手段として、周囲又は表面全体に過剰な組成物を適用することもできる。例えば、幾つかの欠陥は、適用時に検出不可能又は認識不可能（例えば、裸眼で）な場合があるが、それでも対処され得る。不均質な保護層の所望の構成及び量によって、種々の量の組成物を表面に適用することができる。加えて、表面の異なる部分に、異なる種類の組成物を適用することができる。

予備硬化コーティング層の連続層を形成するために、連続工程で、同一の、又は異なる組成物が表面に適用されてもよい。不均質な保護層の厚さを増大させるために、そのような層化を使用することができる。例えば、第１のポリマー組成物を表面に適用して、第１の予備硬化層を形成することができる。次に、第２のポリマー組成物を第１の予備硬化層に適用して、第２の予備硬化層を形成することができる（第１の予備硬化層が依然としてぬれた状態であるか、又は硬化形態である間に）。第２のポリマー組成物は、第１のポリマー組成物と同一であっても異なってもよい。連続層を積層するためにも、同様にこの同一の方法論を使用することができる。層線を有する（断面に）均一な層（単数又は複数）をもたらすことができる。

一実施形態では、第２のポリマー組成物は、充填剤を含み、第１のポリマー組成物は、第２のポリマー組成物中に存在する充填剤を含まない。そのように、第１のポリマー組成物は、充填剤を全く含まなくてもよいか、又は第２のポリマー組成物とは異なる充填剤だけを有してもよい。

相互と異なる場合、組成物は、種々に異なってもよいことが理解される。例えば、組成物は単に、異なる量の溶媒に基づき、異なる粘度を有してもよい。特定の実施形態では、最初に、組成物の１つ（又は２つ以上）のより薄い「プライマー」層を表面に適用することが有用である場合がある。プライマー層は、表面を実質的に封止する、及び／又は後続層が表面に接着するのを助長するのに有用であると考えられる。更に、組成物の一部分は、表面に吸収され、後続層が接着するのにより優れた基材を提供してもよい。次に、１つ（又は２つ以上）のより重い「ベースコート」層がプライマー層に適用される。プライマー層は、ぬれた状態であってもよく、又はこの適用の前に硬化することもできる。ベースコート層は、予備硬化コーティング層（単数又は複数）の厚さ及び強度を増大させるのに有用であると考えられる。任意に、１つ（又は２つ以上）のより薄い「トップコート」層をベースコート層（単数又は複数）に適用することができる。ベースコート層は、ぬれた状態であってもよく、又はこの適用の前に硬化することもできる。トップコート層は、ベースコート層が表面に接着するのを助長し、ベースコート層の多孔性を封止し（例えば、細孔が存在する場合）、かつ予備硬化コーティング層を封止して強化するのに有用であると考えられる。プライマー層は、特定の実施形態では、任意選択である。

溶媒の量を変更するのに加えて、組成物は、異なる化学的性質を有する、異なる種類の充填剤を有する、異なる量の充填剤を有する、充填剤の不在及び存在など、他の面で異なってもよい。例えば、表面を実質的に封止するために、充填剤を含まない、１つ（又は２つ以上）のプライマー層を最初に適用し、続いて、予備硬化コーティング層の厚さを増大させるために、種々の量の充填剤を伴う１つ（又は２つ以上）のベースコート層を適用することが有用である場合がある。これらの実施形態では、充填剤は、増粘剤としての機能を果たすことができる。ほんの一例として、４つの異なるベースコート層は、それぞれ個々に、それぞれのベースコート層の１００重量部にそれぞれ基づいて、約２０重量部、約４０重量部、約６０重量部、及び約８０重量部の充填剤を有することができる。それぞれのベースコート層中の充填剤の量及び／又は種類、それらの適用順序、並びにベースコート層の総数は、様々であってよい。また、任意に、表面を確実に完全に保護するために、充填剤を含まない１つ（又は２つ以上）のトップコート層も、ベースコート層（単数又は複数）に適用することができる。プライマー層は、特定の実施形態では、任意選択である。

組成物は、典型的に、第１の温度（Ｔ１）で表面に適用される。Ｔ１は、組成物、表面、及び／又は周囲環境の温度であってもよい。また、Ｔ１は、これらの温度のいずれかより低くても高くてもよい。Ｔ１は、典型的に、約５℃〜約４０℃、約１０℃〜約３５℃、約１５℃〜約３０℃、約２０℃〜約３０℃、約２０℃〜約２５℃、又は約２３℃である。

予備硬化コーティング層は、加熱されて、不均質な保護層を形成する（例えば、硬化／稠密化する）。反応器を加熱するなど、種々の手段で予備硬化コーティング層を加熱することができる。典型的に、予備硬化コーティング層は、反応器に気体組成物を供給することによって加熱される。そのようにして、気体組成物は、予備硬化コーティング層及び反応器の内部を加熱する。気体組成物は、種々の気体を含むことができる。特定の実施形態では、気体組成物は、反応器で、その中で生成物を形成するために典型的に使用される、１つ以上の気体を含む。

例えば、気体組成物は、トリクロロシラン、四塩化ケイ素、又はそれらの組み合わせを含むことができる。気体組成物は、ＨＣｌ及び／又はＨ_２を更に含んでもよい。上記に紹介されるように、多結晶ケイ素は、一般的に、トリクロロシラン及びＨ_２の反応生成物を含む。更に、トリクロロシランは、一般的に、四塩化ケイ素及びＨ_２の反応生成物を含む。そのようにして、反応器が多結晶ケイ素又はトリクロロシランを生成している間に典型的に使用される１つ以上の気体によって、予備硬化コーティング層を硬化させることができる。そのような反応器の例は、上記に紹介される、組み込まれる参照文献に記載されており、四塩化ケイ素の水素化に使用されるもの、及び多結晶ケイ素を形成するために使用されるもの、例えば、流動床反応器（ＦＢＲ）などである。そのような反応器は、コンポーネントとして、分離器、加熱器、交換器などを含むことができる。不均質な保護層は、これらの種類の反応器と関連付けられるプロセスガスによる基層のメタン化及び分解を防止するのに特に有用である。

特定の実施形態では、予備硬化コーティング層の加熱の前に、反応器内に不活性環境が確立される。不活性環境は、一般的に、少なくとも１つの不活性ガスを反応器に供給することによって確立される。不活性ガスは、窒素ガス（Ｎ_２）など、種々の種類のものであってよい。これらの実施形態では、不活性ガスはまた、上述されるプロセスガスとほぼ同じように、予備硬化コーティング層を加熱するためにも使用されてもよい。

そのようにして、予備硬化コーティング層は、反応器と関連付けられる種々の手段によって加熱されてもよい。換言すれば、表面は、予備硬化コーティング層の加熱中、典型的に、反応器内に存在する。例えば、予備硬化コーティング層は、不活性ガスを用いた不活性環境の確立中に、反応器内で加熱されてもよい。予備硬化コーティング層は、１つ以上のプロセスガスを介した反応器の起動中に加熱されてもよい。予備硬化コーティング層は、１つ以上のプロセス（及び／又は排）ガスを介した生成中に、反応器内で加熱されてもよい。また、予備硬化コーティング層は、これらの方法の組み合わせによって加熱されてもよい。

不活性ガス及びプロセスガスを、予熱して反応器に供給することができる、反応器に供給して、反応器（反応器のコンポーネント）によって加熱することができる、又はそれらの組み合わせであることができる。組成物中に存在する場合、加熱の前に、溶媒を、最初に蒸発させる／閃光することができるか、又は熱の印加によって、蒸発を促進することができる。

予備硬化コーティング層の連続層が利用される場合、それらを、それぞれの適用の後に硬化することができるか、全体として集合的に硬化することができるか、又はそれらの組み合わせを介して硬化することができる。例えば、ベースコート層は、プライマー層に「ぬれた状態の上にぬれた状態」で適用され、次いで硬化されてもよい。次に、トップコート層を、ベースコート層に「硬化された状態の上にぬれた状態」で適用し、次いでそれ自体を硬化させることができる。不均質な保護層の連続層を形成するために、適用及び硬化工程の種々の組み合わせを使用することができる。また、硬化工程は、当該技術分野において、熱分解工程とも称され得る。そのような連続層は、最終的な不均質な保護層において区別不可能である場合があるが、しかしながら、連続層は、異なる化学的性質、充填剤などから形成される場合に認識される場合がある。例えば、保護層の断面に層が見える場合があることが理解される。

予備硬化コーティング層は、コーティング層を硬化（又は稠密化）し、表面上に不均質な保護層を形成するために、Ｔ１を超える第２の温度（Ｔ２）に加熱される。Ｔ２は、典型的に、約１００℃〜約１７５０℃、約２００℃〜約１６００℃、約４００℃〜約１６００℃、約６００℃〜約１６００℃、約６００℃〜約１５００℃、約６５０℃〜約１４００℃、約７００℃〜約１４００℃、約８００℃〜約１４００℃、又は約１０００℃〜約１４００℃である。種々の実施形態では、Ｔ２は、約６００℃を超える、約６５０℃を超える、約７００℃を超える、約７５０℃を超える、又は約８００℃を超える。これらの実施形態では、Ｔ２は、上記の温度範囲に記載されるような、例えば、約１７５０℃のピーク温度を有してもよい。

予備硬化コーティング層は、コーティング層の硬化／稠密化を促進するために、ある期間加熱される。期間は様々であることができ、比較的短いものから比較的長いものであってもよい。典型的に、期間は、約１分間〜約７２時間、又は約１時間〜約４８時間、約６時間〜約３６時間、約１２時間〜約３０時間、約１８時間〜約２４時間、若しくは約２４時間である。特定の原位置の実施形態では、表面保護の目的に十分な硬化は、ほぼ一瞬であり得る。換言すれば、不均質な保護層を形成するためには、予備硬化コーティング層が最終的な硬化（又は完全に稠密化された）状態に達するのにより長い期間がかかる場合があるが、ごくわずかな量の硬化が、表面を一時的に保護するのには十分である可能性がある。代替的に、表面保護のためには、表面上に予備硬化コーティング層が単に存在するだけで（硬化の前に）、一時的には十分であると考えられる。また、硬化に必要とされる時間の量は、温度及び圧力などの反応器内の条件によっても影響される場合がある。例えば、増加した圧力は、最終的な硬化状態に達するための温度及び／又は時間要件を変化させる場合がある。

予備硬化コーティング層から不均質な保護層への組成物の硬化を参照すると、組成物（単数又は複数）は、稠密化相及び熱分解相を経ると考えられる。特に、ＳｉＣを含む不均質な保護層に関して、いかなる特定の理論にも束縛又は制限されるものではないが、約室温（２３±３℃）〜約２００℃の温度で、予備硬化層から低重量オリゴマー（例えば、カルボシラン）が放出されると考えられる。約２５０℃〜約４００℃で、Ｓｉ部位から水素原子が排除され、層からＨ_２が放出され、層の架橋がもたらされると考えられる。約４５０℃〜約５５０℃で、Ｃ−Ｈ及びＳｉ−Ｈ結合の均一開裂が、遊離基、及びＨ_２の更なる放出をもたらすと考えられる。最高で約８００℃まで、Ｃ−Ｈ結合が持続し、それにも関わらず、Ｈ_２の更なる放出が生じると考えられる。最高で約１０００℃まで、層は、ＳｉＣＨ_〜０．３の構造を有するセラミック構造を備えると考えられる。最高で約１２００℃まで、いずれの残りのＨ_２も層から放出されると考えられる。約１４００℃〜約１５００℃で、一般的に、層内で重量喪失が生じ、これは、一酸化ケイ素ガス（ＳｉＯ）の放出であると考えられる。約１６００℃で、層は、β−ＳｉＣ（β−ＳｉＣ）形態に完全に結晶化すると考えられる。そのため、不均質な保護層は、これらのより高い温度に到達した後、β−ＳｉＣを含む。β−ＳｉＣは、表面を保護するのに特に有用であると考えられる。加えて、硬化中に放出されるＨ_２は、水素化プロセス中などで、反応器内の補助的反応物として有用である可能性がある。

不均質な保護層は、種々の厚さであることができる。典型的に、不均質な保護層は、約２．５４μｍ（０．１ミル）を超える、又は約２．５４μｍ〜約２５．４μｍ、約１２．７μｍ〜約１９０．５μｍ、約２５．４μｍ〜約１９０．５μｍ、約６３．５μｍ〜約１９０．５μｍ、又は約１２７μｍ（約０．１ミル〜約１０ミル、約０．５ミル〜約７．５ミル、約１ミル〜約７．５ミル、約２．５ミル〜約７．５ミル、若しくは約５ミル）の平均厚さを有する。厚さは、均一であっても異なってもよい。例えば、不均質な保護層の一部分は、追加の保護のためにより厚くされてもよく、一方、別の部分は、位置に基づき、より薄くされてもよい。特定の実施形態では、不均質な保護層の部分は、表面の輪郭、例えば、表面の角部及び／又は谷部のためにより厚い。

上記に示唆されるように、本発明の方法は、種々の利益を提供する。本方法は、反応器と関連付けられる表面を補修するのに有用である。本方法はまた、反応器と関連付けられる表面を保護するのにも有用である。本方法は、反応器及び／又はコンポーネントの耐用期間を延ばすのに有用である。反応器及び／若しくはコンポーネントを補修並びに／又は救済するのが、より容易である。反応器及び／又はコンポーネントの故障を防止するのが、より容易である。

不純物の量の減少など、反応器内で作られる生成物のより良い品質及び／又は稠度を達成することができる。そのような不純物は、反応器及び／又はコンポーネントから浸出する炭素から生じる可能性がある。反応器内で作られる規格外（「オフスペック」）生成物の量が低減され、反応器の動作不能時間が低減される。反応器に関連する維持費が減少する。例えば、本方法に関連する費用、例えば、組成物は、コンポーネント自体の交換費用と比較して、比較的安価である。加えて、コンポーネントは、取扱い、設置、取り出しが困難である場合があり、これは、費用を追加する。

反応器内の組成物及び／又は不均質な保護層の存在は、反応器プロセス、例えば、水素化プロセスに悪影響を及ぼさない。予備硬化コーティング層を不活性環境若しくは制御された環境内で硬化させるために、いかなる特別な、又は追加の工程も必要とされない。例えば、Ｎ_２パージ、続くプロセスガスの反応器への流量増加を介した反応器内部の典型的な乾燥は、組成物の存在を別個に考慮することなく、標準的な操作手順に従って行うことができる。例えば、上述されるように、反応器内での水素化プロセス中に、硬化中に放出されるＨ_２を反応器内で利用することができる。ここで、本発明の方法の更に具体的な実施形態が記載される。

一実施形態では、反応器内のコンポーネントの表面上に、不均質な保護層が形成される。不均質な保護層は、ＳｉＣ、Ｓｉ_３Ｎ_４、又はそれらの組み合わせを含む。組成物は、ポリカルボシラン、ポリシラザン、又はそれらの組み合わせを含む。コンポーネントの表面は、グラファイト、ＣＦＲＣ、又はそれらの組み合わせを含む。組成物が、コンポーネントの表面に適用されて、予備硬化コーティング層を形成する。気体組成物が反応器に供給され、それによって、予備硬化コーティング層を加熱して、不均質な保護層を形成する。気体組成物は、トリクロロシラン、四塩化ケイ素、又はそれらの組み合わせを含む。気体組成物はまた、Ｈ_２も含んでもよい。気体組成物を反応器に供給する前に、反応器内に、不活性環境が確立されてもよい。そのように、予備硬化コーティング層の加熱は、不活性環境の確立中、又はその後に開始してもよい。Ｔ１で、コンポーネントの表面にポリマー組成物を適用することができ、保護層の形成を促進するために、予備硬化コーティング層をＴ２に加熱することができる。Ｔ１及びＴ２の両方は、上述される通りである。

別の実施形態では、反応器内のコンポーネントの表面の予形成された保護層が補修される。組成物は、ポリカルボシラン、ポリシラザン、又はそれらの組み合わせを含む。表面は、グラファイト、炭素繊維強化炭素（ＣＦＲＣ）、又はそれらの組み合わせを含む基層を備える。予形成された保護層は、基層上に配置されている。予形成された保護層は、少なくとも１つの空洞（又は欠陥）を画定する。予形成された保護層は、炭化ケイ素、窒化ケイ素、又はそれらの組み合わせを含む。空洞が予備硬化コーティング層で少なくとも部分的に充填されるように、予形成された保護層に組成物が適用される。気体組成物が反応器に供給され、それによって、予備硬化コーティング層を加熱して、不均質な保護層を形成する。気体組成物は、トリクロロシラン、四塩化ケイ素、又はそれらの組み合わせを含む。気体組成物はまた、Ｈ_２も含んでもよい。気体組成物を反応器に供給する前に、反応器内に、不活性環境が確立されてもよい。そのように、予備硬化コーティング層の加熱は、不活性環境の確立中、又はその後に開始してもよい。Ｔ１で、予形成された保護層にポリマー組成物を適用することができ、保護層の形成を促進するために、予備硬化コーティング層をＴ２に加熱することができる。Ｔ１及びＴ２の両方は、上述される通りである。

別の実施形態では、クロロシランが、水素化プロセスを介して、反応器内で水素化される。反応器は、その中にコンポーネントが配置されている。コンポーネントは、炭素を含む表面を有する。表面は、反応器内に存在する腐食剤と接触する。水素化プロセスの前に、組成物が、表面に適用されて、予備硬化コーティング層を形成する。組成物は、ポリカルボシラン、ポリシラザン、又はそれらの組み合わせを含む。その後、反応器にＨ_２及びクロロシランが供給される。Ｈ_２及びクロロシランの反応から、水素化クロロシラン及び腐食剤が形成される。反応器内で、コンポーネントの表面上に、予備硬化コーティング層から不均質な保護層が形成される。不均質な保護層は、腐食剤、例えば、ＨＣｌから表面を保護するのに有用である。クロロシランは、四塩化ケイ素を含むことができる。水素化クロロシランは、トリクロロシランを含むことができる。

別の実施形態では、反応器内で、多結晶ケイ素が生成される。反応器は、その中にコンポーネントが配置されている。多結晶ケイ素は、クロロシラン及びＨ_２の反応生成物を含む。コンポーネントは、炭素を含む表面を有する。表面は、反応器内に存在する腐食剤と接触する。多結晶ケイ素の生成の前に、組成物が、コンポーネントの表面に適用されて、予備硬化コーティング層を形成する。ポリマー組成物は、ポリカルボシラン、ポリシラザン、又はそれらの組み合わせを含む。その後、反応器にＨ_２及びクロロシランが供給される。Ｈ_２及びクロロシランの反応から、多結晶ケイ素及び腐食剤が形成される。反応器内で、コンポーネントの表面上に、予備硬化コーティング層から不均質な保護層が形成される。不均質な保護層は、腐食剤、例えば、ＨＣｌから表面を保護するのに有用である。クロロシランは、トリクロロシランを含むことができる。反応器は、ＦＢＲであってもよい。

別の実施形態では、組成物の使用を介して、反応器内に新しい（又は置換）物品が形成される。上述されるように、反応器内で形成される保護層（単数又は複数）に加えて、又はその代わりに、物品を形成することができる。本実施形態では、リベット、ボルト頭部、プラグ、締め具などの物品を形成するように、組成物が適用される、又は使用される。例えば、リベット、ボルトなどが損傷している、又は紛失している場合、その場所を埋めるために、組成物を使用することができる。組成物を用いて、上述される保護層又は物品の具体的な例のみというよりはむしろ、種々の３次元物品を作製することができる。本実施形態では、組成物が、組成物が最終的な硬化／稠密化状態に達するまで、自立した状態であるように、組成物は、典型的に、ペースト又はスラリーの形態である。これは、組成物のそのような物理的形態が要件であるというわけではなく、組成物が十分に硬化／稠密化するまで、組成物を所望の形状に保持／維持するために、成形型として、型又は他の補助的構造体が使用されてもよい。このようにして、物品を形成するように、組成物を任意の所望の予備硬化形状にして、次いで、反応器内で硬化／稠密化することができる。物品の形成を促進するために、上述されるように、組成物を反応器内で加熱することができる。これらの種々の実施形態のより具体的な態様は、上記に記載され、例示された通りである。

添付の特許請求の範囲が、発明を実施するための形態に記述された明確で特定の化合物、組成物、又は方法に限定されず、化合物、組成物、又は方法が、添付の特許請求の範囲内にある特定の実施形態間で異なってもよいことを理解されたい。種々の実施形態の特定の特性又は態様を記述するために本明細書で依拠されるマーカッシュグループに関して、別のマーカッシュのメンバー全てから独立している、それぞれのマーカッシュグループの各メンバーから、異なる、特有の、及び／又は予想外の結果が得られることが可能と理解されることになる。マーカッシュ群の各要素は、添付の特許請求の範囲内の特定の実施形態に個別及び／又は個別に依存してもよく、適切な根拠を提供する。

また、本発明の種々の実施態様を記載する際に依存する任意の範囲及び部分範囲が、添付の特許請求の範囲内に個別かつ集合的に入ることも理解されるべきであり、またかかる値が明白に記載されていない場合でも、全体及び／又は部分値を含む全ての範囲を記載及び企図することが理解される。計数範囲及び部分範囲が、本発明の種々の実施態様を十分に記述しかつ可能にし、かかる範囲及び部分範囲が、更に、関連する２分の１、３分の１、４分の１、５分の１などに詳述されてよいことを当業者は容易に理解する。ほんの一例として、範囲「０．１〜０．９」は、下の方の３分の１、即ち、０．１〜０．３、中間の３分の１、即ち、０．４〜０．６、及び上の方の３分の１、即ち、０．７〜０．９に更に詳述することができ、これらは、個別かつ集合的に添付の特許請求の範囲内であり、添付の特許請求の範囲内の特定の実施態様に個別及び／又は集合的に依存され、適切な根拠を提供し得る。更に、「少なくとも」、「より大きい」、「未満」、「以下」等の範囲を定義又は修飾する用語に関して、かかる用語が部分範囲及び／又は上限若しくは下限を含むことを理解されたい。別の例として、「少なくとも１０」の範囲は、本質的に、少なくとも１０〜３５の部分範囲、少なくとも１０〜２５の部分範囲、２５〜３５の部分範囲等を含み、各部分範囲は、添付の特許請求の範囲内の特定の実施態様に個別及び／又は集合的に依存することがあり、これに適切な根拠を提供する。最終的には、開示された範囲内の個々の数は、添付の特許請求の範囲内の特定の実施態様に依存することができ、これに適切な根拠を提供する。例えば、範囲「１〜９」は、種々の個々の整数、例えば、３、並びに小数点（又は分数）を含む個別の数、例えば、４．１を含み、これは添付の特許請求の範囲内の特定の実施態様に依存してもよく、これに適切な根拠を提供する。

本発明は、本明細書にて例示的な方法にて記述されており、使用された用語は限定よりもむしろ説明的な言葉の性質を持つことを意図していると理解すべきである。本発明の多くの修正及び変更が上記教示から可能である。本発明は、添付の特許請求の範囲に具体的に記載されているものとは別の方法で実施されてもよい。独立請求項、並びに単一及び複数の従属の両方の従属請求項の全ての組み合わせの主題が、本明細書に明示的に企図される。

Claims (20)

1. 反応器内のコンポーネントの表面上にケイ素を含む不均質な保護層を形成する方法であって、
   前記不均質な保護層を形成するためのポリマー組成物を提供する工程と、
   前記コンポーネントに、炭素を含む前記コンポーネントの表面を提供する工程と、
   前記コンポーネントの前記表面上に前記ポリマー組成物を適用して、予備硬化コーティング層を形成する工程と、
   前記予備硬化コーティング層を加熱して、前記不均質な保護層を形成する工程と、
   を含み、前記予備硬化コーティング層の加熱中、前記コンポーネントの前記表面が、前記反応器内に存在する、方法。
2. 前記ポリマー組成物の適用中もまた、前記コンポーネントの前記表面が、前記反応器内に存在する、請求項１に記載の方法。
3. 前記予備硬化コーティング層が、前記反応器に気体組成物を供給することによって加熱される、請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記気体組成物が、
   ｉ）トリクロロシラン、四塩化ケイ素、又はそれらの組み合わせを含み、任意に、
   ｉｉ）水素を更に含む、請求項３に記載の方法。
5. 前記ポリマー組成物が、ポリカルボシランを含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
6. ｉ）ポリカルボシランが、アリルヒドリドポリカルボシランである、及び／又は
   ｉｉ）不均質な保護層が、炭化ケイ素を含む、請求項５に記載の方法。
7. 前記ポリマー組成物が、ポリシラザンを含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
8. ｉ）ポリシラザンが、ペルヒドロポリシラザンである、及び／又は
   ｉｉ）不均質な保護層が、窒化ケイ素を含む、請求項７に記載の方法。
9. 前記ポリマー組成物が、前記不均質な保護層を更に形成するための充填剤を更に含む、請求項５〜８のいずれか一項に記載の方法。
10. 前記充填剤が、
    ｉ）炭化ケイ素、窒化ケイ素、若しくはそれらの組み合わせを含む、及び／又は
    ｉｉ）前記ポリマー組成物内に、前記ポリマー組成物の１００重量部に基づいて、約１重量部〜約８０重量部の量で存在する、請求項９に記載の方法。
11. ｉ）前記ポリマー組成物が、第１の温度（Ｔ１）で前記コンポーネントの前記表面に適用され、前記予備硬化コーティング層が、Ｔ１を超える第２の温度（Ｔ２）に加熱され、任意に
    ｉｉ）Ｔ２が、約１００℃〜約１７５０℃である、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
12. 前記コンポーネントの前記表面が、
    ｉ）グラファイト、及び／又は
    ｉｉ）炭素繊維強化炭素（ＣＦＲＣ）、を含む、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
13. 前記コンポーネントの前記表面が、基層と、前記基層上一面に配置された予形成された保護層と、を備え、前記基層が、炭素を含み、前記予形成された保護層が、ケイ素を含む、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
14. ｉ）前記コンポーネントの前記表面の予形成された保護層が、少なくとも１つの空洞を画定し、前記予形成された保護層の前記少なくとも１つの空洞が、前記不均質な保護層で少なくとも部分的に充填されるように、前記ポリマー組成物が適用され、
    ｉｉ）前記コンポーネントの前記表面の予形成された保護層が、炭化ケイ素、窒化ケイ素、若しくはそれらの組み合わせを含み、及び／又は
    ｉｉｉ）前記コンポーネントの前記表面の基層が、グラファイト、炭素繊維強化炭素（ＣＦＲＣ）、若しくはそれらの組み合わせを含む、請求項１３に記載の方法。
15. 前記予備硬化コーティング層の加熱の前に、前記反応器内に不活性環境を確立する工程を更に含む、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の方法。
16. 前記ポリマー組成物が、吹き付け、刷毛塗り、ヘラ塗り、かけ流し、ローラ塗り、浸漬、塗り付け、擦り塗り、拭き塗り、又はそれらの組み合わせによって、前記コンポーネントの前記表面に適用される、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の方法。
17. 前記反応器内の前記コンポーネントが、交換器、分離器、加熱器、チャンバ表面、又はそれらの組み合わせである、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の方法。
18. 第１のポリマー組成物が、前記コンポーネントの前記表面に適用されて、第１の予備硬化層を形成し、前記第１のポリマー組成物とは異なる第２のポリマー組成物が、前記第１の予備硬化層に適用されて、第２の予備硬化層を形成し、前記第１及び第２の予備硬化層の両方が加熱されて、前記不均質な保護層を形成する、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の方法。
19. 前記不均質な保護層が、
    ｉ）約２．５４μｍ（約０．１ミル）を超える平均厚さ、又は
    ｉｉ）約２．５４μｍ〜約２５４μｍ（約０．１ミル〜約１０ミル）の平均厚さ、を有する、請求項１〜１８のいずれか一項に記載の方法。
20. 前記反応器が、
    ｉ）トリクロロシラン及び水素ガスの反応生成物を含む、多結晶ケイ素、又は
    ｉｉ）四塩化ケイ素及び水素ガスの反応生成物を含む、トリクロロシラン、を生成するためのものである、請求項１〜１９のいずれか一項に記載の方法。