JP3177915B2 - 表面バリヤー層を備えた支持体を有する製品および方法 - Google Patents

表面バリヤー層を備えた支持体を有する製品および方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、保護ガラスセラミック
コーティングおよび保護コーティングを有する耐火性構
造物品に関し、より詳細には、耐火性金属間アルミナイ
ド、チタン合金、炭素−炭素複合物、および鉄、コバル
ト、あるいはニッケルベースの超合金のような被酸化性
耐火性支持体材料の保護にとって有益なガラスセラミッ
クコーティングに関する。このコーティングは、厳しい
環境中の高温における酸化あるいは他の物理的または化
学的劣化から支持体を保護するのに効果的な化学的バリ
ヤーを提供する。
【0002】
【従来技術】非常に高い使用温度で望ましい強度および
靭性並びに化学的攻撃に対する耐性を提供する材料に対
する継続する要望がある。航空宇宙産業において、例え
ば、炭素−炭素複合物、超合金、および金属間チタンア
ルミナイド化合物のような耐火性材料は、超音速または
高度超音速航空機(国家航空宇宙機(NASP)等)の
機体、エンジンおよび他の部品のためにますます使われ
つつある。
【0003】宇宙船の大きい構造部品の候補であるアル
ミナイド金属間化合物は、小さい密度、大きい強度、お
よび1000℃までの温度に対する耐性維持の独特の組合せ
を提供する。しかしながら現在評価されている2つのア
ルミナイド候補材料(すなわち、ガンマ型(TiAl)
およびスーパーα−2型(TiAl)のチタンアル
ミナイド)は、高温における水素脆化と共に酸化攻撃を
受けやすい。
【0004】炭素は、知られている最も耐火性の大きい
要素の1つであり、4000℃を超える融点を有する。そし
て、炭素繊維で強化されたカーボンから成る新しい複合
材料は、既知の材料のうち最も大きい強度/重量比を与
える。不都合にも、酸素と炭素が反応して約600 ℃未満
の温度でCOを形成することは、酸化環境における
炭素ベースの材料の有用性を厳しく制限する。その大き
い強度重量比および融点を十分に活用するために酸化か
ら保護され得る炭素−炭素複合物の有望性は、航空宇宙
界において大きい関心を引いた。
【0005】直接的固相反応、スパッタ、蒸発等のよう
な種々の技術によって施された炭化ケイ素の保護コーテ
ィングは、1000℃の範囲における温度において炭素複合
材料に限られた保護を提供することが知られる。しか
し、クラッキングおよび酸化は、問題のままである。ホ
ウ素酸化物は、単独で、あるいは他の酸化物との組合せ
で、これらの支持体および/または、コーティングに組
み込まれて亀裂耐性を改良する。しかし、得られる材料
は、低い温度で特徴的に溶融し、そして、1000℃をかな
り超える温度でそれらの有効性が失われる。
【0006】保護コーティングによって利益を得るもの
に、いわゆる超合金から成る金属の部品がある。それら
の合金は、通常、合金成分として、大きな割合のクロ
ム、鉄、コバルトまたはニッケルを含む鉄、ニッケルま
たはコバルトベースの合金である。これらの合金は、炭
素複合材料よりさらに酸化耐性があるが、これらもま
た、高温酸化にさらされ、従って増大された高温保護の
ために保護的にコートされる。
【0007】前述したような耐火性材料を高温における
酸化から保護するための従来の方法は、連続的なモノリ
シックガラスコーティングを施すことである。ガラス
は、保護された支持体を完全に封入し、そして周囲の雰
囲気から分離し得る。しかしながら、ガラス層は、高温
の粘性流れによる浸食または排除にさらされる。ガラス
コーティングの高温粘度は、結晶質の材料をコーティン
グの塗布前にガラスフリットと混合することによって増
大できる。しかしながら、これらのガラス結晶質混合物
は非均一に焼結し、そして、コーティングの結晶サイ
ズ、均質性および流れは、このように非常に制御するの
が難しい。
【0008】多結晶質セラミックコーティングは、酸化
劣化から超合金材料を保護する方法として提案された。
米国特許第4,485,151 号および第4,535,033 号(Stecur
a)は、プラズマスプレー技術によって、安定化ZrO2
の絶縁層の前記材料への塗布について記載する。
【0009】セラミックプラズマスプレー法は、退屈で
あり、そして商業的製造において制御するのが難しいい
くつかの工程を包含する。さらに、プラズマスプレー中
に熱勾配が生じやすく、それによって仕上げコーティン
グに欠陥が生じ、そして仕上げコーティングは多孔質と
なりやすい。このために、ガス(特にO2 、H2 、SO
2 )および水蒸気の浸透を許し、コーティング不良を引
き起こす。
【0010】ガラスセラミック材料は、もちろん良く知
られている。そしてコーティングを含む種々の用途の広
範囲なガラスセラミック組成が開発されてきた。例えば
米国特許第3,397,076 号は、主要な要素がコバルト、ニ
ッケル、クロム、鉄または混合物である高温合金用の溶
融結晶性下塗およびカバーコートについて記載する。下
塗りコートは、リチウムを含まず、そして35−65%のS
iO2 および12−45%のBaOを含む。この特許の実施
例はまた、かなりの量のR2 O、B2 3 および/また
はTiO2 を含む。
【0011】米国特許第3,467,534 号(MacDowell )
は、本質的に20−70%のBaOおよび30−80%のSiO
2 から成り、そしてバリウムケイ酸塩主要結晶相を有す
るガラスセラミック物品を開示する。この中の好ましい
実施例は金属のコーティング用として記載される。米国
特許第4,861,734 号(MacDowell )は、適切な組成の細
かく分割されたホウ酸ガラスを焼結する工程によって製
造され、比較的高いレベルの結晶度および集積回路パッ
ケージのような用途に適する誘電特性を示すアルカリ土
類アルミノホウ酸ガラスセラミックを開示する。
【0012】ガラスセラミックおよびガラスコーティン
グ技術が高度に開発されている事実にもかかわらず、耐
火性炭素質、金属および金属間表面を酸化または高温に
おける劣化から保護する新規な保護コーティング配合の
必要性がある。
【0013】
【発明の目的】従って、本発明の主要な目的は、そのよ
うな支持体の保護に使用する改良された一体性および耐
火性を有する保護コーティングを提供することである。
【0014】本発明の他の目的は、既知のコーティング
より効果的でありそして施すのにより便利である前述の
ようなコーティングを提供することである。
【0015】本発明のさらなる目的は、非多孔性であ
り、連続的であり、そしてピンホールおよび亀裂のよう
な欠陥がなく、従って、水素および酸素そして他の腐食
性のガスの拡散に対するバリヤーを与える保護コーティ
ンを提供することである。
【0016】本発明のさらなる目的は、種々の耐火性支
持体にきつく付着し、そして熱サイクリング中の剥離に
抵抗するバリヤーコーティングを提供することである。
【0017】本発明の他の目的は、それが1つの温度範
囲で焼成された際に、ガラスコーティングの優れた流れ
特性を示し、そしてそれがさらに高い温度範囲で加熱さ
れた際に、結晶化によって流れに対して抵抗力がある状
態になる酸素バリヤーコーティング材料を提供すること
である。
【0018】本発明のさらなる目的は、カーボン複合物
から成る支持体部分;金属間または金属合金;そして従
来のものより優れた機械的磨耗および化学的腐食に対す
る耐性、接着性、耐火性、一体性および/または浸透に
対する耐性を示す保護ガラスセラミックコーティングを
含む保護的にコートされた物品を提供することである。
【0019】
【発明の構成】我々は、優れた流れ、好ましい支持体被
度、望ましい結晶化挙動、そして大きい密度および耐火
性支持体保護のための低い浸透性を有する結晶化ガラス
セラミックコーティングを与えるアルミノホウ酸ガラス
の系統を発見した。このガラスセラミックコーティング
は、優れた一体性、そして金属間アルミナイド、金属合
金、およびカーボン複合物のような炭素ベースの材料な
どの支持体を含む被酸化性耐火性無機支持体への優れた
接着性を有するように選択され得る。支持体の例として
は、炭素繊維強化カーボンマトリックス複合物、チタン
アルミナイド、チタン合金、およびニッケルベース、鉄
ベースおよびコバルトベースの超合金を含む。
【0020】ホウ酸塩ベースのガラスセラミックに関し
ての第一の重要な点は、存在するB 2 3 の割合が比較
的大きいこと、および前記組成から製造される結晶化品
中に予測される残留低融点ガラス相を存することであ
る。これまで、ホウ酸ガラスセラミックは高温用途には
適さなかった。と言うのは、見積られた最高使用温度
が、耐火性支持体の保護において相当な改善であると考
えられる1000℃をはるかに下まわっていたからである。
【0021】驚いたことには、本発明は、長時間に亘っ
て1000℃以上の温度に耐え得る平坦で接着性のある剥落
のないコーティングを形成し得るアルミノホウ酸ガラス
セラミック組成を提供する。さらに本発明は、1000℃未
満の温度において改良された流れ、接着性および他の特
性を示すコーティングを与える組成を提供する。さら
に、本発明の組成範囲内の耐火性アルミノホウ酸塩コー
ティングは、種々の耐火性支持体(例えば炭素−炭素複
合物、鉄、ニッケルおよびコバルトベースの超合金、そ
してチタンアルミナイドなど)と相溶性良く処方され
る。
【0022】本発明は、保護アルミノホウ酸ガラスセラ
ミックコーティングを含む少なくとも1つの表面バリヤ
ー層を備えた前述の炭素、アルミナイドまたは金属合金
材料から成る耐火性支持体材料を提供する。
【0023】本発明によるガラスセラミックコーティン
グに有用なアルミノホウ酸ガラス組成は、重量%で、約
10−55%のAl2 3 、4−40%のB2 3 、合計70%
までのRO(ここでROは70%までのBaO、60%まで
のSrO、40%までのCaOおよび25%までのMgOか
ら成る群より表示された割合を超えない量で選択される
1以上のアルカリ土類金属酸化物から成る)、合計35%
までのR2 O(ここでR2 Oは35%までのNa2 O、30
%までのK2 Oおよび15%までのLi2 Oから成る群よ
り表示された割合を超えない量で選択される1以上のア
ルカリ金属酸化物から成る)、ZnOおよびMnOから
成る群より選択される合計25%までの金属酸化物、30%
までのSiO2、そして10%までのFから実質的に成
る。
【0024】本発明はまた、耐火性支持体を酸化または
他の化学的攻撃から保護する方法を提供する。この方法
は、ガラスコーティングを直接的または間接的に支持体
に施し、その後このコーティングを、通常、ガラスおよ
び支持体を加熱することによって加熱して、ガラスコー
ティングの結晶化(熱硬化)を促進する各工程を含む。
好ましい実施例において、ガラスコーティングは、ガラ
ス粉末として支持体に施される。本発明のこの方法は、
支持体に、連続的保護結晶質あるいは半結晶質ガラスセ
ラミックコーティングを提供する。
【0025】前述の組成範囲内のガラス組成は、従来の
ガラス処理方法によって溶融されかつガラス粉末へと変
換され、そしてあらゆる選択された厚さのコーティング
を得るために、選択された耐火性支持体へ粉末形態にお
いて施され得る。このようにして得られた粉末コーティ
ングは、次に、ガラスとして、通常、900 ℃より十分低
い温度で焼結され、そしてその後、約900 −1100℃の範
囲の温度で適切な雰囲気下において焼成することにより
結晶化され得る。得られたガラスセラミックコーティン
グは、高度に結晶質であり、稠密かつ連続的であり、そ
して適切な化学的反応性および熱膨張特性を有する支持
体上で剥落および亀裂に対する耐性を示す。
【0026】本発明のコーティングは、下げられた硬化
温度に関するばかりではなくコーティング挙動に関して
も、従来技術のコーティングより優れたかつ予期せぬ効
果を提供する。これらのコーティングにおける結晶化が
従来技術のケイ酸塩コーティングに比べて幾分か遅れる
傾向があるので、硬化中の流れはより広範囲に亘り、そ
してより望ましいコーティング被度が達成され得る。さ
らに残留ガラスの典型的な濃度は、コーティングに自己
修復機能を与えるのに十分な程高く、さらにガラス結晶
質混合物は、十分に堅固で耐火性があるので、コーティ
ングの使用温度を過度に制限することがない。
【0027】多くの場合において、本発明の保護ガラス
セラミックコーティングは、支持体保護および性能のよ
り十分な範囲を与えるために、他のコーティングと組合
せて使用することもできる。例えば炭素−炭素複合物の
場合は、炭化ケイ素または同様の材料プライマーまたは
ベースコーティングが、本発明のアルミノホウ酸ガラス
セラミックコーティングによるオーバーコーティングの
ためのサポートまたは基礎を与えるために、極めて望ま
しい。他の場合において、半結晶質あるいは結晶質のオ
ーバーコーティングが、特に大きい耐火性および耐久性
のコーティングシステムを提供するために、本発明のガ
ラスセラミックコーティングと組合せて使用できる。あ
らゆるガラスセラミックコーティングシステムに特徴的
な重要な性能は、初期焼成段階中のガラスの適切な粘性
流れおよび稠密化と焼成サイクル完了前のコーティング
の結晶化との間の適切なバランスにある。早期結晶化
は、不十分な流れおよび粗い多孔質のコーティングを生
じさせ、一方、不十分な結晶化は、過剰量の残留のガラ
スおよびそれによる耐火性の小さいコーティングを生じ
させる。本発明の組成は、概して初期段階の粘性流れと
硬化された高度の結晶度との間の優れたバランスを達成
する。
【0028】同様に重要なことは、コーティングと支持
体との間の熱膨張の適合性である。ある場合において、
コーティングの膨張硬化中における支持体との相互作用
によって変更されるが、炭素支持体は、概して、比較的
低い熱膨張率のコーティングを必要とするものに対し、
金属合金および金属間アルミナイドは比較的高い膨張率
のコーティングを必要とする。本発明のコーティング
は、熱膨張率を調節でき、そして物理的特性に関してど
ちらのタイプの支持体とでもよくマッチさせられる最終
コーティングを提供し得る。
【0029】前述したように、コーティングを形成する
ために利用されるアルミノホウ酸ガラスからのガラス粉
末の調製は、従来のプラクティスに従うことができる。
これらのガラスは、従来のガラスバッチ成分、通常、選
択された金属の酸化物から処方され、次に混合され、そ
して均質流動性溶融物を提供するために、通常1500−17
00℃の範囲の温度で溶融される。次に、この溶融物は、
ドリゲージング、または、他の(fritting)方法によっ
て粒状ガラスに変えられ、この粒状予備製品は、次に細
かいガラス粉末を提供するために、ミル粉砕される。非
常に薄いコーティングが必要とされる場合にはより小さ
い粒子サイズが好まれるであろうが、ミル粉砕されたガ
ラスの好ましい粒子サイズは、通常、5−20ミクロンの
範囲である。
【0030】保護されるべき選択された耐火性支持体の
表面は、あらゆる従来の方法によって前記粉末ガラスで
コートできる。好ましい方法は、静電スプレーである。
静電スプレーでは、帯電された乾燥ガラス粉末を選択さ
れた支持体の表面に高度の均質性をもってスプレーし、
この時支持体は反対の電荷に帯電したワイヤメッシュス
クリーン上に支持される。あるいは、粉末ガラスを適当
な媒体、例えば水または有機ビヒクルと混合し、支持体
の表面に一様に施し、そして乾燥するようにしてもよ
い。
【0031】次に、ガラス粉末でコートした支持体は、
800 −1100℃の範囲の温度まで通常加熱される。これら
の温度において、ガラス粒子は、本質的に結晶化のない
稠密で滑らかな良好に形成された連続的なガラスコーテ
ィングを得るため、初めに軟化され、そして流動化され
る。同じあるいはさらに高い温度範囲内でのさらなる加
熱は、稠密で強い耐火性結晶質あるいは半結晶質コーテ
ィングを形成するための結晶相の形成を開始させそして
完成させるのに有効である。
【0032】
【実施例】本発明を以下の実施例に基づいてさらに詳細
に説明する。
【0033】表1は、本発明に有用なアルミノホウ酸ガ
ラスセラミックコーティング組成の例を示す。これらの
組成は、重量部ベースに基づいて報告されているが、重
量%に極めて近い。アルミナイド金属間および/または
金属合金支持体の保護のための使用に特に適当であるこ
れらの配合物は、これら支持体によく接着する滑らかな
非多孔性コーティングを与え得る。
【0034】
【表1】 アルミノホウ酸ガラスセラミックコーティング組成 サンプル 酸 化 物 No. BaO SrO CaO MgO Al2 O 3 B 2 O 3 SiO2 その他 1 56.0 - - - 18.6 25.4 - - 2 50.4 - - - 16.8 22.9 9.9 - 3 57.0 - - - 18.9 12.9 11.1 - 4 55.4 - - - 12.3 25.1 7.2 - 5 66.5 - - - 14.7 10.1 8.7 - 6 61.2 - - - 13.6 9.3 16.0 - 7 - 54.7 - - 26.9 18.4 - - 8 - 47.2 - - 23.2 15.9 13.7 - 9 - 57.3 - - 18.8 12.8 11.1 - 10 - - 32.6 - 29.7 20.2 17.5 - 11 - - 35.8 - 32.5 22.2 9.6 - 12 42.0 - - 11.0 27.9 19.1 - - 13 38.8 - - 10.2 25.8 17.6 7.6 - 14 35.3 - - 9.3 23.5 32.0 - - 15 28.6 - - 7.5 38.0 25.9 - - 16 32.9 - - 17.3 21.9 15.0 12.9 - 17 - - - 10.7 27.1 37.1 - 25.1 K2 O 18 38.7 - - - 25.8 17.6 - 17.9 MnO 19 37.7 - - - 25.1 17.1 - 20.0 ZnO 20 - 19.6 - - 38.6 26.4 - 15.4 ZnO 21 26.0 - - - 34.5 23.6 - 15.9 K2 O 22 - - - 9.1 45.8 31.2 - 13.9 Na 2 O 23 - - - - 41.9 28.6 - 12.7 Na 2 O 16.7 ZnO 24 - - 25.2 - 45.8 15.6 13.4 - 25 - 21.0 11.4 - 41.4 14.1 12.2 - 26 28.3 - 10.3 - 37.6 12.8 11.0 - 27 30.5 - 11.0 - 40.1 6.8 11.8 - 28 - - 23.8 - 43.3 7.4 25.5 - 29 - - 22.0 - 53.3 9.1 15.7 - 30 - 23.9 12.9 - 47.1 16.1 - - 31 31.8 - 11.6 - 42.2 14.4 - - 32 56.0 - - - 18.6 25.4 - 6.0 F 33 66.5 - - - 14.7 10.1 8.7 - 34 - - 28.4 - 38.8 17.6 15.2 - 35 52.9 - - - 35.2 12.0 - - 36 47.9 - - - 31.9 10.9 9.4 - 37 17.8 12.0 6.5 - 39.0 13.3 11.5 - 38 - 40.9 - - 40.3 6.9 11.9 - 39 50.6 - - - 33.7 5.7 9.9 - 40 27.6 18.6 - - 36.7 6.3 10.8 - 41 - 36.6 - - 36.0 6.1 21.2 - 42 - - 28.4 - 38.8 17.6 15.2 - 表1において報告された組成からガラス粉末を調製す
るために、対応する酸化物組成のガラスバッチを混合
し、2時間の間約1600℃において白金るつぼで溶融し
た。このようにして得られたガラス溶融物を次に水に注
いで急冷し、そしてガラスを粒子化した。この粒状ガラ
ス(ドリゲージ)を、その後アルミナシリンダーで4−
8時間ボールミル粉砕し、約10マイクロメータの平均粒
子サイズを有する粉末ガラスとした。
【0035】前述の組成のガラスの結晶化挙動を前記粉
末ガラスを直径1/2インチのシリンダにドライプレス
し、そして1/2 −1時間800 −1200℃の温度でこのシリ
ンダが加熱処理してそれらの焼結特性を決定することに
より評価した。ガラスセラミック製品の熱膨張率および
密度(多孔度)を決定するために、4インチ× 1/4イン
チ×1/4 インチバーを粉末ガラスからプレスし、焼結
し、ガラスセラミックへと結晶化した。
【0036】多くの場合において、焼成中に生じた結晶
相を決定するために、焼成されたサンプルに対してX線
回折分析を行った。一般的に、これらの分析は、アルカ
リ土類アルミン酸塩またはアルミノホウ酸塩相、あるい
はシリカが存在する場合はアルカリ土類アルミノケイ酸
塩相の存在を示した。
【0037】表1に示される組成のコーティングをアル
ミナイドまたは金属合金クーポンに施し、ガラスおよび
ガラスセラミックコーティング材料とこれらの支持体と
の相溶性を確認した。試験された特定の支持体材料に
は、ガンマ−チタンアルミナイド(TiAl)、スーパ
ーアルファ−2チタンアルミナイド(Ti3 Al)およ
び、Inconel 718 合金を用いた。
【0038】コーティングは、静電スプレーを用いて20
−100 マイクロメータの厚さで2mm厚のクーポンに施し
た。クーポンの表面は、コーティング前に清掃されそし
てグリット噴射仕上された。次に、角ガラスコートした
クーポンを適切なピーク温度(通常900 ℃、1000℃また
は1100℃)で、空気または流れヘリウム(低酸素)雰囲
気において焼成した。サンプルは、周囲温度における焼
成炉に置かれ、毎分約75℃の炉加熱速度で選択されたピ
ーク焼成温度まで加熱され、そして約1時間の間そのピ
ーク焼成温度に保持された。
【0039】表2に、Inconel 718 合金支持体に対して
行った前述の評価の結果を示す。表1および表2におけ
るサンプル番号は、同じサンプルについて同じ番号とし
た。表2において表1の組成各々について示したもの
は、ピーク加熱処理温度、ガラスセラミック密度、およ
びプレスした結晶化されたバーで測定した熱膨張率(T
CE)データ、そして各サンプルについて測定した結晶
相の様子である。同様に、合金支持体上の各ガラスセラ
ミックコーティングの外観の技術も含まれる。合金支持
体を用いての大部分の焼成は、コーティング固化前過度
の酸化を防ぐために、低酸素(流れヘリウム)雰囲気中
において実施した。
【0040】表2に与えられた膨張率および密度はプレ
スして焼成したバーにおいて得られたものである。前述
したように、焼成中における支持体の酸化物表面とコー
ティングとの反応は、界面領域におけるコーティングの
組成を実質的に変更し、その上その領域におけるコーテ
ィングの熱膨張率および密度も変更する。
【0041】コーティングについての記述が示すよう
に、特に非常に薄いものであれば、小さいヌカ泡および
ピンホール欠陥がいくらかのコーティングにおいて観察
されたが、コーティングの剥離は観察されなかった。ピ
ンホール欠陥は、より良好なサンプル調製および/また
はさらに厚いコーティングの使用によってもちろん避け
られる。
【0042】
【表2】 合金支持体上のアルミノホウ酸ガラスセラミックコーティング 加熱処理 サンプル (He中で1時間) No. 外 観 TCE 密度 相 1 900 ° 大変平滑/光沢 濃いグレーグリーン 86.6 3.619 2 900 ° 若干波しわあり 半光沢,グレー 85.9 2.555 (BaAl2 Si2 O 8 ) 3 900 ° 半光沢 濃いグレー 不透明/波しわあり 93.0 3.627 BaAl2 Si2 O 8 4 900 ° 濃いグレー,半光沢/ 若干くぼみあり (Ba 2 B 2 O 4 ) 4 1000° グレーグリーン,半光沢 5 900 ° 光沢,濃いグレー 不透明/波しわあり 102.5 4.070 6 1000° 半光沢/薄い/ ピンホールあり 97.3 3.779 BaAl2 Si2 O 8 7 900 ° 大変濃いグレーグリーン 光沢/平滑 3.432 SrAl2 O 4 8 900 ° 半透明/グレー/半光沢/ わずかなピンホール 75.1 3.188 SrAl2 Si2 O 8 9 900 ° 濃いグレー,不透明/ 半光沢/波しわあり 86.9 3.556 SrAl2 B 2 O 7 10 900 ° 大変平滑,半光沢 半透明,グレー 65.0 2.517 α-CaAl 2 B 2 O 7 11 900 ° 厚い/光沢/ 半透明,グレー 55.7 2.255 α-CaAl 2 B 2 O 7 12 900 ° 大変平滑,濃いグレー, 半光沢 90.3 3.554 MgAl2 O 4 13 900 ° 平滑,光沢/薄いグレー いくつかのピンホールあり 74.2 3.255 BaAl2 Si2 O 8 14 900 ° 平滑/鈍いグレー/ いくつかのピンホールあり 78.3 2.534 - 15 900 ° ブルーグレー,半光沢 表面に波しわあり 65.6 2.925 (mullite) 16 900 ° グレー,光沢 若干波しわあり わずかなピンホール 101.6 3.219 BaAl2 Si2 O 8 17 900 ° 乳白色,厚い/光沢 107.4 2.253 MgAl2 O 4 18 900 ° 光沢/極めて小さい ふくれあり 87.7 3.428 19 900 ° 平滑,グレー,半光沢 92.5 3.344 Ba8 Al2 O 11 20 900 ° 光沢,薄いブルー 若干模様付 62.2 2.631 ZnAl2 O 4 21 1000° ヌカ泡あり/半透明/ 73.9 つぶつぶあり 22 1000° 大変かたい/グレーブラウン/ 表面ふくれあり 94.3 MgAl2 O 4 23 1000° 大変かたい/グレーブラウン/ 表面ふくれあり 91.4 ZnAl2 O 4 24 1000° 粗い/半透明/ つぶつぶあり/かたい 71.2 2.463 CaAl2 Si2 O 8 25 1000° 粗い/半透明/ つぶつぶあり/かたい 67.1 2.872 slawsonite 26 1000° かたい/半透明/ ピンホールあり 82.0 3.036 (Ba,Ca)Al2 Si2 O 8 (Hex.) 27 1000° 半透明/つぶつぶあり 80.5 28 1000° 半透明/半透明結晶/ かたい/平滑/ ピンホールあり 63.1 2.741 CaAl2 Si2 O 8 29 1000° 澄んだ/かたい/ 透明および半透明/ わずかなピンホール 69.4 2.767 CaAl2 Si2 O 8 金属合金支持体に対して実施されたのと同様の評価
を、チタンアルミナイド支持体に対しても行った。使用
したコーティング工程は、上述した合金にコーティング
を施すのに利用した工程と同様であった。しかしなが
ら、一般的にTi3 Al支持体上のコーティングの焼成
は空気中で実行され、一方、TiAl上コーティングの
焼成は、低酸素雰囲気(流れヘリウム)において実行さ
れた。
【0043】表3は、チタンアルミナイド上の多数のコ
ーティングの評価の結果を示している。表3には、試験
された各々のコーティングについて、支持体組成の識別
(subs.) 、使用された加熱処理雰囲気およびピーク温
度、そして焼成されたコーティングの外観が報告されて
いる。ここでも、表3に使用されるサンプル番号は、表
1のものと同じである。表3にはまた、各サンプルにつ
いて測定した熱膨張率、密度、およびコーティングに存
在する結晶相が示されている。
【0044】
【表3】 Ti−Al支持体上のアルミノホウ酸ガラスセラミックコーティング 加熱処理 No. Subs. (℃/1時間) 外 観 11 Ti3 Al 900 /空気 薄い/平坦/細かい模様付,黒 12 Ti3 Al 900 /空気 透明/大変細かいヌカ泡 15 TiAl 900 /He 平滑/半透明,グレー/わずかなピンホール 17 Ti3 Al 900 /空気 澄んだ透明/白色結晶 19 Ti3 Al 900 /空気 光沢,グレー/いくつかのピンホール 25 TiAl 1000 /He かたい/平滑/半透明/わずかなピンホール 25 TiAl 1100 /He 粗い,半透明/白&黄 26 TiAl 1000 /He 平滑,半透明/小さいふくれ−ピンホール 27 TiAl 1000 /He かたい/薄い/粗い模様付 28 TiAl 1000 /He かたい/粗い/半透明,グレー/白色結晶 30 TiAl 1000 /He 透明−半透明,結晶/かたい 31 TiAl 1000 /He 透明−半透明,結晶/かたい 32 Ti3 Al 900 /空気 大変薄い,グレー/過剰のパッドル ("puddling" of excess) 32 TiAl 900 /He 大変平滑,透明/黒っぽい 33 Ti3 Al 900 /空気 平滑/透明/黒っぽい 35 TiAl 1100 /He かたい/粗い,グレー,半透明 36 TiAl 1000 /He 平滑,透明/若干ヌカ泡あり 37 TiAl 1000 /He ヌカ泡/透明−半透明/細かいふくれ 38 TiAl 1000 /He 大変薄い/粗い/透明 39 TiAl 1000 /He 薄い/粗い/透明 40 TiAl 1000 /He かたい/薄い/粗い 模様付 41 TiAl 1000 /He 透明−半透明/粗い 模様付 42 TiAl 900 /He 大変平滑,グレー/透明/細かいヌカ泡 Ti−Al支持体上のアルミノホウ酸ガラスセラミックコーティング サンプル 熱膨張率 密 度 No. (×10-7/℃) (g/cc) 存在する相 (XRD) 11 55.7 2.255 α−CaAl2 B 2 O 7 12 90.3 3.554 MgAl2 O 4 15 65.6 2.925 mullite 17 107.4 2.253 MgAl2 O 4 19 85.7 2.994 ZnAl2 O 4 25 67.1 2.872 - 25-(1100℃) 67.2 - - 26 82.0 3.036 (Ba,Ca)Al 2 Si2 O 8 (Hex.) 27 80.5 3.073 - 28 63.1 2.714 CaAl2 Si2 O 8 30 51.7 2.934 - 31 83.2 3.296 - 32-(Ti3 Al) 86.6 3.619 - 33 102.5 4.070 - 35 85.8 3.121 - 36 - 3.364 BaAl2 Si2 O 8 (Hex.) 37 54.6 2.967 (Ba,Sr,Ca)Al2 Si2 O 8 (Hex.) 38 67.7 3.173 - 39 69.6 3.521 - 40 75.9 3.285 - 41 54.3 3.069 CaAl2 Si2 O 8 42 64.0 2.669 - 炭素−炭素複合物支持体の保護のための本発明による
特に有益なアルミノホウ酸ガラスセラミックコーティン
グ組成の特定の例を表4に示す。表4における組成は、
ほぼ重量%と見なせる重量部ベースで報告されている。
【0045】
【表4】 C−C複合物のアルミノホウ酸ガラスセラミックコーティング組成 No. B2 O3 Al2 O 3 SiO2 MgO CaO SrO BaO その他 43 25.3 37.1 - - - 37.6 - - 44 23.2 34.0 - - - 17.3 25.6 - 45 28.6 41.9 - 8.3 - 21.3 - - 46 31.7 46.4 - 9.1 12.7 - - - 47 17.6 51.6 - - 7.1 - - 23.6 Na2 O 48 17.8 52.1 - - 14.3 - - 15.8 Na2 O 49 13.7 50.1 11.8 - - - - 24.4 Na2 O 50 17.7 51.8 15.2 - - - - 15.2 Li2 O 51 17.5 51.3 - - - - - 31.2 Na2 O 52 12.0 35.2 - - - - 52.8 - 53 13.1 38.4 - - - 19.5 28.9 - 54 10.1 29.5 - - 16.2 - 44.3 - 55 10.8 31.7 - - - 32.2 - 25.3 ZnO 56 14.5 42.4 - - - 43.1 - - 57 12.9 37.7 11.1 - - 38.3 - - 58 7.4 43.3 25.5 - 23.8 - - - 59 15.8 46.2 - - 38.1 - - - 60 11.9 34.9 - - - 53.2 - - 61 9.5 27.8 - - - - 62.7 - 62 4.0 26.9 7.9 - - - 61.6 - 63 5.3 30.5 17.9 - - 46.4 - - 表4に示される組成を有するガラス粉末を、表1のア
ルミノホウ酸ガラスセラミックについて述べたのと同じ
ようにして調製した。ここでも、ガラスの結晶化挙動を
800 −1200℃で結晶化した乾燥プレスペレットから評価
し、熱膨張および密度データを、前記粉末をプレス、焼
結そして結晶化して調製したペレットおよび/またはガ
ラスセラミックバーから測定した。
【0046】前述のアルミノホウ酸配合物と同様に、表
4のコーティング組成は、カーボン複合物表面に粉末ガ
ラス層として施されると、稠密なガラスセラミックコー
ティングを与える。しかしながら、我々のデータは、接
着性のベースコーティングを、保護アルミナホウ酸ガラ
スセラミック層のためのサポートおよび結合媒体として
使用する必要性を明瞭に示している。ベースコーティン
グは、炭素−炭素複合材料とアルミノホウ酸ガラスセラ
ミックオーバーコートとの間の強い結合を生じさせ得る
金属炭化物から成るのが好ましい。そのようなコーティ
ングの特定の例は、炭化ケイ素である。
【0047】表4の組成のコーティングは、表1から選
択された組成を有するさらなるコーティングと同様に、
コーティング品質および接着性を評価するために、炭素
−炭素複合材料のクーポンに施された。これらクーポン
には、保護アルミノホウ酸ガラスセラミックコーティン
グの良好な接着性を保証するために固相反応炭化ケイ素
プライマーコートを設けた。
【0048】ガラスセラミックコーティングを静電スプ
レーを用いて、2mm厚のクーポンに20−200 マイクロメ
ータの厚さで施した。次に各ガラスコーティングしたク
ーポンを、低酸素雰囲気(通常、流れヘリウム)中で90
0 −1100℃のピーク温度で焼成した。サンプルは周囲温
度における焼成炉に置かれ、毎分約75℃の炉加熱速度
で、選択されたピーク焼成温度まで加熱され、そして約
1時間の間このピーク焼成温度に保持された。
【0049】前述のテスト工程から得られたコーティン
グの結果を表5に示す。表5のサンプル番号は表1およ
び表4のサンプル番号に対応する。
【0050】表5には、試験された各々のコーティング
について、使用されたピーク加熱処理温度およびガラス
セラミックコーティングの得られた外観が示されてい
る。各コーティングの得られた透明度も報告されてい
る。選択されたサンプルについて、熱膨張率(TEC)
データも示されている。
【0051】コーティングについての記述が示すよう
に、いくらかのふくれおよびピンホール欠陥が、いくら
かのコーティングにおいて観察されたが、コーティング
の剥離は観察されなかった。ピンホール欠陥は、より良
好なサンプルの調製および/またはより厚いコーティン
グの使用によってもちろん避けられる。使用した炭素−
炭素複合物支持体(平均約30×10-7/℃のTCEを有す
る)といくつかのコーティングとの間の熱膨張率の差は
かなり大きいにもかかわらず、多くのサンプルにおいて
クラッキングが全く生じないことは驚くべきことであ
る。
【0052】
【表5】 カーボン支持体上のアルミノホウ酸ガラスセラミックコーティング サンプル 加熱処理(℃1時間) TCE No. 外 観 (10 7 /℃) 1 900 86.6 大変薄い,透明/ヌカ泡/剥落およびクラックなし 5 900 102.5 大変薄い,透明/ヌカ泡/剥落およびクラックなし 7 900 - 大変薄い,透明 コーティング/ふくれ/ 剥落およびクラックなし 12 900 90.3 澄んだ透明/ふくれ/ピンホール/ 剥落およびクラックなし 15 900 65.6 若干透明−半透明/結晶/ピンホール/ 剥落およびクラックなし 43 900 8.3 澄んだ透明−半透明/平滑/剥落およびクラックなし 44 900 - 半透明/多数のヌカ泡/大きな空隙/ 剥落およびクラックなし 44 1000 - 光沢/透明/ヌカ泡 45 900 - 半透明 白/平滑/わずかなピンホール/ 剥落およびクラックなし 46 900 - 曇った半透明/ピンホール/剥落およびクラックなし 47 1000 94.5 大変薄い,澄んだ透明/白いつぶつぶ/ 剥落なし,ごくわずかなクラック 48 1000 74.7 大変薄い,澄んだ透明/曇ったつぶつぶ/ 剥落なし,ごくわずかなクラック 49 1000 137.4 大変薄い,澄んだ透明/澄んだつぶつぶ/ 剥落なし,ごくわずかなクラック 50 1000 - 大変薄い,澄んだ透明/青−白つぶつぶ/ 剥落なし,ごくわずかなクラック 51 1000 - 大変薄い,光沢 透明,つぶつぶ うね/ 剥落なし,ごくわずかなクラック サンプル 加熱処理(℃1時間) TCE No. 外 観 XRD (10 7 /℃) 52 1000 BaAl2 O 4 84.0 澄んだ,半透明,大変多孔質 52 1100 BaAl2 O 4 84.0 澄んだ,半透明,接着性, クラックなし 53 1000 BaAl2 O 4 83.0 わずかなクラック,澄んだ,半透明, ヌカ泡 53 1100 BaAl2 O 4 - 半透明,融解した,接着性, わずかなクラック 54 1000 - - 澄んだ,透明,薄い, わずかな極めて細かいクラック 55 1000 - - 粗い,澄んだ,透明,クラックなし 56 1100 SrAl4 O 7 73.7 澄んだ,透明,SiC クラック (SrAl2 B 2 O 7 ) 57 1000 β- SrAl2 B 2 O 7 51.4 澄んだ,透明,ヌカ泡,うね 58 1100 CaAl2 Si2 O 8 64.8 澄んだ,透明−半透明,つぶつぶ 59 1100 CaAl4 O 7 - 澄んだ,透明−半透明,ヌカ泡 60 1000 SrAl2 O 4 89.4 澄んだ,透明−半透明,大変薄い, クラックなし 60 1100 - - 澄んだ,粗い,わずかなヌカ泡および空隙, クラックなし 61 1000 BaAl2 O 4 - 澄んだ,透明−半透明,大変薄い, クラックなし 62 1100 BaAl2 O 4 - 透明,つぶつぶ,わずかなヌカ泡, クラックなし 63 1000 SrAl2 Si2 O 8 65.6 澄んだ,透明,ヌカ泡 ある場合において、本発明によって提供されるアルミノ
ホウ酸コーティングは、主要な量のアルカリ金属イオン
(K+ ,Na+ ,Li+ )を含む。これらは、高温使用
のために設計されたコーティングにおいていくらかの長
期不安定性を呈すると予測されたが、ナトリウムおよび
リチウムアルミノホウ酸塩は、1000℃で1時間焼成する
とコーティングとして驚く程良好に使用できた。良好な
流れおよびSiCアンダーコートへの良好な接着性に加
えて、アルカリアルミノホウ酸塩コーティングは、焼成
後のクラッキングをほとんどあるいは全く示さなかっ
た。
【0053】それにもかかわらず、大きい耐火性が特に
重要な用途には、本発明による好ましいコーティングと
してはアルカリ金属酸化物を実質的に含まないものが良
い。この場合、ホウ素含有量が許容範囲の下部(すなわ
ち約4−25重量%B2 3 の範囲)に保たれるアルカリ
不含有組成が特に耐火性を有する。
【0054】若干減少された化学的安定性を有する傾向
があるコーティングのホウ素領域の形成を生じさせるこ
とになるので、ケイ酸塩相形成のレベルを制限すること
も、ある用途にとって有益である。そのため、シリカ不
含有組成、あるいは約15重量%以下のシリカを含む組成
が特に有益である。
【0055】前述したように、1000℃を超える温度での
使用を要求される、耐火性カーボン複合物、チタンアル
ミナイドおよび前記した類の合金部品への塗布の用途が
ある。本発明のアルミノホウ酸ガラスセラミックコーテ
ィングは、これらの温度で長時間単独で使用するには十
分ではないかもしれないが、1以上の耐火性セラミック
材料のオーバーコーティングと組合せて使用する場合に
は、このような使用に十分適用できる。そのようなオー
バーコーティング材料の例には、きん青石(2MgO・
2Al2 3 ・5SiO2 )、アルカリ土類アルミノシ
リケート、アルファ−アルミナ、ZrO2 等がある。
【0056】本発明を特定の材料および特定の工程に基
づいて説明してきたが、それらの材料および工程は説明
のための例示を目的として示されたものであって、本発
明を制限するものではないことは理解されよう。従っ
て、本発明の精神および範囲内でこれら組成および工程
について種々の変更および変形が可能であることは理解
されよう。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョン フレイザー マクドウェル アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14527 ペン ヤン イースト レイク ロード 782 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C03C 3/064 C03C 10/00 C04B 41/86 C04B 41/87 C23C 4/10

Claims (18)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも1つの表面バリヤー層を備え
    た被酸化性耐火性無機材料から形成される支持体を有す
    る製品であって、 前記表面バリヤー層が、重量%で、約10−55%のAl
    、4−40%のB、合計70%までの
    RO(ここでROは70%までのBaO、60%までのSr
    O、40%までのCaOおよび25%までのMgOから成る
    群より表示された割合を超えない量で選択される1以上
    のアルカリ土類金属酸化物から成る)、合計35%までの
    O(ここでROは35%までのNaO、30
    %までのKOおよび15%までのLiOから成る
    群より表示された割合を超えない量で選択される1以上
    のアルカリ金属酸化物から成る)、ZnOおよびMnO
    から成る群より選択される合計25%までの金属酸化物、
    15%までのSiO、そして10%までのFから構成さ
    れる組成を有するアルミノホウ酸ガラスセラミックコー
    ティングから実質的に成ることを特徴とする製品。
  2. 【請求項2】 前記表面バリヤー層が、重量%で約10−
    55%のAl、4−40%のB、合計70
    %までのRO(ここでROは70%までのBaO、60%ま
    でのSrO、40%までのCaOおよび25%までのMgO
    から成る群より表示された割合を超えない量で選択され
    る1以上のアルカリ土類金属酸化物から成る)、ZnO
    およびMnOから成る群より選択される合計25%までの
    金属酸化物、15%までのSiO、そして10%までの
    Fから成る、実質的にアルカリを含まない組成を有する
    アルミノホウ酸ガラスセラミックコーティングから実質
    的に成ることを特徴とする請求項1記載の製品。
  3. 【請求項3】 前記ガラスセラミックコーティングが約
    4−25重量%の範囲のB含有量を有すること
    を特徴とする請求項2記載の製品。
  4. 【請求項4】 前記支持体が炭素、金属間アルミナイド
    および耐火金属合金から成る群より選択されることを特
    徴とする請求項1記載の製品。
  5. 【請求項5】 前記支持体が金属間チタンアルミナイド
    であることを特徴とする請求項4記載の製品。
  6. 【請求項6】 前記支持体がチタン合金であることを特
    徴とする請求項4記載の製品。
  7. 【請求項7】 前記支持体がコバルトベース、ニッケル
    ベースまたは鉄ベースの超合金であることを特徴とする
    請求項4記載の製品。
  8. 【請求項8】 前記支持体が炭素繊維強化カーボンマト
    リックス複合物であることを特徴とする請求項4記載の
    製品。
  9. 【請求項9】 前記支持体が炭化ケイ素の接着性表面コ
    ーティングを有する炭素繊維強化カーボンマトリックス
    複合物であることを特徴とする請求項4記載の製品。
  10. 【請求項10】 前記アルミノホウ酸ガラスセラミック
    コーティングが耐火性セラミックオーバーコーティング
    を有することを特徴とする請求項1記載の製品。
  11. 【請求項11】 前記耐火性セラミックオーバーコーテ
    ィングがきん青石、アルミナ、ジルコニアおよび耐火性
    アルミノシリケートから成る群より選択されることを特
    徴とする請求項10記載の製品。
  12. 【請求項12】 被酸化性耐火性無機支持体材料を化学
    的攻撃から保護する方法であって、 (a) 前記支持体にアルミノホウ酸ガラスのコーティング
    を施し、 (b) 前記ガラスのコーティングを加熱して保護結晶質ま
    たは半結晶質アルミノホウ酸ガラスセラミックコーティ
    ングに変換する工程から成り、 前記アルミノホウ酸ガラスが、重量%で、約10−55%の
    Al、4−40%のB、合計70%ま
    でのRO(ここでROは70%までのBaO、60%までの
    SrO、40%までのCaOおよび25%までのMgOから
    成る群より表示された割合を超えない量で選択される1
    以上のアルカリ土類金属酸化物から成る)、合計35%ま
    でのRO(ここでROは35%までのNa
    O、30%までのKOおよび15%までのLi
    Oから成る群より表示された割合を超えない量で選択さ
    れる1以上のアルカリ金属酸化物から成る)、ZnOお
    よびMnOから成る群より選択される合計25%までの金
    属酸化物、15%までのSiO、そして10%までのFか
    ら実質的に構成される組成を有することを特徴とする方
    法。
  13. 【請求項13】 アルミノホウ酸ガラスのコーティング
    がガラス粉末の層として設けられていることを特徴とす
    る請求項12記載の方法。
  14. 【請求項14】 前記被酸化性耐火性無機支持体材料が
    炭素、金属間アルミナイドおよび耐火性金属合金から成
    る群より選択されることを特徴とする請求項12記載の
    方法。
  15. 【請求項15】 前記被酸化性耐火性無機支持体材料が
    炭素繊維強化カーボンマトリックス複合物,チタンアル
    ミナイド,および鉄ベース,コバルトベースあるいはニ
    ッケルベースの超合金から成る群より選択されることを
    特徴とする請求項12記載の方法。
  16. 【請求項16】 前記被酸化性耐火性無機支持体材料が
    炭化ケイ素の表面コーティングを有する炭素繊維強化カ
    ーボンマトリックス複合物であることを特徴とする請求
    項15記載の方法。
  17. 【請求項17】 前記保護アルミノホウ酸ガラスセラミ
    ックコーティングの上に耐火性セラミックオーバーコー
    ティングを施す工程をさらに含むことを特徴とする請求
    項12記載の方法。
  18. 【請求項18】 前記耐火性セラミックオーバーコーテ
    ィングがきん青石、アルミナ、ジルコニアおよび耐火性
    アルミノシリケートから成る群より選択されることを特
    徴とする請求項17記載の方法。
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Families Citing this family (53)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0414458A1 (en) * 1989-08-21 1991-02-27 Corning Incorporated Glass-ceramic coatings for titanium aluminide surfaces
DE4335685C2 (de) * 1992-10-27 2003-04-03 Ngk Spark Plug Co Glasurzusammensetzung
US5922444A (en) * 1992-10-27 1999-07-13 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Glaze composition
AU683050B2 (en) 1993-06-24 1997-10-30 Dentsply Gmbh Dental prosthesis
US5427823A (en) * 1993-08-31 1995-06-27 American Research Corporation Of Virginia Laser densification of glass ceramic coatings on carbon-carbon composite materials
FR2723941B1 (fr) * 1994-08-25 1998-04-24 Man Technologie Gmbh Revetement anti-oxydation et procede pour l'appliquer sur des pieces
EP0739997B1 (en) * 1995-04-24 2001-11-21 Corning Incorporated Method of protecting metal
US6037539A (en) * 1998-03-20 2000-03-14 Sandia Corporation Hermetic aluminum radio frequency interconnection and method for making
US6071622A (en) * 1998-10-30 2000-06-06 Beesabathina; Durga Prasad Stabilized two-phase-glass diffusion barrier
EP0999459A3 (en) * 1998-11-03 2001-12-05 Corning Incorporated UV-visible light polarizer and methods
US6214471B1 (en) * 1998-11-03 2001-04-10 Corning Incorporated Glasses compatible with aluminum
EP1010675B1 (en) 1998-12-15 2009-02-18 Topsoe Fuel Cell A/S High temperature sealing material
JP4370686B2 (ja) * 1999-06-09 2009-11-25 旭硝子株式会社 バリウムホウケイ酸ガラスおよびガラスセラミックス組成物
US6228469B1 (en) * 1999-09-07 2001-05-08 Corning Incorporated Protective coating on metal
DE10104121C2 (de) 2001-01-29 2003-03-06 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur Herstellung eines Startelementes
CA2454068A1 (en) 2001-08-02 2003-02-13 3M Innovative Properties Company Al2o3-rare earth oxide-zro2/hfo2 materials, and methods of making and using the same
KR20080086542A (ko) 2001-08-02 2008-09-25 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 캄파니 유리로부터 물품을 제조하는 방법 및 이렇게 제조한 유리 세라믹 물품
US7147544B2 (en) * 2001-08-02 2006-12-12 3M Innovative Properties Company Glass-ceramics
US8056370B2 (en) 2002-08-02 2011-11-15 3M Innovative Properties Company Method of making amorphous and ceramics via melt spinning
US7179526B2 (en) * 2002-08-02 2007-02-20 3M Innovative Properties Company Plasma spraying
US7811496B2 (en) 2003-02-05 2010-10-12 3M Innovative Properties Company Methods of making ceramic particles
US7292766B2 (en) 2003-04-28 2007-11-06 3M Innovative Properties Company Use of glasses containing rare earth oxide, alumina, and zirconia and dopant in optical waveguides
US20070154712A1 (en) * 2005-12-22 2007-07-05 Mazany Anthony M Oxidation inhibition of carbon-carbon composites
EP2403044B1 (en) * 2007-04-12 2013-02-20 Corning Incorporated Sealing materials, solid oxide fuel cells utilizing such materials and a method of making such materials
US20120132282A1 (en) * 2010-11-30 2012-05-31 Bruce Gardiner Aitken Alkali-free high strain point glass
US8273470B2 (en) * 2008-12-19 2012-09-25 General Electric Company Environmental barrier coatings providing CMAS mitigation capability for ceramic substrate components
FR2944010B1 (fr) * 2009-04-02 2012-07-06 Snecma Propulsion Solide Procede pour le lissage de la surface d'une piece en materiau cmc
US20140141175A1 (en) * 2010-09-09 2014-05-22 Aps Materials, Inc. Vibration damping coating
FR2973369B1 (fr) * 2011-03-31 2013-04-05 Saint Gobain Ct Recherches Produit fritte vitrifie
CN103924205B (zh) * 2014-04-28 2016-01-20 中国人民解放军国防科学技术大学 耐高温低红外发射率复合涂层及其制备方法
US10087101B2 (en) 2015-03-27 2018-10-02 Goodrich Corporation Formulations for oxidation protection of composite articles
US10059621B2 (en) 2016-05-27 2018-08-28 Corning Incorporated Magnetizable glass ceramic composition and methods thereof
US20170342383A1 (en) 2016-05-27 2017-11-30 Corning Incorporated Lithium disilicate glass-ceramic compositions and methods thereof
US10647962B2 (en) 2016-05-27 2020-05-12 Corning Incorporated Bioactive aluminoborate glasses
US10751367B2 (en) 2016-05-27 2020-08-25 Corning Incorporated Bioactive glass microspheres
US10676713B2 (en) 2016-05-27 2020-06-09 Corning Incorporated Bioactive borophosphate glasses
US10465285B2 (en) 2016-05-31 2019-11-05 Goodrich Corporation High temperature oxidation protection for composites
US10377675B2 (en) 2016-05-31 2019-08-13 Goodrich Corporation High temperature oxidation protection for composites
US10508206B2 (en) 2016-06-27 2019-12-17 Goodrich Corporation High temperature oxidation protection for composites
US10767059B2 (en) 2016-08-11 2020-09-08 Goodrich Corporation High temperature oxidation protection for composites
US10526253B2 (en) 2016-12-15 2020-01-07 Goodrich Corporation High temperature oxidation protection for composites
KR102395627B1 (ko) * 2017-06-19 2022-05-09 코닝 인코포레이티드 내화 물품, 산화-환원 반응 방지 코팅용 조성물, 및 내화 물품의 제조 방법
WO2019108571A1 (en) 2017-11-28 2019-06-06 Corning Incorporated Chemically strengthened bioactive glass-ceramics
EP3717427A1 (en) 2017-11-28 2020-10-07 Corning Incorporated High liquidus viscosity bioactive glass
WO2019108557A1 (en) 2017-11-28 2019-06-06 Corning Incorporated Bioactive borate glass and methods thereof
WO2019108556A1 (en) 2017-11-28 2019-06-06 Corning Incorporated Bioactive glass compositions and dentin hypersensitivity remediation
US11046619B2 (en) 2018-08-13 2021-06-29 Goodrich Corporation High temperature oxidation protection for composites
CA3111638A1 (en) 2018-09-05 2020-03-12 Ir Scientific Inc. Glass composition
US11634213B2 (en) 2018-11-14 2023-04-25 Goodrich Corporation High temperature oxidation protection for composites
FR3126415B1 (fr) * 2021-09-02 2024-01-05 Safran Landing Systems Procédé de protection contre l’oxydation d’une pièce en matériau composite carbone/carbone.
US12065380B2 (en) 2021-11-16 2024-08-20 Goodrich Corporation High temperature oxidation protection for carbon-carbon composites
CN115448600B (zh) * 2022-10-28 2023-11-10 江西科技师范大学 一种硼铝酸盐微晶玻璃及其制备方法
WO2024158038A1 (ja) * 2023-01-27 2024-08-02 日本山村硝子株式会社 結晶化ガラス封着材

Family Cites Families (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1199726A (fr) * 1958-06-20 1959-12-16 Saint Gobain Lubrifiants pour le travail à chaud du titane
US3368712A (en) * 1960-07-05 1968-02-13 Ritter Pfaudler Corp Semicrystalline glass and method of applying the same to metallic bases
US3397076A (en) * 1964-11-20 1968-08-13 Ritter Pfaudler Corp Semicrystallized ground coats and enameled articles manufactured therefrom
US3840394A (en) * 1971-01-20 1974-10-08 Scm Corp Composition and process for glazing ceramic ware
US3917488A (en) * 1972-07-10 1975-11-04 Corning Glass Works High elastic modulus borate glass
US3899340A (en) * 1973-11-29 1975-08-12 Corning Glass Works High elastic modulus glass-ceramic articles
JPS52127913A (en) * 1976-04-20 1977-10-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd Product coated with an layer of selffcleaning type
US4208605A (en) * 1977-11-14 1980-06-17 General Electric Company Alumina, calcia, baria sealing composition optionally modified with B2 3
US4140645A (en) * 1978-06-12 1979-02-20 Corning Glass Works Glasses and glass-ceramics suitable for induction heating
US4190500A (en) * 1978-06-19 1980-02-26 E. I. Du Pont De Nemours And Company Sodium ion conducting sodium aluminum borate glasses
US4341849A (en) * 1978-10-24 1982-07-27 General Electric Company Sodium resistant sealing glasses and sodium-sulfur cells sealed with said glasses
GB2039878B (en) * 1979-01-09 1983-05-11 Standard Telephones Cables Ltd Glass composition for water setting ion-polymer cements
US4224074A (en) * 1979-10-01 1980-09-23 Corning Glass Works Non-toxic frits for decorating glass, glass-ceramic and ceramic articles
US4358544A (en) * 1980-07-04 1982-11-09 Daniel Doncaster & Sons Limited Single phase glass compositions for use in protective and lubricating coatings for the heat treatment and hot working of metals
US4379195A (en) * 1981-07-06 1983-04-05 Rca Corporation Low value resistor inks
US4500602A (en) * 1981-08-10 1985-02-19 Ltv Aerospace And Defense Co. Composite protective coating for carbon-carbon substrates
US4634634A (en) * 1981-10-19 1987-01-06 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Glaze ceramic base
US4385127A (en) * 1981-11-23 1983-05-24 Corning Glass Works Glass-ceramic coatings for use on metal substrates
US4358541A (en) * 1981-11-23 1982-11-09 Corning Glass Works Glass-ceramic coatings for use on metal substrates
US4490191A (en) * 1981-12-16 1984-12-25 General Electric Company Coated product and process
JPS58176182A (ja) * 1982-04-10 1983-10-15 日本特殊陶業株式会社 金属・セラミツクス接合体
US4485151A (en) * 1982-05-06 1984-11-27 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Thermal barrier coating system
US4396720A (en) * 1982-07-06 1983-08-02 Corning Glass Works Transparent glass-ceramics containing mullite
FR2530235A1 (fr) * 1982-07-16 1984-01-20 Corning Glass Works Verres a haut indice de refraction, faible dispersion et faible densite
US4567103A (en) * 1983-07-28 1986-01-28 Union Carbide Corporation Carbonaceous articles having oxidation prohibitive coatings thereon
US4963441A (en) * 1984-05-24 1990-10-16 Shiga Prefecture Light-storing glazes and light-storing fluorescent ceramic articles
US4689270A (en) * 1984-07-20 1987-08-25 W. C. Heraeus Gmbh Composite substrate for printed circuits and printed circuit-substrate combination
KR860008953A (ko) * 1985-05-23 1986-12-19 알프레드 엘. 마이클센 함수소 글라스 미세포말 및 가스- 세라믹과 그 제조 방법
US4962070A (en) * 1985-10-31 1990-10-09 Sullivan Thomas M Non-porous metal-oxide coated carbonaceous fibers and applications in ceramic matrices
DE3623786A1 (de) * 1985-11-13 1987-05-14 Man Technologie Gmbh Verfahren zur herstellung von russfiltern
US4692385A (en) * 1986-04-14 1987-09-08 Materials Development Corporation Triplex article
US4861734A (en) * 1988-08-01 1989-08-29 Corning Incorporated Alkaline earth aluminoborate glass-ceramics

Also Published As

Publication number Publication date
US5153070A (en) 1992-10-06
CA2044060A1 (en) 1992-02-02
EP0469271A1 (en) 1992-02-05
JPH04240132A (ja) 1992-08-27

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JPH0429737B2 (ja)

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