JP3474516B2 - シリコンを含有する基板とガス状シリコン化合物の形成を防ぐためのバリア層とを有する物品 - Google Patents

シリコンを含有する基板とガス状シリコン化合物の形成を防ぐためのバリア層とを有する物品

Info

Publication number
JP3474516B2
JP3474516B2 JP2000115746A JP2000115746A JP3474516B2 JP 3474516 B2 JP3474516 B2 JP 3474516B2 JP 2000115746 A JP2000115746 A JP 2000115746A JP 2000115746 A JP2000115746 A JP 2000115746A JP 3474516 B2 JP3474516 B2 JP 3474516B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
silicon
article
barrier layer
substrate
article according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP2000115746A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2000334880A (ja
Inventor
イー. イートン,ジュニア ハリー
ピー.アレン ウィリアム
エー.ミラー ロバート
エス.ジャコブソン ネイザン
エル.スミアレック ジェームス
ジェー.オピラ エリザベス
エヌ.リー カン
エー.ナガラ バンガロア
ワング ホンギュ
ジェイ.メシュター ピーター
エル.ルスラ クリシャン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Co
National Aeronautics and Space Administration NASA
Raytheon Technologies Corp
Original Assignee
General Electric Co
National Aeronautics and Space Administration NASA
United Technologies Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by General Electric Co, National Aeronautics and Space Administration NASA, United Technologies Corp filed Critical General Electric Co
Publication of JP2000334880A publication Critical patent/JP2000334880A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3474516B2 publication Critical patent/JP3474516B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/009After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone characterised by the material treated
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/80After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone of only ceramics
    • C04B41/81Coating or impregnation
    • C04B41/85Coating or impregnation with inorganic materials
    • C04B41/87Ceramics
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B18/00Layered products essentially comprising ceramics, e.g. refractory products
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/45Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
    • C04B41/50Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials
    • C04B41/5024Silicates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/45Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
    • C04B41/52Multiple coating or impregnating multiple coating or impregnating with the same composition or with compositions only differing in the concentration of the constituents, is classified as single coating or impregnation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/80After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone of only ceramics
    • C04B41/81Coating or impregnation
    • C04B41/85Coating or impregnation with inorganic materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/80After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone of only ceramics
    • C04B41/81Coating or impregnation
    • C04B41/89Coating or impregnation for obtaining at least two superposed coatings having different compositions
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • C23C28/04Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings of inorganic non-metallic material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • C23C28/04Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings of inorganic non-metallic material
    • C23C28/044Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings of inorganic non-metallic material coatings specially adapted for cutting tools or wear applications
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • C23C28/30Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • C23C28/30Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer
    • C23C28/32Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one pure metallic layer
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • C23C28/30Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer
    • C23C28/34Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one inorganic non-metallic material layer, e.g. metal carbide, nitride, boride, silicide layer and their mixtures, enamels, phosphates and sulphates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • C23C28/30Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer
    • C23C28/34Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one inorganic non-metallic material layer, e.g. metal carbide, nitride, boride, silicide layer and their mixtures, enamels, phosphates and sulphates
    • C23C28/345Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one inorganic non-metallic material layer, e.g. metal carbide, nitride, boride, silicide layer and their mixtures, enamels, phosphates and sulphates with at least one oxide layer
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/02Pretreatment of the material to be coated, e.g. for coating on selected surface areas
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/04Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the coating material
    • C23C4/10Oxides, borides, carbides, nitrides or silicides; Mixtures thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/04Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the coating material
    • C23C4/10Oxides, borides, carbides, nitrides or silicides; Mixtures thereof
    • C23C4/11Oxides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/18After-treatment
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12Blades
    • F01D5/28Selecting particular materials; Particular measures relating thereto; Measures against erosion or corrosion
    • F01D5/284Selection of ceramic materials
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12Blades
    • F01D5/28Selecting particular materials; Particular measures relating thereto; Measures against erosion or corrosion
    • F01D5/288Protective coatings for blades
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00Manufacture
    • F05D2230/90Coating; Surface treatment
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2300/00Materials; Properties thereof
    • F05D2300/20Oxide or non-oxide ceramics
    • F05D2300/22Non-oxide ceramics
    • F05D2300/222Silicon
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2300/00Materials; Properties thereof
    • F05D2300/60Properties or characteristics given to material by treatment or manufacturing
    • F05D2300/611Coating

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、シリコンを含有す
る基板と環境的/熱的保護バリアコーティング層として
機能するバリア層とを有した物品に関する。特に、本発
明は、物品が高温で水分が存在する環境にさらされた場
合にSi化合物、特にSi(OH)Xの形成を防ぐバリア層に関
する。
【0002】
【従来の技術】従来、シリコンを含有するセラミック材
やシリコンを含有する金属合金を高温用途、例えばガス
タービンエンジンや熱交換器、内燃機関エンジン等に用
いることが提案されている。この材質の特に有用な用途
は、水分が存在する高温環境で動作するガスタービンエ
ンジンである。これらのシリコンを含有するセラミック
材や金属合金は、一般にシリコン含有基板あるいはシリ
コン含有サブストレートと称される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このシリコン含有基板
は、高温でかつ水分が存在する環境にさらされた場合、
揮発性のSi化合物、特にSi(OH)XやSiOを形成し、その結
果、縮みや質量損失が生じるおそれがあることが見いだ
されている。例えば、シリコンカーバイドは、1200
℃で圧力約1ATMの水蒸気が存在する希薄燃料環境下に
曝されると、質量が減少し、1000時間で約6mil(0.
1524mm)縮小する。この現象の発生プロセスには、シリ
コンカーバイドが酸化してシリカがシリコンカーバイド
表面に形成され、その後にシリカとスチームとが反応し
て、Si(OH)x等の揮発性シリコン化合物が形成されると
信じられる。当然ながら、Si(OH)xやSiO等の揮発性シリ
コン化合物の形成を防ぐことのできる、シリコン含有基
板のための外部バリアコーティングを提供し、これによ
り縮みや質量損失を防ぐことが非常に望ましい。
【0004】従って、本発明は、高温で水分が存在する
環境にさらされたときにおけるガス状Si化合物の形成、
特にSi(OH)xの形成を防ぐためのバリア層が形成された
シリコン含有基板を有する物品を提供することを主な目
的とする。
【0005】また、本発明は、基板の熱膨張係数に非常
に近い、熱的保護を与えるバリア層が形成された基板を
有する物品を提供することをも目的とする。
【0006】更に、本発明は、上述の物品を製造するた
めの方法を提供することも目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、バリア層が形
成されているとともにシリコン含有基板を有する物品に
関し、このバリア層は、該物品が高温で水分が存在する
環境にさらされたときに望ましからざるガス状シリコン
化合物が形成されることを防ぐとともに、熱的保護をも
提供する。
【0008】ここでいう高温とは、基板に含まれるシリ
コンが、水分が存在する環境下でSi(OH)x及び/またはSi
Oを生成する温度をいう。また、水分が存在する環境と
は、水及び/またはスチームが存在する環境をいう。シ
リコンを含有する化合物は、好適には、シリコンを含有
するセラミックまたはシリコンを含有する金属や合金を
いう。外部バリア層は、その熱膨張係数が、シリコン含
有基板の熱膨張係数の±3.0ppm/℃にあることを特徴と
する。本発明に係る好適なバリア層は、カルシウムアル
ミノ珪酸塩でバリア層である。本発明の好適実施形態で
は、上述の物品においては、シリコンベースの基板とバ
リア層との間に一層またはそれ以上の中間層を設けるこ
とが可能となっている。中間層によって、バリア層と基
板との間の接着性の向上及び/またはバリア層と基板と
の間の反応の抑制が得られる。
【0009】本発明は、更に、シリコン含有基板とバリ
ア層とを有する物品の製造方法に関し、上述したよう
に、このバリア層は、物品が高温で水分が存在する環境
にさらされたときに、ガス状シリコン化合物の形成の抑
制及び/または熱からの保護を行う。また、グリットブ
ラスト処理は、約150/m/s〜約200/m/sで行うことが好ま
しい。
【0010】本発明の更なる目的及び利点は、以下の実
施形態の記述により明らかとされる。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明は、バリア層とシリコン含
有基板を有する物品に関し、このバリア層は、該物品が
高温で水分が存在する環境にさらされたときに望ましか
らざるシリコンガス状化合物が形成されることを防ぐも
のである。また、本発明は、このような物品の製造方法
にも関する。加えて、このバリア層は特に環境的バリア
層に関するものの、該バリア層は、熱バリア層としても
機能する。従って、本発明は、シリコン含有基板や同等
の熱膨張係数を有する基板上に形成された環境的/熱的
バリア層、その製造、使用等を広く包含するものであ
る。
【0012】本発明によれば、シリコン含有基板は、シ
リコンセラミック基板やシリコン含有金属合金とするこ
ともできる。好適実施形態においては、シリコン含有基
板は、シリコン含有セラミック材、例えばシリコンカー
バイド(silicon carbide)、シリコン窒化物(silicon ni
tride)、シリコンカーバイドニトリド(silicon carbide
nitride)、シリコンオキシニトリド(silicon odxynitr
ide)、シリコンアルミニウムオキシニトリド(silicon a
luminum oxynitride)としている。本発明のある実施形
態においては、シリコン含有セラミック基板は、ファイ
バーやパーティクル等の強化材を含有したシリコン含有
マトリクスが用いられ、より具体的には、繊維強化され
たシリコンベースマトリクスが用いられる。特に好適な
セラミック基板としては、シリコンカーバイドコートさ
れたシリコンカーバイド繊維強化シリコンカーバイドパ
ーティクル及びシリコンマトリクス(silicon carbide c
oated silicon carbide fiber-reinforced silicon car
bide particle and silicon matrix)、カーボン繊維強
化シリコンカーバイドマトリクス(carbon fiber-reinfo
rced silicon carbide matrix)、及びシリコンカーバイ
ド繊維強化シリコンニトリドマトリクス(silicon carbi
de fiber-reinforced silicon nitride matrix)が挙げ
られる。本発明に係る物品の基板として用いるのに特に
有用なシリコン−金属合金としては、モリブデン−シリ
コン合金、ニオブ−シリコン合金、及び鉄−シリコン合
金が挙げられる。
【0013】本発明に係る物品に特に有用なバリア層と
しては、アルカリ土類金属のアルミノ珪酸塩が挙げられ
る。好適な実施形態においては、カルシウムアルミノ珪
酸塩を用いる。好適な一実施形態においては、バリア層
は、約20wt%より多量のCaO、約38wt%より多量のAl2
O3、及び約30wt%より多量のSiO2を含む。不定比カル
シウムアルミノ珪酸塩(non-stoichiometric aluminosil
icate)を用いることが好適である。
【0014】本発明では、シリコン含有基板とバリア層
それぞれの熱膨張係数を、互いに適合する値、即ち近い
値に維持することが重要な特徴となっている。本発明に
よれば、バリア層の熱膨張係数は、シリコン含有基板の
熱膨張係数と比較して、1℃あたり±3.0ppm以内の値と
すべきであり、好適には、1℃あたり±0.5ppm以内の値
とする。シリコン含有セラミック基板、例えばシリコン
カーバイドまたはシリコンニトリドマトリクス等を、上
述のように強化ファイバーを含有させてあるいは含有さ
せずに、本発明に係る好適なカルシウムアルミノ珪酸塩
バリア層とともに用いる場合、シリコン含有基板とバリ
ア層との間での膨張係数を熱的に適合する値(両者をと
もに用いることができる程度に近い値)とするために、
両者の熱膨張係数の差が±2.00ppm/℃以下となるよう
にすべきである。
【0015】物品におけるバリア層の厚みは、約0.0127
mm(0.5mil=0.0005インチ)以上、好適には約0.0762mm
(3mil)〜約0.762mm(30mil)、更に好適には約0.0762m
m(3mil)〜約0.127mm(5mil)とする。バリア層は、シリ
コンベース基板上に、適宜任意の従来の手法によって形
成することができるが、好適には、バリア層は、後述す
るように溶射(thermal spray)により形成する。
【0016】本発明の他の実施形態においては、シリコ
ン含有基板とバリア層との間に、中間層が設けられる。
この中間層により、バリア層と基板との間の接着力向上
及び/またはバリア層と基板との間の反応の抑制がなさ
れる。例えば、中間層は、SiO 2、ムライト、ムライト−
バリウムストロンチウムアルミノ珪酸塩、ムライト−イ
ットリウム珪酸塩、ムライト−カルシウムアルミノ珪酸
塩、及び金属シリコン(silicon metal)により形成する
ことができる。特に、ムライトは、中間層として好適で
あることがわかった。しかし、ムライト自体は、溶射ス
テップの結果としてクラックを生じる傾向がある。従っ
て、バリア層は、好適には、ムライト−バリウムストロ
ンチウムアルミノ珪酸塩、ムライト−イットリウム珪酸
塩、またはムライト−カルシウムアルミノ珪酸塩とし、
約40wt%〜約80wt%をムライト、約20〜60wt%を
バリウムストロンチウムアルミノ珪酸塩又はイットリウ
ム珪酸塩又はカルシウムアルミノ珪酸塩とする。中間層
の厚みは、上述のバリア層に関する厚みと同様であり、
また、中間層の形成も、同様に従来の手法により行うこ
とができ、好適には、後述するように溶射により行う。
【0017】中間層に加えて、シリコン含有基板と中間
層との間にボンド層を形成してもよい。好適なボンド層
としては、膜厚約0.0762mm(3mil)〜約0.1524mm(6mil)
のシリコンが挙げられる。あるいは、シリコン含有基板
をSi02ボンド層が得られるように予め酸化させた後に中
間層を形成するようにしてもよい。
【0018】本発明に係る方法では、バリア層とシリコ
ン含有基板部を有する物品が提供される。このバリア層
は、該物品が高温で水分が存在する環境にさらされたと
きに望ましからざるガス状シリコン化合物が形成される
ことを防ぐものである。本発明において、バリア層は、
溶射により形成することが望ましい。バリア層は、溶射
されてスプラットクエンチされたマイクロストラクチャ
ーを平衡状態とするため、また、層間剥離を防ぐための
張力を調整するための手段を得るために、約870℃〜
1200℃で溶射を行うべきであることが見いだされ
た。
【0019】バリア層を形成する前に、基板の製造時に
混入した異物が除去されるようにシリコン含有基板の清
浄化を行うことが好ましい。好適には、バリア層を形成
する前にシリコンベースの基板をグリットブラスト処理
する。このグリットブラスト処理ステップは、シリコン
カーバイド繊維強化組成物等のようなシリコン含有基板
の表面が損傷を受けることがないように、注意深く行わ
なければならない。グリットブラスト処理に用いられる
パーティクルは、望ましからざる異物を除去するに十分
な硬度を有し、かつ、浸食により基体の材質が除去され
るまでには硬くないことが必要であることがみいだされ
た。更に、パーティクルは、基体に対しての衝突のダメ
ージを抑えるように小さくせねばならない。シリコンカ
ーバイドセラミック基板を用いた物品を処理する場合、
グリットブラスト処理は、Al2O3パーティクルで行うべ
きであり、好適には、パーティクルサイズを30μm以
下とし、パーティクルの速度は約150〜200m/sec
とする。これらに加えて、接着性を向上するために、中
間層及び/またはバリア層の形成を行う前に、シリコン
ベースの基板を予め酸化することが特に有用である。ま
た、接着層は、100nm〜2000nmとすることが好適
であることが見いだされた。シリコン−カーバイド基板
を800℃〜1200℃で約15分〜100時間にわた
って酸化することで、SiO2接着層をこのような所望の厚
みとすることができる。
【0020】シリコンボンド層は、グリットブラスト処
理された表面に、膜厚約0.0762mm(3mil)〜約0.1524mm
(6mil)となるように870℃で直接溶射を行うことで
形成することもできる。
【0021】上述したバリア層の場合と同様にして溶射
を行うことにより、基体及び/またはボンド層と、バリ
ア層と、の間に中間層を形成するか、あるいは、ボンド
層とバリア層との間に中間層を形成することも可能であ
る。上述したように、好適な中間層としては、ムライ
ト、ムライト−バリウムストロンチウムアルミノ珪酸
塩、ムライト−イットリウム珪酸塩、ムライト−カルシ
ウムアルミノ珪酸塩等が挙げられる。
【0022】シリコンベースの基板上に所望の層を形成
した後に、物品に対して熱処理を行う。この熱処理は、
溶射構造の応力緩和、溶射されたパウダー状のパーティ
クル間の接着の促進や各層と基体との間の接着の促進が
それぞれなされるように行われる。熱処理ステップで
は、所定時間にわたって物品の熱処理を行うことが必要
であり、この熱処理は、バリア層によるポアの形成及び
/または膨張や隆起等が生じることなくカルシウムアル
ミノ珪酸塩の結晶化が行われるように、加熱をコントロ
ールして行われる。好適には、物品は、室温から約12
75℃〜約1300℃へと、約5℃/分〜約10℃/分
の昇温速度で加熱され、温度をその時点での温度(中間
温度:intermediate temperature)に固定しながら加熱
を行う。この際の総処理時間は、68時間以上である。
具体的には、不定比カルシウムアルミノ珪酸塩を含んだ
バリア層においては、膨張や隆起が発生せずに実質的に
ポアのないバリア層を形成するために、以下の熱処理が
特に好適であることが見いだされた。
【0023】a)昇温速度10℃/分で室温から700
℃へと加熱して4時間700℃に維持する。
【0024】b)700℃から800℃へと昇温速度1
0℃/分で加熱して8時間800℃に維持する。
【0025】c)800℃から900℃へと昇温速度1
0℃/分で加熱して16時間900℃に維持する。
【0026】d)900℃から1000℃へと昇温速度
10℃/分で加熱して16時間1000℃に維持する。
【0027】e)1000℃から1100℃へと昇温速
度10℃/分で加熱して8時間1100℃に維持する。
【0028】f)1100℃から1200℃へと昇温速
度10℃/分で加熱して8時間1100℃に維持する。
【0029】g)1200℃から1225℃へと昇温速
度5℃/分で加熱して2時間1225℃に維持する。
【0030】h)1225℃から1250℃へと昇温速
度5℃/分で加熱して2時間1250℃に維持する。
【0031】i)1250℃から1275℃へと昇温速
度5℃/分で加熱して2時間1275℃に維持する。
【0032】j)1275℃から1300℃へと昇温速
度5℃/分で加熱して2時間1300℃に維持する。
【0033】k)炉を室温にまで冷やす。
【0034】本発明に係る物品の利点は、以下の実施例
により明らかとされる。
【0035】実施例1 重量比で24%のCaO、40%のAl2O3、36%のSiO2
組成を有する不定比カルシウムアルミノ珪酸塩(non-sto
ichiometric calcium aluminosilicate:ns-CAS)の加熱
プレスされたバルク試験体を、アルゴンの下で1400
℃、2時間加熱プレスを行うことで製造し、その後に、
高濃度スチーム(high steam)熱サイクルテストを120
0℃で熱サイクルを250回まで行い、炭化珪素と比較
した。その結果、図1に示されるように、炭化珪素で
は、試験の間に8mg/cm2までの質量損失がみられ、一
方、ns-CASではそのような質量損失は見られなかった。
【0036】実施例2 図2に、SiC組成物上に形成された厚さ0.1016mm(4mil)
のムライト上にコーティングされた厚さ0.1016mm(4mil)
のns-CASの断面状態を表す写真を示す。ns-CAS及びムラ
イトは、シリコンカーバイド組成物上に以下のパラメー
タに示される条件で溶射された。
【0037】
【表1】
【0038】コーティングに先立って、27ミクロンのア
ルミナパーティクルを用いて衝突速度150〜200mpsのグ
リットブラスト処理によって基板を清浄化した。ns-CAS
パウダーは、スペシャリティグラス社(Specialty Glas
s)から-200 + 400メッシュを通過するパウダー(free fl
owing -200 + 400 mesh powder)として得られた。ムラ
イトは、セラミックムライト(アルミニウム酸化物−シ
リコン酸化物)、-150,+325メッシュ、セラック#A-1226
(Cerac # A-1226)を用いた。図2に示されるように、本
発明によって、優れたバリア層構造が得られている。本
発明は、その趣旨及び本質的特徴を逸脱することなく上
述した形態とは異なる形態でも実施可能である。従っ
て、上述の実施形態は、単に例示的なものと解すべきも
のであり、本発明の特許請求の範囲に記載された範囲を
何ら制限するものではない。等価とみなされる範囲内の
変更は、すべて特許請求の範囲に包含されるものであ
る。
【0039】尚、本発明は、NASAとの契約No.NAS3-
26385に基づいて米国政府の支援の元になされたもので
あり、米国政府もこの発明に相応の権利を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るバリア層の縮み及び/または質量
損失に対しての安定性を示すグラフ。
【図2】炭化水素基板上の本発明に係るバリア層のサン
プルの状態を示す顕微鏡写真。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (73)特許権者 500182666 ゼネラル エレクトリック カンパニー GENERAL ELECTRIC C OMPANY アメリカ合衆国,オハイオ 45215,シ ンシナティ,ワン ニューマン ウェイ (番地なし) (73)特許権者 500182703 ユナイテッド ステイツ オブ アメリ カ アズ リプレゼンテッド バイ ジ アドミニストレータ オブ ナショナ ル エアロノーティクス アンド スペ ース アドミニストレイション UNITED STATES OF A MERICA AS REPRESEN TED BY THE ADMINIS TRATOR OF NATIONAL AERONAUTICS AND S PACE ADMINISTRATIO N アメリカ合衆国,ワシントン ディー. シー.20546,エヌエーエスエー ヘッ ドクォーターズ(番地なし) (72)発明者 ハリー イー. イートン,ジュニア アメリカ合衆国,コネチカット 06281, ウッドストック,ペリン ロード 391 (72)発明者 ウィリアム ピー.アレン アメリカ合衆国,コネチカット 06480, ポートランド,アップルツリー レーン 5 (72)発明者 ロバート エー.ミラー アメリカ合衆国,オハイオ 44141,ブ レックスビレ ハイランド ドライブ 9224 (72)発明者 ネイザン エス.ジャコブソン アメリカ合衆国,オハイオ 44145,ウ ェストレイク,カロライン サークル 27700ジー (72)発明者 ジェームス エル.スミアレック アメリカ合衆国,オハイオ 44136,ス トロングスビレ,ジョナサン ドライブ 22001 (72)発明者 エリザベス ジェー.オピラ アメリカ合衆国,オハイオ 44107,レ イクウッド,オノンダガ アベニュー 1590 (72)発明者 カン エヌ.リー アメリカ合衆国,オハイオ 44145,ウ ェストレイク コース ポスト ラン 1835 (72)発明者 バンガロア エー.ナガラ アメリカ合衆国,オハイオ 45069,ウ ェスト チェスター,トラバース コー ト 5196 (72)発明者 ホンギュ ワング アメリカ合衆国,ニューヨーク 12309, ニスカユナ オックスフォード ウェイ 195 (72)発明者 ピーター ジェイ.メシュター アメリカ合衆国,ニューヨーク 12309, ニスカユナ,パイン リッジ コート 2207 (72)発明者 クリシャン エル.ルスラ アメリカ合衆国,ニューヨーク 12309, スケネクタディ レッド オーク ドラ イブ 280 (56)参考文献 特開 平4−346648(JP,A) 特開 平10−316477(JP,A) 特開 平10−287479(JP,A) 特開 平7−3426(JP,A) 特開 平5−279832(JP,A) 特開 平4−231453(JP,A) 特表2002−511833(JP,A) 米国特許3523881(US,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B32B 1/00 - 35/00 C04B 41/80 - 41/91 C23C 4/00 - 4/18

Claims (28)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シリコンを含有する基板を有し、 前記基板に含まれるシリコンが水分が存在する環境下で
    Si(OH) x 及び/またはSiOを生成する高温でガス状シリコ
    ン化合物の形成を防ぐためのバリア層を有し、前記バリ
    ア層は、カルシウムを含有するとともに、CaOを20wt%
    より多く含み、Al 2 O 3 を38wt%より多く含み、SiO 2 を3
    0wt%より多く含むこと を特徴とする物品。
  2. 【請求項2】 前記基板は、シリコン含有セラミックと
    シリコン含有金属合金とから選択されることを特徴とす
    る請求項1記載の物品。
  3. 【請求項3】 前記基板は、シリコンカーバイド、シリ
    コン窒化物、シリコンオキシニトリド、及びシリコンア
    ルミニウムオキシニトリドから選択されるシリコン含有
    セラミックであることを特徴とする請求項2記載の物
    品。
  4. 【請求項4】 前記基板は、シリコンベースマトリクス
    と強化材粒子とを含有する組成物であることを特徴とす
    る請求項2記載の物品。
  5. 【請求項5】 前記基板は、シリコンカーバイド繊維強
    化シリコンカーバイドマトリクス、カーボン繊維強化シ
    リコンカーバイドマトリクス、及びシリコンカーバイド
    繊維強化シリコンニトリドから選択されることを特徴と
    する請求項4記載の物品。
  6. 【請求項6】 前記基板は、モリブデン−シリコン合
    金、ニオブシリコン合金、鉄−シリコン合金、及び鉄−
    ニッケル−シリコンベース合金のうちから選択されるシ
    リコン含有金属合金であることを特徴とする請求項2記
    載の物品。
  7. 【請求項7】 前記バリア層は、カルシウム酸化物を含
    むことを特徴とする請求項1記載の物品。
  8. 【請求項8】 前記バリア層は、カルシウムアルミノ珪
    酸塩を含むことを特徴とする請求項1記載の物品。
  9. 【請求項9】 前記バリア層は、CaOを24wt%含み、Al
    2O3を40wt%含み、SiO236wt%含むことを特徴とす
    る請求項1記載の物品。
  10. 【請求項10】 前記バリア層の熱膨張係数は、前記基
    板の熱膨張係数の±3.0ppm/℃以内の値であることを特
    徴とする請求項1記載の物品。
  11. 【請求項11】 前記バリア層の熱膨張係数は、前記基
    板の熱膨張係数の±0.5ppm/℃以内の値であることを特
    徴とする請求項1記載の物品。
  12. 【請求項12】 前記バリア層は、その厚みが0.0127mm
    (0.0005インチ)以上であることを特徴とする請求項1記
    載の物品。
  13. 【請求項13】 前記バリア層は、その厚みが0.0762mm
    (3mil)〜0.127mm(5mil)であることを特徴とする請求項
    1記載の物品。
  14. 【請求項14】 前記基板と前記バリア層との間に中間
    層が形成されていることを特徴とする請求項1記載の物
    品。
  15. 【請求項15】 前記中間層は、SiO2、ムライト、ムラ
    イト−バリウムストロンチウムアルミノ珪酸塩、ムライ
    ト−イットリウム珪酸塩、ムライト−カルシウムアルミ
    ノ珪酸塩、及び金属シリコンから選択されることを特徴
    とする請求項14記載の物品。
  16. 【請求項16】 前記中間層は、ムライト、バリウムス
    トロンチウムアルミノ珪酸塩、ムライト−イットリウム
    珪酸塩、カルシウムアルミノ珪酸塩及びこれらの混合物
    のうちから選択されることを特徴とする請求項14記載
    の物品。
  17. 【請求項17】 前記中間層は、ムライトを含むことを
    特徴とする請求項14記載の物品。
  18. 【請求項18】 前記中間層は、40wt%〜80wt%のム
    ライト、20〜60wt%のバリウムストロンチウムアル
    ミノ珪酸塩を含むことを特徴とする請求項14記載の物
    品。
  19. 【請求項19】 前記中間層は、40wt%〜80wt%のム
    ライト、20〜60wt%のイットリウム珪酸塩を含むこ
    とを特徴とする請求項14記載の物品。
  20. 【請求項20】 前記中間層は、40wt%〜80wt%のム
    ライト、20〜60wt%のカルシウムアルミノ珪酸塩を
    含むことを特徴とする請求項14記載の物品。
  21. 【請求項21】 前記基板と前記中間層との間にボンド
    層が形成されていることを特徴とする請求項14記載の
    物品
  22. 【請求項22】 前記ボンド層は、シリコンまたはSiO2
    であることを特徴とする請求項21記載の物品。
  23. 【請求項23】 前記中間層の厚みは、0.0127mm(0.5mi
    l)以上であることを特徴とする請求項14記載の物品。
  24. 【請求項24】 前記バリア層の厚みは、0.0762mm(3m
    il)〜0.762mm(30mil)であることを特徴とする請求項
    9記載の物品。
  25. 【請求項25】 前記バリア層の厚みは、0.0762mm(3m
    il)〜0.127mm(5mil)であることを特徴とする請求項9
    記載の物品。
  26. 【請求項26】 前記中間層の厚みは、0.0762mm(3mi
    l)〜0.762mm(30mil)であることを特徴とする請求項1
    4記載の物品。
  27. 【請求項27】 前記バリア層の厚みは、0.0762mm(3m
    il)〜0.127mm(5mil)であることを特徴とする請求項1
    4記載の物品。
  28. 【請求項28】 前記ボンド層の厚みは、0.0762mm(3m
    il)〜0.1524mm(6mil)であることを特徴とする請求項2
    1記載の物品。
JP2000115746A 1999-04-15 2000-04-17 シリコンを含有する基板とガス状シリコン化合物の形成を防ぐためのバリア層とを有する物品 Expired - Lifetime JP3474516B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/292,350 US6296942B1 (en) 1999-04-15 1999-04-15 Silicon based substrate with calcium aluminosilicate environmental/thermal barrier layer
US09/292350 1999-04-15

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2000334880A JP2000334880A (ja) 2000-12-05
JP3474516B2 true JP3474516B2 (ja) 2003-12-08

Family

ID=23124282

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000115746A Expired - Lifetime JP3474516B2 (ja) 1999-04-15 2000-04-17 シリコンを含有する基板とガス状シリコン化合物の形成を防ぐためのバリア層とを有する物品

Country Status (5)

Country Link
US (2) US6296942B1 (ja)
EP (1) EP1044946B1 (ja)
JP (1) JP3474516B2 (ja)
KR (1) KR100390290B1 (ja)
DE (1) DE60012605T2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106478153A (zh) * 2016-09-28 2017-03-08 陕西科技大学 一种碳/碳复合材料β‑Y2Si2O7纳米线增韧莫来石/硅酸盐玻璃涂层的制备方法

Families Citing this family (53)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6485848B1 (en) * 1998-04-27 2002-11-26 General Electric Company Coated article and method of making
US6478933B1 (en) * 1999-12-17 2002-11-12 Caterpillar Inc. Method for creating surface oil reservoirs on coated iron
US6444335B1 (en) * 2000-04-06 2002-09-03 General Electric Company Thermal/environmental barrier coating for silicon-containing materials
US6352790B1 (en) * 2000-06-29 2002-03-05 United Technologies Corporation Substrate containing silicon and a barrier layer which functions as a protective/thermal barrier coating
US6884386B2 (en) * 2000-09-21 2005-04-26 Sintokogio, Ltd. Method of toughening and modifying ceramic and ceramic products
US6607852B2 (en) * 2001-06-27 2003-08-19 General Electric Company Environmental/thermal barrier coating system with silica diffusion barrier layer
US6682820B1 (en) * 2002-10-31 2004-01-27 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Recession resistant coated ceramic part
JP3981033B2 (ja) * 2003-03-24 2007-09-26 株式会社東芝 半導体記憶装置
US20040234782A1 (en) * 2003-05-22 2004-11-25 Sun Ellen Y. Environmental barrier coating for silicon based substrates
US6777093B1 (en) 2003-05-22 2004-08-17 United Technologies Corporation Bond layer for silicon containing substrate
US7060360B2 (en) * 2003-05-22 2006-06-13 United Technologies Corporation Bond coat for silicon based substrates
US7056574B2 (en) 2003-05-22 2006-06-06 United Technologies Corporation Bond layer for silicon containing substrate
US7063894B2 (en) * 2003-05-22 2006-06-20 United Technologies Corporation Environmental barrier coating for silicon based substrates
US6902836B2 (en) * 2003-05-22 2005-06-07 United Technologies Corporation Environmental barrier coating for silicon based substrates such as silicon nitride
US6969555B2 (en) * 2003-10-06 2005-11-29 General Electric Company Aluminate coating for a silicon containing substrate
US6844075B1 (en) 2003-10-06 2005-01-18 General Electric Company Environmental barrier coating
US20050129973A1 (en) * 2003-12-16 2005-06-16 Eaton Harry E. Velocity barrier layer for environmental barrier coatings
US20050142393A1 (en) * 2003-12-30 2005-06-30 Boutwell Brett A. Ceramic compositions for thermal barrier coatings stabilized in the cubic crystalline phase
US6887595B1 (en) 2003-12-30 2005-05-03 General Electric Company Thermal barrier coatings having lower layer for improved adherence to bond coat
US20050238894A1 (en) * 2004-04-22 2005-10-27 Gorman Mark D Mixed metal oxide ceramic compositions for reduced conductivity thermal barrier coatings
US7255940B2 (en) * 2004-07-26 2007-08-14 General Electric Company Thermal barrier coatings with high fracture toughness underlayer for improved impact resistance
US7422671B2 (en) 2004-08-09 2008-09-09 United Technologies Corporation Non-line-of-sight process for coating complexed shaped structures
US7666512B2 (en) 2004-08-09 2010-02-23 United Technologies Corporation Thermal resistant environmental barrier coating
US7166373B2 (en) * 2004-08-19 2007-01-23 General Electric Company Ceramic compositions for thermal barrier coatings with improved mechanical properties
US20060210800A1 (en) * 2005-03-21 2006-09-21 Irene Spitsberg Environmental barrier layer for silcon-containing substrate and process for preparing same
US20060211241A1 (en) * 2005-03-21 2006-09-21 Christine Govern Protective layer for barrier coating for silicon-containing substrate and process for preparing same
US7374818B2 (en) 2005-05-23 2008-05-20 United Technologies Corporation Coating system for silicon based substrates
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
US7442444B2 (en) * 2005-06-13 2008-10-28 General Electric Company Bond coat for silicon-containing substrate for EBC and processes for preparing same
US7354651B2 (en) 2005-06-13 2008-04-08 General Electric Company Bond coat for corrosion resistant EBC for silicon-containing substrate and processes for preparing same
US20060280955A1 (en) * 2005-06-13 2006-12-14 Irene Spitsberg Corrosion resistant sealant for EBC of silicon-containing substrate and processes for preparing same
WO2007087423A2 (en) * 2006-01-25 2007-08-02 Ceramatec, Inc. Environmental and thermal barrier coating to provide protection in various environments
US20080026248A1 (en) * 2006-01-27 2008-01-31 Shekar Balagopal Environmental and Thermal Barrier Coating to Provide Protection in Various Environments
US20090186237A1 (en) 2008-01-18 2009-07-23 Rolls-Royce Corp. CMAS-Resistant Thermal Barrier Coatings
US20100015396A1 (en) * 2008-07-21 2010-01-21 General Electric Company Barrier coatings, methods of manufacture thereof and articles comprising the same
US10717678B2 (en) * 2008-09-30 2020-07-21 Rolls-Royce Corporation Coating including a rare earth silicate-based layer including a second phase
US20110206937A1 (en) * 2010-02-25 2011-08-25 Schmidt Wayde R Composite article having a ceramic nanocomposite layer
US8470457B2 (en) * 2010-03-29 2013-06-25 United Technologies Corporation Composite article having a solid solution protective layer
CA2806172C (en) 2010-07-23 2015-04-28 Rolls-Royce Corporation Thermal barrier coatings including cmas-resistant thermal barrier coating layers
WO2012027442A1 (en) 2010-08-27 2012-03-01 Rolls-Royce Corporation Rare earth silicate environmental barrier coatings
EP2964591B1 (en) 2013-03-05 2024-04-24 General Electric Company High temperature tolerant ceramic matrix composites and environmental barrier coatings
US9598777B2 (en) 2013-03-12 2017-03-21 Rolls-Royce Corporation Method for fabricating multilayer environmental barrier coatings
US10329205B2 (en) * 2014-11-24 2019-06-25 Rolls-Royce Corporation Bond layer for silicon-containing substrates
US20190017177A1 (en) 2017-07-17 2019-01-17 Rolls-Royce Corporation Thermal barrier coatings for components in high-temperature mechanical systems
US11655543B2 (en) 2017-08-08 2023-05-23 Rolls-Royce Corporation CMAS-resistant barrier coatings
US10851656B2 (en) 2017-09-27 2020-12-01 Rolls-Royce Corporation Multilayer environmental barrier coating
CA3078298A1 (en) 2017-12-19 2019-06-27 Oerlikon Metco (Us) Inc. Erosion and cmas resistant coating for protecting ebc and cmc layers and thermal spray coating method
KR102203857B1 (ko) * 2018-12-27 2021-01-15 국민대학교산학협력단 내환경 배리어층의 형성방법
US11702728B2 (en) 2019-05-28 2023-07-18 Rolls-Royce Corporation Post deposition heat treatment of coating on ceramic or ceramic matrix composite substrate
CN110357573A (zh) * 2019-06-27 2019-10-22 上海宝钢工业技术服务有限公司 低苯并[a]芘型环保高炉炮泥及制备方法
US20210017090A1 (en) * 2019-07-19 2021-01-21 Rolls-Royce Corporation Thermal spray deposited coating
US11512379B2 (en) 2020-07-01 2022-11-29 Rolls-Royce Corporation Post deposition heat treatment of bond coat and additional layers on ceramic or CMC substrate
CN112047737B (zh) * 2020-07-23 2021-07-13 西安交通大学 一种面向带有微结构特征的碳化硅基陶瓷的熔渗方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3523881A (en) * 1966-09-01 1970-08-11 Gen Electric Insulating coating and method of making the same
US4357382A (en) * 1980-11-06 1982-11-02 Fansteel Inc. Coated cemented carbide bodies
JPS59116175A (ja) * 1982-12-22 1984-07-04 株式会社東芝 セラミツクス焼結部材
EP0211579B1 (en) * 1985-08-02 1990-03-28 Ngk Insulators, Ltd. Method of making a silicon nitride sintered member
US4714660A (en) * 1985-12-23 1987-12-22 Fansteel Inc. Hard coatings with multiphase microstructures
DE8717405U1 (de) * 1987-07-08 1989-03-09 Castolin S.A., Lausanne-St. Sulpice, Waadt/Vaud Rohr für Vorwärmer und Ekonomiser
US5164266A (en) * 1989-10-24 1992-11-17 Isuzu Ceramics Research Institute Co., Ltd. Slidable ceramic member and method of manufacturing same
US5211991A (en) * 1992-07-23 1993-05-18 Hughes Aircraft Company Method of plasma spraying magnetic-cermet dielectric coatings
US5391404A (en) * 1993-03-15 1995-02-21 The United States Of America As Represented By The National Aeronautics And Space Administration Plasma sprayed mullite coatings on silicon-base ceramics
US5952100A (en) * 1997-05-21 1999-09-14 General Electric Company Silicon-doped boron nitride coated fibers in silicon melt infiltrated composites
US6485848B1 (en) * 1998-04-27 2002-11-26 General Electric Company Coated article and method of making

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106478153A (zh) * 2016-09-28 2017-03-08 陕西科技大学 一种碳/碳复合材料β‑Y2Si2O7纳米线增韧莫来石/硅酸盐玻璃涂层的制备方法
CN106478153B (zh) * 2016-09-28 2019-02-22 陕西科技大学 一种碳/碳复合材料β-Y2Si2O7纳米线增韧莫来石/硅酸盐玻璃涂层的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP1044946A2 (en) 2000-10-18
EP1044946B1 (en) 2004-08-04
DE60012605D1 (de) 2004-09-09
EP1044946A3 (en) 2001-11-14
US6284325B1 (en) 2001-09-04
DE60012605T2 (de) 2005-08-11
KR100390290B1 (ko) 2003-07-04
KR20010014739A (ko) 2001-02-26
US6296942B1 (en) 2001-10-02
JP2000334880A (ja) 2000-12-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3474516B2 (ja) シリコンを含有する基板とガス状シリコン化合物の形成を防ぐためのバリア層とを有する物品
JP3866002B2 (ja) シリコンを含有する基板とイットリウムを含有するバリア層とを有する物品及びその製造方法
JP3723719B2 (ja) シリコンを含有する基板とバリア層とを有する物品及びその製造方法
JP3443555B2 (ja) 物品の製造方法および物品
US6617036B2 (en) Barrier layer for silicon containing substrate
JP5068902B2 (ja) ジルコンコーティングを有するセラミック
JPH0469119B2 (ja)
JP2006327923A (ja) ケイ素ベースの基体のためのコーティング系
JP2004345944A (ja) ケイ素基材とボンド層とを含む物品
JPH0725688A (ja) 構造的製品における改良
Eaton Jr et al. Silicon based substrate with yttrium silicate environmental/thermal barrier layer
Eaton Jr et al. Silicon based substrate with environmental/thermal barrier layer

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070919

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080919

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080919

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090919

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090919

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100919

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100919

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110919

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120919

Year of fee payment: 9