JPH10183013A - 金属系基材用コーティング組成物並びに関連プロセス - Google Patents
金属系基材用コーティング組成物並びに関連プロセスInfo
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- JPH10183013A JPH10183013A JP9303236A JP30323697A JPH10183013A JP H10183013 A JPH10183013 A JP H10183013A JP 9303236 A JP9303236 A JP 9303236A JP 30323697 A JP30323697 A JP 30323697A JP H10183013 A JPH10183013 A JP H10183013A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 超合金などの基材に対する施工容易な改良遮
熱コーティングの提供。 【解決手段】 アルミノケイ酸塩のような多孔質酸化物
マトリックス中に含まれるジルコニア球体を含んでなる
スラリー組成物。ジルコニア球体の少なくとも若干は中
空であり、その大きさは好ましくは約５〜４００μｍの
範囲内にある。該スラリー組成物はスラリーキャスティ
ング又は同様の技術で所望の基材表面に塗布できる。そ
の被覆方法として、スラリー組成の異なる層を連続して
塗布し、最終コーティング塗布後とそれ以前の中間層と
で異なる硬化技術を用いる方法も提供される。酸化物
マトリックス相、酸化物マトリックス中に埋め込まれ
たジルコニア球体、及び多孔質相を含んでなる皮膜も
本発明の態様に包含される。
熱コーティングの提供。 【解決手段】 アルミノケイ酸塩のような多孔質酸化物
マトリックス中に含まれるジルコニア球体を含んでなる
スラリー組成物。ジルコニア球体の少なくとも若干は中
空であり、その大きさは好ましくは約５〜４００μｍの
範囲内にある。該スラリー組成物はスラリーキャスティ
ング又は同様の技術で所望の基材表面に塗布できる。そ
の被覆方法として、スラリー組成の異なる層を連続して
塗布し、最終コーティング塗布後とそれ以前の中間層と
で異なる硬化技術を用いる方法も提供される。酸化物
マトリックス相、酸化物マトリックス中に埋め込まれ
たジルコニア球体、及び多孔質相を含んでなる皮膜も
本発明の態様に包含される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は概括的にはコーティ
ング技術に関する。より詳細には、本発明は金属基材用
の保護皮膜並びに該皮膜を施工するための改良技術に関
する。
ング技術に関する。より詳細には、本発明は金属基材用
の保護皮膜並びに該皮膜を施工するための改良技術に関
する。
【０００２】
【従来の技術】高温に曝露される金属部材は特別に設計
された保護皮膜を必要とすることが多い。航空機エンジ
ン部材はその一例である。航空機のタービンエンジンに
存在する燃焼ガス温度は作動効率上できるだけ高く維持
される。タービン動翼その他のエンジン要素は超合金の
ような高温環境に耐え得る合金で作られるのが普通であ
るが、そうした合金の作動温度限界は約１０００℃〜１
１００℃である。これらを上回る温度で作動すると、種
々のタービン部材の故障を引き起こしてエンジンを損傷
する可能性がある。
された保護皮膜を必要とすることが多い。航空機エンジ
ン部材はその一例である。航空機のタービンエンジンに
存在する燃焼ガス温度は作動効率上できるだけ高く維持
される。タービン動翼その他のエンジン要素は超合金の
ような高温環境に耐え得る合金で作られるのが普通であ
るが、そうした合金の作動温度限界は約１０００℃〜１
１００℃である。これらを上回る温度で作動すると、種
々のタービン部材の故障を引き起こしてエンジンを損傷
する可能性がある。
【０００３】かかる保護皮膜は、しばしば遮熱コーティ
ング(thermal barrier coating) もしくはＴＢＣとも呼
ばれ、高温環境下で使用される合金の作動温度を効果的
に上昇させる。それらの大半はセラミック系で、例えば
ジルコニア（酸化ジルコニウム）のような材料を主体と
するものがあり、これは普通イットリアのような別の材
料で化学的に安定化されている。ジェットエンジンに関
しては、かかる皮膜はタービン動翼及び静翼の表面に
（普通は中間ボンド層の上に）施工される。
ング(thermal barrier coating) もしくはＴＢＣとも呼
ばれ、高温環境下で使用される合金の作動温度を効果的
に上昇させる。それらの大半はセラミック系で、例えば
ジルコニア（酸化ジルコニウム）のような材料を主体と
するものがあり、これは普通イットリアのような別の材
料で化学的に安定化されている。ジェットエンジンに関
しては、かかる皮膜はタービン動翼及び静翼の表面に
（普通は中間ボンド層の上に）施工される。
【０００４】ジルコニアなどの遮熱コーティングの成膜
技術は当技術分野において公知である。過去常用されて
きた方法の一つはプラズマ溶射法である。この技術で
は、通例アーク放電を用いて空気、窒素、水素などの各
種ガスを約８０００℃以上の温度に加熱する。ガスは高
速で環状孔から噴出し、特徴的フレームを生じる。粉体
材料がフレーム中に供給され、溶融した粒子が被覆すべ
き基材に向けて加速される。
技術は当技術分野において公知である。過去常用されて
きた方法の一つはプラズマ溶射法である。この技術で
は、通例アーク放電を用いて空気、窒素、水素などの各
種ガスを約８０００℃以上の温度に加熱する。ガスは高
速で環状孔から噴出し、特徴的フレームを生じる。粉体
材料がフレーム中に供給され、溶融した粒子が被覆すべ
き基材に向けて加速される。
【０００５】遮熱コーティングを形成するためのもう一
つの技術は物理蒸着（ＰＶＤ）法である。ある例示的な
タイプのＰＶＤでは、基材に蒸着すべきセラミック材料
のインゴットをチャンバー内に入れ、該チャンバーを排
気する。そしてインゴットの上端部を強力な熱源（例え
ば電子ビーム又はレーザー）で加熱し、その結果インゴ
ットの上端部が溶融して溶融池を形成する。非常に高温
の溶融セラミックの一部が蒸発して基材上で凝縮し、溶
融池を補充すべくインゴットを上げるにつれて皮膜が徐
々に堆積する。
つの技術は物理蒸着（ＰＶＤ）法である。ある例示的な
タイプのＰＶＤでは、基材に蒸着すべきセラミック材料
のインゴットをチャンバー内に入れ、該チャンバーを排
気する。そしてインゴットの上端部を強力な熱源（例え
ば電子ビーム又はレーザー）で加熱し、その結果インゴ
ットの上端部が溶融して溶融池を形成する。非常に高温
の溶融セラミックの一部が蒸発して基材上で凝縮し、溶
融池を補充すべくインゴットを上げるにつれて皮膜が徐
々に堆積する。
【０００６】遮熱コーティングの形成にプラズマ溶射又
はＰＶＤ技術を用いることに数多くの利点があることは
明らかである。一般にどちらの方法で得られた皮膜も良
好な品質と耐久性をもつ。また、それぞれの技術にはも
う一方の技術に対する種々の利点がある。例えば、ＰＶ
Ｄで形成した遮熱コーティングは空気プラズマ溶射法で
形成したものよりも薄いのが普通で、そのため航空機エ
ンジンへの付加重量が少なく、また、平滑下地面に対す
る密着性が特に高い。一方、プラズマ溶射法による遮熱
コーティングはＰＶＤ皮膜よりも優れた断熱性を与える
ことが多く、その耐久性もある状況下ではひときわ優れ
ている。
はＰＶＤ技術を用いることに数多くの利点があることは
明らかである。一般にどちらの方法で得られた皮膜も良
好な品質と耐久性をもつ。また、それぞれの技術にはも
う一方の技術に対する種々の利点がある。例えば、ＰＶ
Ｄで形成した遮熱コーティングは空気プラズマ溶射法で
形成したものよりも薄いのが普通で、そのため航空機エ
ンジンへの付加重量が少なく、また、平滑下地面に対す
る密着性が特に高い。一方、プラズマ溶射法による遮熱
コーティングはＰＶＤ皮膜よりも優れた断熱性を与える
ことが多く、その耐久性もある状況下ではひときわ優れ
ている。
【０００７】ただし、プラズマ溶射及びＰＶＤにも幾つ
かの短所がある。まず、どちらの技術も主に視線堆積(l
ine-of-sight deposition)である。そのため、狭窄領域
の表面を被覆するのは、仮に不可能でないとしても、非
常に難しい。さらに、ＰＶＤによる大型部材の被覆は、
必要とされる真空チャンバーについての寸法制限のため
に難しい。
かの短所がある。まず、どちらの技術も主に視線堆積(l
ine-of-sight deposition)である。そのため、狭窄領域
の表面を被覆するのは、仮に不可能でないとしても、非
常に難しい。さらに、ＰＶＤによる大型部材の被覆は、
必要とされる真空チャンバーについての寸法制限のため
に難しい。
【０００８】さらに、どちらの技術でもＴＢＣを補修す
るのは困難である。ＰＶＤでは付属構造物から部品を完
全に分解することが必要とされ、プラズマ溶射では部品
を部分的に分解することが必要とされることがある。皮
膜の補修には、部材の大部分から以前のＴＢＣを除去す
ることも必要とされることがあり、場合によっては、下
層ボンディングコート（これも取り替えを要することが
ある）の除去も同時に行う必要がある。これらの皮膜の
除去は、代替皮膜用の部材表面の調製と同様、時間と手
間がかかる。
るのは困難である。ＰＶＤでは付属構造物から部品を完
全に分解することが必要とされ、プラズマ溶射では部品
を部分的に分解することが必要とされることがある。皮
膜の補修には、部材の大部分から以前のＴＢＣを除去す
ることも必要とされることがあり、場合によっては、下
層ボンディングコート（これも取り替えを要することが
ある）の除去も同時に行う必要がある。これらの皮膜の
除去は、代替皮膜用の部材表面の調製と同様、時間と手
間がかかる。
【０００９】プラズマ溶射又はＰＶＤ法でのＴＢＣのフ
ィールド補修は概して非常に難しい。どちらの技術にも
大型でかさばった装置が必要とされ、しかもそうした装
置は容易に携帯できるようには設計されていない。さら
に、高品質皮膜の形成に関与する諸因子はフィールドで
は維持し難いこともある。そこで、金属基材上に保護皮
膜を設けるための改良法があれば依然として当技術分野
で歓迎されるはずである。そうした技術は、フィールド
（大型装置を使う必要があるときに普通存在する固定基
地から離れたところ）でのＴＢＣの補修に特に適してい
るのが望まれる。さらに、かかる技術は、部材から既存
の皮膜全部を除去しなくても、基材のごく一部分での使
用が可能であるべきである。また、かかる技術では最小
限の大型装置しか要しないべきである。従来技術ではそ
うした装置の必要性から生産性が低下したことがあった
からである。
ィールド補修は概して非常に難しい。どちらの技術にも
大型でかさばった装置が必要とされ、しかもそうした装
置は容易に携帯できるようには設計されていない。さら
に、高品質皮膜の形成に関与する諸因子はフィールドで
は維持し難いこともある。そこで、金属基材上に保護皮
膜を設けるための改良法があれば依然として当技術分野
で歓迎されるはずである。そうした技術は、フィールド
（大型装置を使う必要があるときに普通存在する固定基
地から離れたところ）でのＴＢＣの補修に特に適してい
るのが望まれる。さらに、かかる技術は、部材から既存
の皮膜全部を除去しなくても、基材のごく一部分での使
用が可能であるべきである。また、かかる技術では最小
限の大型装置しか要しないべきである。従来技術ではそ
うした装置の必要性から生産性が低下したことがあった
からである。
【００１０】ここで想い描いた新しい被覆プロセスには
おそらくは新規コーティング組成物も必要とされるであ
ろう。そうした新規組成物は、いったんＴＢＣを形成し
たら、プラズマ溶射法やＰＶＤ法で作成したＴＢＣと実
質的に同じ品質をもつことが重要である。このことは基
材が航空機エンジン部品のような高性能製品であるとき
に特に重要である。
おそらくは新規コーティング組成物も必要とされるであ
ろう。そうした新規組成物は、いったんＴＢＣを形成し
たら、プラズマ溶射法やＰＶＤ法で作成したＴＢＣと実
質的に同じ品質をもつことが重要である。このことは基
材が航空機エンジン部品のような高性能製品であるとき
に特に重要である。
【００１１】
【発明の概要】上記で想定した改善は、本発明の基礎と
なった発見によって実質的に達成された。一つの態様で
は、本発明は、超合金のような金属基材用の改良遮熱コ
ーティングを包含する。該コーティングは、多孔質酸化
物マトリックス中に含まれるジルコニア球体を含んでな
るスラリー組成物から得られる。好ましい実施形態で
は、ジルコニア球体の相当数は中空である。さらに、酸
化物マトリックスは好ましくはシリカから得られるも
の、例えばアルミノケイ酸塩である。
なった発見によって実質的に達成された。一つの態様で
は、本発明は、超合金のような金属基材用の改良遮熱コ
ーティングを包含する。該コーティングは、多孔質酸化
物マトリックス中に含まれるジルコニア球体を含んでな
るスラリー組成物から得られる。好ましい実施形態で
は、ジルコニア球体の相当数は中空である。さらに、酸
化物マトリックスは好ましくはシリカから得られるも
の、例えばアルミノケイ酸塩である。
【００１２】本発明のコーティングスラリー組成物は、
スラリーキャスティング又は類似技術により所望表面に
非常に簡単に塗布することができる。コーティングを塗
布するための一つの例示的な実施の形態は、下記段階： (ａ)多孔質酸化物マトリックス中に含まれるジルコニア
球体を含んでなるスラリー下地組成物の層を塗布する段
階であって、該ジルコニア球体が下地組成物全体の重量
を基準にして約０重量％〜約４０重量％存在する段階、
(ｂ)塗布した下地層を約５０℃〜約１５０℃の温度で約
５分〜約６０分間熱処理する段階、(ｃ)上記下地層の上
面に、最終コーティングを形成するために、多孔質酸化
物マトリックス中に含まれるジルコニア球体を含んでな
る組成物で形成されたスラリートップコーティングを１
回以上続けて塗布する段階であって、該ジルコニア球体
がトップコーティングの総重量を基準にして約２５重量
％〜約９９重量％存在する段階、(ｄ)各トップコーティ
ングの塗布後、トップコーティングの曝露される温度を
約３０℃から約８００℃まで該コーティングが硬化する
に十分な時間をかけて徐々に上昇させることにより各ト
ップコーティングを熱処理する段階、及び(ｅ)最終コー
ティングを約６５０℃〜約１２００℃の範囲内の温度で
約１分〜約６０分間熱処理する段階を含んでなる。
スラリーキャスティング又は類似技術により所望表面に
非常に簡単に塗布することができる。コーティングを塗
布するための一つの例示的な実施の形態は、下記段階： (ａ)多孔質酸化物マトリックス中に含まれるジルコニア
球体を含んでなるスラリー下地組成物の層を塗布する段
階であって、該ジルコニア球体が下地組成物全体の重量
を基準にして約０重量％〜約４０重量％存在する段階、
(ｂ)塗布した下地層を約５０℃〜約１５０℃の温度で約
５分〜約６０分間熱処理する段階、(ｃ)上記下地層の上
面に、最終コーティングを形成するために、多孔質酸化
物マトリックス中に含まれるジルコニア球体を含んでな
る組成物で形成されたスラリートップコーティングを１
回以上続けて塗布する段階であって、該ジルコニア球体
がトップコーティングの総重量を基準にして約２５重量
％〜約９９重量％存在する段階、(ｄ)各トップコーティ
ングの塗布後、トップコーティングの曝露される温度を
約３０℃から約８００℃まで該コーティングが硬化する
に十分な時間をかけて徐々に上昇させることにより各ト
ップコーティングを熱処理する段階、及び(ｅ)最終コー
ティングを約６５０℃〜約１２００℃の範囲内の温度で
約１分〜約６０分間熱処理する段階を含んでなる。
【００１３】これらの硬化及び熱処理段階は、炉硬化、
加熱ランプ硬化、トーチ処理などの様々な技術で実施す
ることができる。概して、上記加熱段階の各々で（所定
範囲内で）高い温度を用いるほど各々の時間範囲内での
加熱時間が短く、加熱温度が低いほど長い加熱時間が用
いられる。ただし、これがすべてのケースに当てはまる
わけではない。
加熱ランプ硬化、トーチ処理などの様々な技術で実施す
ることができる。概して、上記加熱段階の各々で（所定
範囲内で）高い温度を用いるほど各々の時間範囲内での
加熱時間が短く、加熱温度が低いほど長い加熱時間が用
いられる。ただし、これがすべてのケースに当てはまる
わけではない。
【００１４】得られる組成物は、高い熱膨張係数と融点
を、低い熱伝導率及びその他様々な属性とともに有して
いる。その全体的品質は、プラズマ溶射法又はＰＶＤ法
で形成したＴＢＣのものに近いと考えられる。本発明の
幾つかの実施形態は、２つの部分からなるコーティング
組成物に関する。第一の部分は、ある分量の液体キャリ
アと酸化物材料とある分量のジルコニア球体を含んでな
るスラリーＡである。第二の部分は、スラリーＡを、別
の分量の液体キャリア及び追加分量のジルコニア球体と
ともに含んでなるスラリーＢである。スラリーＡとスラ
リーＢの様々な層を後述のごとく基材に塗布して遮熱コ
ーティングを形成する。
を、低い熱伝導率及びその他様々な属性とともに有して
いる。その全体的品質は、プラズマ溶射法又はＰＶＤ法
で形成したＴＢＣのものに近いと考えられる。本発明の
幾つかの実施形態は、２つの部分からなるコーティング
組成物に関する。第一の部分は、ある分量の液体キャリ
アと酸化物材料とある分量のジルコニア球体を含んでな
るスラリーＡである。第二の部分は、スラリーＡを、別
の分量の液体キャリア及び追加分量のジルコニア球体と
ともに含んでなるスラリーＢである。スラリーＡとスラ
リーＢの様々な層を後述のごとく基材に塗布して遮熱コ
ーティングを形成する。
【００１５】本発明のさらに別の実施形態には、酸化
物マトリックス相、酸化物マトリックス中に埋め込ま
れたジルコニア球体、及び多孔質相を含んでなる複合
皮膜が包含される。本発明のその他の詳細を以下の項で
包括的に記載する。
物マトリックス相、酸化物マトリックス中に埋め込ま
れたジルコニア球体、及び多孔質相を含んでなる複合
皮膜が包含される。本発明のその他の詳細を以下の項で
包括的に記載する。
【００１６】
【発明の実施の形態】一般的な意味で、スラリーコーテ
ィングは当技術分野において公知であり、例えばＫｉｒ
ｋ−Ｏｔｈｍｅｒ Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ ｏｆ
Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，第３版第１
５巻２５７頁（１９８７）及び同第４版第５巻６１５〜
６１７頁（１９９３）並びに米国特許第５０４３３７８
号（文献の援用によって本明細書に取り込まれる）に記
載されている。スラリーの固体材料を液体もしくは「塗
料」媒質中に配合し、次いで所望の基材に塗布する。通
例、塗布したコーティングを次に硬化及び焼成する。
ィングは当技術分野において公知であり、例えばＫｉｒ
ｋ−Ｏｔｈｍｅｒ Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ ｏｆ
Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，第３版第１
５巻２５７頁（１９８７）及び同第４版第５巻６１５〜
６１７頁（１９９３）並びに米国特許第５０４３３７８
号（文献の援用によって本明細書に取り込まれる）に記
載されている。スラリーの固体材料を液体もしくは「塗
料」媒質中に配合し、次いで所望の基材に塗布する。通
例、塗布したコーティングを次に硬化及び焼成する。
【００１７】スラリーの形成についての詳細の多くは当
技術分野において公知であり、本明細書中で詳しく説明
する必要のない事項である。良好な品質のスラリーとは
普通十分に分散していて気泡及び発泡のないものであ
る。かかるスラリーは通例高い比重、及びスラリーを基
材に塗布するのに用いる個々の技術についての要件にし
たがって調整された良好なレオロジー特性を有する。さ
らに、スラリー中での固体粒子沈降速度はできるだけ遅
くすべきであり、スラリーは化学的に安定でもあるべき
である。しかも、乾燥時に、スラリーから得られたコー
ティングが後段（例えば焼成前の仕上げ処理や取り扱い
など）で十分な強度を有しているべきである。
技術分野において公知であり、本明細書中で詳しく説明
する必要のない事項である。良好な品質のスラリーとは
普通十分に分散していて気泡及び発泡のないものであ
る。かかるスラリーは通例高い比重、及びスラリーを基
材に塗布するのに用いる個々の技術についての要件にし
たがって調整された良好なレオロジー特性を有する。さ
らに、スラリー中での固体粒子沈降速度はできるだけ遅
くすべきであり、スラリーは化学的に安定でもあるべき
である。しかも、乾燥時に、スラリーから得られたコー
ティングが後段（例えば焼成前の仕上げ処理や取り扱い
など）で十分な強度を有しているべきである。
【００１８】スラリーの液体ビヒクルに関しても幾つか
の望ましい特性がある。液体ビヒクルは液体抽出及び乾
燥のため普通比較的低い蒸気圧をもつべきである。液体
ビヒクルにおける成分は固体粒子と適合性でもあるべき
であり、スラリー中の各種添加剤（例えば解膠剤及び沈
降防止剤など）を溶解及び／又は分散することのできる
ものであるべきである。さらに、液体ビヒクルは、いう
までもなく、有効であると同時にできるだけ安価に入手
できて環境に安全な成分を主体とすべきである。
の望ましい特性がある。液体ビヒクルは液体抽出及び乾
燥のため普通比較的低い蒸気圧をもつべきである。液体
ビヒクルにおける成分は固体粒子と適合性でもあるべき
であり、スラリー中の各種添加剤（例えば解膠剤及び沈
降防止剤など）を溶解及び／又は分散することのできる
ものであるべきである。さらに、液体ビヒクルは、いう
までもなく、有効であると同時にできるだけ安価に入手
できて環境に安全な成分を主体とすべきである。
【００１９】本発明で用いるジルコニア球体は例えばＭ
ＥＴＣＯ社などから商品として入手できる。本明細書で
用いる「ジルコニア」という用語は少量の他の物質との
ブレンドをも包含した意味で用いられる。好ましい実施
形態では、ジルコニアは、酸化イットリウム、酸化カル
シウム、酸化マグネシウム、酸化セリウム、酸化スカン
ジウム又はこれらの任意の混合物のような物質とブレン
ドすることで化学的に安定化される。一つの具体例で
は、ジルコニアは約１重量％〜約２０重量％（ジルコニ
アと酸化イットリウムの合計重量を基準）の酸化イット
リウムとブレンドすることができ、好ましくは約３重量
％〜１０重量％の酸化イットリウムとブレンドできる。
ＥＴＣＯ社などから商品として入手できる。本明細書で
用いる「ジルコニア」という用語は少量の他の物質との
ブレンドをも包含した意味で用いられる。好ましい実施
形態では、ジルコニアは、酸化イットリウム、酸化カル
シウム、酸化マグネシウム、酸化セリウム、酸化スカン
ジウム又はこれらの任意の混合物のような物質とブレン
ドすることで化学的に安定化される。一つの具体例で
は、ジルコニアは約１重量％〜約２０重量％（ジルコニ
アと酸化イットリウムの合計重量を基準）の酸化イット
リウムとブレンドすることができ、好ましくは約３重量
％〜１０重量％の酸化イットリウムとブレンドできる。
【００２０】球体の形成方法も当技術分野において公知
であり、例えば米国特許第４４５０１８４号（文献の援
用によって本明細書に取り込まれる）に記載されてい
る。普通、実質的にすべての球体が約５ミクロンから約
４００ミクロンまでの大きさをもつ。好ましい実施形態
では、粒度は約５ミクロンから約１５０ミクロンまでの
範囲である。本明細書におけるジルコニウム球体の量に
関する測定は、使用される中空球体の割合を用いるだけ
でなく、約２ｇ／ｃｃ〜約５ｇ／ｃｃの推定球体密度に
基づいている。（中空球体の外殻の厚さは普通約５〜１
０ミクロンである）。
であり、例えば米国特許第４４５０１８４号（文献の援
用によって本明細書に取り込まれる）に記載されてい
る。普通、実質的にすべての球体が約５ミクロンから約
４００ミクロンまでの大きさをもつ。好ましい実施形態
では、粒度は約５ミクロンから約１５０ミクロンまでの
範囲である。本明細書におけるジルコニウム球体の量に
関する測定は、使用される中空球体の割合を用いるだけ
でなく、約２ｇ／ｃｃ〜約５ｇ／ｃｃの推定球体密度に
基づいている。（中空球体の外殻の厚さは普通約５〜１
０ミクロンである）。
【００２１】中空ジルコニア球体と実質的に中実のジル
コニア球体との混合物は本発明の多数の実施例で好適な
結果をもたらす。ただし、中空球体の割合が高いほど熱
伝導率が低くなるので、好ましい実施形態ではジルコニ
ア球体の約２０％以上が中空である。さらに好ましい実
施形態では、ジルコニア球体の約５０％以上が中空であ
り、最も好ましい実施形態の幾つかではジルコニア球体
の約７０％以上が中空である。中空球体は、例えば大き
さ及び密度差に基づいて、球体の混合物を含む原材料か
ら容易に分離することができる。好ましい実施形態で
は、ジルコニア球体はスラリーコーティング中に、該コ
ーティングの全体積を基準にして約２０体積％〜約７０
体積％の割合で存在する。最も好ましい実施形態では、
その範囲は約５０体積％〜約６５体積％である。
コニア球体との混合物は本発明の多数の実施例で好適な
結果をもたらす。ただし、中空球体の割合が高いほど熱
伝導率が低くなるので、好ましい実施形態ではジルコニ
ア球体の約２０％以上が中空である。さらに好ましい実
施形態では、ジルコニア球体の約５０％以上が中空であ
り、最も好ましい実施形態の幾つかではジルコニア球体
の約７０％以上が中空である。中空球体は、例えば大き
さ及び密度差に基づいて、球体の混合物を含む原材料か
ら容易に分離することができる。好ましい実施形態で
は、ジルコニア球体はスラリーコーティング中に、該コ
ーティングの全体積を基準にして約２０体積％〜約７０
体積％の割合で存在する。最も好ましい実施形態では、
その範囲は約５０体積％〜約６５体積％である。
【００２２】前述の通り、ジルコニア球体は多孔質酸化
物マトリックス中に含まれる。酸化物マトリックスは、
スラリーが所望基材に容易に塗布できるようになるもの
で、しかもいうまでもなく他のスラリー成分と適合性の
ものであるべきである。さらに、該マトリックスは、硬
化、焼成及びその他の加工処理作業中に、ジルコニア球
体を適所に保持（例えばある種の糊として）することの
できるものであるべきである。マトリックスは本発明の
大半の用途で少なくとも約８５０℃の融点を有するべき
である。好ましくは、コーティングが例えばタービンエ
ンジン部材に施工されるＴＢＣの一部として一段と過酷
な環境下で使用される場合、マトリックスの融点は約１
１００℃以上であるべきである。
物マトリックス中に含まれる。酸化物マトリックスは、
スラリーが所望基材に容易に塗布できるようになるもの
で、しかもいうまでもなく他のスラリー成分と適合性の
ものであるべきである。さらに、該マトリックスは、硬
化、焼成及びその他の加工処理作業中に、ジルコニア球
体を適所に保持（例えばある種の糊として）することの
できるものであるべきである。マトリックスは本発明の
大半の用途で少なくとも約８５０℃の融点を有するべき
である。好ましくは、コーティングが例えばタービンエ
ンジン部材に施工されるＴＢＣの一部として一段と過酷
な環境下で使用される場合、マトリックスの融点は約１
１００℃以上であるべきである。
【００２３】酸化物マトリックスの熱膨張係数は約２×
１０-6ｉｎ／ｉｎ℃を上回るべきであり、好ましくは約
４×１０-6ｉｎ／ｉｎ℃を超える。ただし、これらの値
は常に臨界的意義をもつというわけではない。後でさら
に詳しく述べる通り、球体を形成するジルコニア酸化物
材料の熱膨張係数並びに硬化ＴＢＣ自体のミクロ構造
（例えばその多孔性）がマトリックスの低い熱膨張係数
を埋め合わせることも多々ある。一般則として、酸化物
マトリックス（並びにスラリー中の他の成分）の選択
は、金属系基材を形成する材料の熱膨張係数にできるだ
け近い熱膨張係数を硬化・焼成皮膜がもつという要望に
よってある程度支配される。約１２〜１６×１０-6ｉｎ
／ｉｎ℃の熱膨張係数をもつ超合金基材を例にとると、
硬化及び焼成した皮膜の係数は好ましくは上記係数の５
０％以上であり、マトリックスの選択はこの指針に留意
して行うべきである。
１０-6ｉｎ／ｉｎ℃を上回るべきであり、好ましくは約
４×１０-6ｉｎ／ｉｎ℃を超える。ただし、これらの値
は常に臨界的意義をもつというわけではない。後でさら
に詳しく述べる通り、球体を形成するジルコニア酸化物
材料の熱膨張係数並びに硬化ＴＢＣ自体のミクロ構造
（例えばその多孔性）がマトリックスの低い熱膨張係数
を埋め合わせることも多々ある。一般則として、酸化物
マトリックス（並びにスラリー中の他の成分）の選択
は、金属系基材を形成する材料の熱膨張係数にできるだ
け近い熱膨張係数を硬化・焼成皮膜がもつという要望に
よってある程度支配される。約１２〜１６×１０-6ｉｎ
／ｉｎ℃の熱膨張係数をもつ超合金基材を例にとると、
硬化及び焼成した皮膜の係数は好ましくは上記係数の５
０％以上であり、マトリックスの選択はこの指針に留意
して行うべきである。
【００２４】酸化物マトリックスの全体又は少なくとも
一部を構成する酸化物は普通、酸化アルミニウム（アル
ミナ）、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化バリ
ウム、二酸化ケイ素（シリカ）、二酸化チタン、二酸化
ジルコニウム、酸化イットリウム及びこれらの材料の任
意の混合物からなる群から選択される。この群の中で好
ましい酸化物はアルミナ、酸化カルシウム及び酸化マグ
ネシウムである。特に好ましい実施形態では、酸化物は
普通アルミナとシリカの組合せを主体とする。これらの
物質はすべて商品として入手できる。
一部を構成する酸化物は普通、酸化アルミニウム（アル
ミナ）、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化バリ
ウム、二酸化ケイ素（シリカ）、二酸化チタン、二酸化
ジルコニウム、酸化イットリウム及びこれらの材料の任
意の混合物からなる群から選択される。この群の中で好
ましい酸化物はアルミナ、酸化カルシウム及び酸化マグ
ネシウムである。特に好ましい実施形態では、酸化物は
普通アルミナとシリカの組合せを主体とする。これらの
物質はすべて商品として入手できる。
【００２５】シリカは様々な原料から得ることができ
る。幾つかの実施形態では、遊離シリカが使用できる。
しかし、得られるスラリー組成物について適当なレオロ
ジー（例えばスリップキャスティングその他各種の塗布
技術に適した粘度）を確保するために、遊離シリカと併
せてバインダー型の材料を使用しなければならないこと
もある。シリカの用いられる好ましい実施形態では、該
シリカはシロキサン材料から誘導される。好適なシリカ
源の非限定的な例は、各種末端官能基（例えばヒドロキ
シ、アミン、ビニル、アルコキシ、ハロゲンなど）をも
つポリアルキルシロキサン類、並びに各種のシリコーン
エマルジョンである。炭化収率の比較的高いシリコーン
樹脂が特に適しており、例えば、燃焼時のシリカ収率が
約６５％以上、好ましくは約８０％以上のものである。
市販されている好適なシリコーン樹脂の一例はゼネラル
エレクトリック社(General Electric Company)から入手
可能なＳＲ−３５０である。この材料はケイ素−酸素骨
格をもつドライシリコーンバインダーである。約９００
℃に加熱したときその重量の約８０％が残存する。概し
て、シリコーン樹脂はセラミックスラリー組成物中で無
機結合剤としても機能する。
る。幾つかの実施形態では、遊離シリカが使用できる。
しかし、得られるスラリー組成物について適当なレオロ
ジー（例えばスリップキャスティングその他各種の塗布
技術に適した粘度）を確保するために、遊離シリカと併
せてバインダー型の材料を使用しなければならないこと
もある。シリカの用いられる好ましい実施形態では、該
シリカはシロキサン材料から誘導される。好適なシリカ
源の非限定的な例は、各種末端官能基（例えばヒドロキ
シ、アミン、ビニル、アルコキシ、ハロゲンなど）をも
つポリアルキルシロキサン類、並びに各種のシリコーン
エマルジョンである。炭化収率の比較的高いシリコーン
樹脂が特に適しており、例えば、燃焼時のシリカ収率が
約６５％以上、好ましくは約８０％以上のものである。
市販されている好適なシリコーン樹脂の一例はゼネラル
エレクトリック社(General Electric Company)から入手
可能なＳＲ−３５０である。この材料はケイ素−酸素骨
格をもつドライシリコーンバインダーである。約９００
℃に加熱したときその重量の約８０％が残存する。概し
て、シリコーン樹脂はセラミックスラリー組成物中で無
機結合剤としても機能する。
【００２６】酸化物マトリックスがシリカとアルミナの
ような別の酸化物との組合せを含んでなる場合、シリカ
とアルミナのモル比は普通約３０：７０〜約４５：５５
の範囲内であり、好ましくは約３５：６５〜約４０：６
０の範囲内である。実施に際して、具体的な比率は、Ｔ
ＢＣの熱膨張、熱伝導率及び熱安定性（例えば融点）に
についての要件など、様々な因子にしたがって選択され
る。本発明の大半の実施形態では、上記比率はムライト
３Ａｌ2Ｏ3・２ＳｉＯ2 の化学量論比にできるだけ近づ
ける。
ような別の酸化物との組合せを含んでなる場合、シリカ
とアルミナのモル比は普通約３０：７０〜約４５：５５
の範囲内であり、好ましくは約３５：６５〜約４０：６
０の範囲内である。実施に際して、具体的な比率は、Ｔ
ＢＣの熱膨張、熱伝導率及び熱安定性（例えば融点）に
についての要件など、様々な因子にしたがって選択され
る。本発明の大半の実施形態では、上記比率はムライト
３Ａｌ2Ｏ3・２ＳｉＯ2 の化学量論比にできるだけ近づ
ける。
【００２７】スラリー組成物のマトリックス部分は、一
種の「糊」として作用し、ジルコニア球体を封じ込めて
束縛する上で重要な機能を果たす。ただし、マトリック
スは該組成物における連続相であり、そのため焼成皮膜
の全体としての熱伝導率を不本意にも上昇させてしまう
傾向をもつことがある。そのため、マトリックスは通
常、焼成コーティングについて所望の凝集力が維持でき
る限り、スラリー組成物のできるだけ少量成分を構成す
べきである。一般に、マトリックスはコーティング総体
積の約５０体積％を超えるべきではない。好ましい実施
形態では、マトリックスは約３０体積％以上を占めるべ
きではない。特に好ましい実施形態では、マトリックス
は約５体積％を上回るべきではない。
種の「糊」として作用し、ジルコニア球体を封じ込めて
束縛する上で重要な機能を果たす。ただし、マトリック
スは該組成物における連続相であり、そのため焼成皮膜
の全体としての熱伝導率を不本意にも上昇させてしまう
傾向をもつことがある。そのため、マトリックスは通
常、焼成コーティングについて所望の凝集力が維持でき
る限り、スラリー組成物のできるだけ少量成分を構成す
べきである。一般に、マトリックスはコーティング総体
積の約５０体積％を超えるべきではない。好ましい実施
形態では、マトリックスは約３０体積％以上を占めるべ
きではない。特に好ましい実施形態では、マトリックス
は約５体積％を上回るべきではない。
【００２８】好ましい実施形態において、マトリックス
がアルミノケイ酸塩（「ケイ酸アルミニウム」とも呼ば
れる）であるのは明らかであろう。かかる物質は天然に
も存在しているし、様々な技術で得ることもできる。例
えば、アルミノケイ酸塩の一形態はムライトとして知ら
れており、カイアナイトやシリマナイトのような他のケ
イ酸アルミニウムを加熱することによって得ることがで
きる。その他の形態は、例えばフッ化アルミニウム、シ
リカ及び水蒸気を高温で加熱することなどによって人工
的に得ることができる。ただし、本発明の目的からする
と、アルミノケイ酸塩は後述の通りスラリーの全調製過
程の一部として形成される。
がアルミノケイ酸塩（「ケイ酸アルミニウム」とも呼ば
れる）であるのは明らかであろう。かかる物質は天然に
も存在しているし、様々な技術で得ることもできる。例
えば、アルミノケイ酸塩の一形態はムライトとして知ら
れており、カイアナイトやシリマナイトのような他のケ
イ酸アルミニウムを加熱することによって得ることがで
きる。その他の形態は、例えばフッ化アルミニウム、シ
リカ及び水蒸気を高温で加熱することなどによって人工
的に得ることができる。ただし、本発明の目的からする
と、アルミノケイ酸塩は後述の通りスラリーの全調製過
程の一部として形成される。
【００２９】別法として、アルミノケイ酸塩その他の酸
化物系マトリックスはゾル−ゲル法で調製することもで
きる。かかる方法は当技術分野において公知であり、例
えばＫｉｒｋ−Ｏｔｈｍｅｒ Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉ
ａ ｏｆ ＣｈｅｍｉｃａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，第
４版第５巻（及び同巻における引用文献）、並びにＵｌ
ｌｍａｎｎ’ｓ Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ ｏｆ Ｉ
ｎｄｕｓｔｒｉａｌＣｈｅｍｉｓｔｒｙ第５版第Ａ１４
巻，ＶＣＨ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒ発行（１９８９）に記
載されている。一般的なプロセスでは、金属のアセチル
アセトナトやアルコキシドのような有機物前駆体、例え
ばアルミニウム、ケイ素、ホウ素又はチタンのアルコキ
シドがよく利用される。ゾル−ゲル法の一具体例では、
セラミックポリマー前駆体を室温の溶液中で形成し、キ
ャスティング、塗膜形成又はファイバードローイングに
より成形し、次いで加熱により圧密化して所望マトリッ
クス材料を生じさせる。
化物系マトリックスはゾル−ゲル法で調製することもで
きる。かかる方法は当技術分野において公知であり、例
えばＫｉｒｋ−Ｏｔｈｍｅｒ Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉ
ａ ｏｆ ＣｈｅｍｉｃａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，第
４版第５巻（及び同巻における引用文献）、並びにＵｌ
ｌｍａｎｎ’ｓ Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ ｏｆ Ｉ
ｎｄｕｓｔｒｉａｌＣｈｅｍｉｓｔｒｙ第５版第Ａ１４
巻，ＶＣＨ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒ発行（１９８９）に記
載されている。一般的なプロセスでは、金属のアセチル
アセトナトやアルコキシドのような有機物前駆体、例え
ばアルミニウム、ケイ素、ホウ素又はチタンのアルコキ
シドがよく利用される。ゾル−ゲル法の一具体例では、
セラミックポリマー前駆体を室温の溶液中で形成し、キ
ャスティング、塗膜形成又はファイバードローイングに
より成形し、次いで加熱により圧密化して所望マトリッ
クス材料を生じさせる。
【００３０】アルミノケイ酸塩マトリックスは普通約４
×１０-6ｉｎ／ｉｎ℃〜約６×１０ -6ｉｎ／ｉｎ℃の熱
膨張係数を有する。かかる値はイットリア安定化ジルコ
ニア系の膜の熱膨張係数に比べると相対的に低く、後者
は約１０×１０-6ｉｎ／ｉｎ℃の熱膨張係数を呈する。
しかし、マトリックスを前述の通り球体の形態のジルコ
ニア（その３０％以上は中空）と共に使用すると、得ら
れるマトリックスは典型的な高性能合金（超合金など）
の膨張特性によく一致した膨張係数を全体として有す
る。
×１０-6ｉｎ／ｉｎ℃〜約６×１０ -6ｉｎ／ｉｎ℃の熱
膨張係数を有する。かかる値はイットリア安定化ジルコ
ニア系の膜の熱膨張係数に比べると相対的に低く、後者
は約１０×１０-6ｉｎ／ｉｎ℃の熱膨張係数を呈する。
しかし、マトリックスを前述の通り球体の形態のジルコ
ニア（その３０％以上は中空）と共に使用すると、得ら
れるマトリックスは典型的な高性能合金（超合金など）
の膨張特性によく一致した膨張係数を全体として有す
る。
【００３１】スラリー組成物は液体キャリアも含んでい
る。本発明では種々のキャリアを使用し得る。非限定的
な例には、水、エタノールのような低級アルコール（す
なわち、主鎖の炭素数が１〜４のもの）、テトラクロロ
メタンのようなハロゲン化炭化水素溶剤、及びそれらの
相溶性混合物が挙げられる。使用するキャリアの選択は
様々な因子（その幾つかについては既に述べた）、例え
ば、後段での加工処理で必要とされる蒸発速度、基材へ
のスラリーコーティングの密着性に対するキャリアの影
響、キャリア中での添加剤その他の成分の溶解度、キャ
リア中での粉体の「分散性」、キャリアが基材を濡らし
てスラリー組成物のレオロジーを変える能力、並びに取
扱い性、価格、入手性、環境／安全性などに依存する。
これらの因子を勘案して最適キャリアを選択することは
当業者がなし得る事項である。
る。本発明では種々のキャリアを使用し得る。非限定的
な例には、水、エタノールのような低級アルコール（す
なわち、主鎖の炭素数が１〜４のもの）、テトラクロロ
メタンのようなハロゲン化炭化水素溶剤、及びそれらの
相溶性混合物が挙げられる。使用するキャリアの選択は
様々な因子（その幾つかについては既に述べた）、例え
ば、後段での加工処理で必要とされる蒸発速度、基材へ
のスラリーコーティングの密着性に対するキャリアの影
響、キャリア中での添加剤その他の成分の溶解度、キャ
リア中での粉体の「分散性」、キャリアが基材を濡らし
てスラリー組成物のレオロジーを変える能力、並びに取
扱い性、価格、入手性、環境／安全性などに依存する。
これらの因子を勘案して最適キャリアを選択することは
当業者がなし得る事項である。
【００３２】スラリーの「流動性」及びその基材への付
着性を高めるのに有用であることから、環境上の問題が
適切に解決できるときはテトラクロロメタンのような塩
素化溶剤が好ましいことが多い。別の事例では、水又は
エタノールやイソプロパノールのようなアルコールが好
ましいキャリアである。液体キャリアの使用量は普通は
スラリーの固体成分を懸濁状態に保つのに足る最低量で
ある。スラリー組成物を基材に塗布するのに用いる技術
によっては、スラリー組成物の粘度を調節するためにこ
のレベルを超える量を用いてもよい。一般に、液体キャ
リアは全スラリー組成物の約３０重量％〜約７０重量％
をなす。コーティングの塗布前にスラリー粘度を調節す
るために追加量の液体キャリアを使用してもよい。
着性を高めるのに有用であることから、環境上の問題が
適切に解決できるときはテトラクロロメタンのような塩
素化溶剤が好ましいことが多い。別の事例では、水又は
エタノールやイソプロパノールのようなアルコールが好
ましいキャリアである。液体キャリアの使用量は普通は
スラリーの固体成分を懸濁状態に保つのに足る最低量で
ある。スラリー組成物を基材に塗布するのに用いる技術
によっては、スラリー組成物の粘度を調節するためにこ
のレベルを超える量を用いてもよい。一般に、液体キャ
リアは全スラリー組成物の約３０重量％〜約７０重量％
をなす。コーティングの塗布前にスラリー粘度を調節す
るために追加量の液体キャリアを使用してもよい。
【００３３】スラリーコーティング組成物にはその他様
々な成分を使用し得る。そのほとんどは化学処理及びセ
ラミックス処理の分野で周知である。単なる例示とし
て、多くはＫｉｒｋ−Ｏｔｈｍｅｒ Ｅｎｃｙｃｌｏｐ
ｅｄｉａ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏ
ｇｙ，第４版第５巻６１０〜６１３頁に記載されてい
る。例えば、硬化前に、組成物の粘度を高め、流動性で
はあっても基材に密着するようになる十分な「濃さ(bod
y)」を与えるために増粘剤が使用されることもある。そ
の他の添加剤としては、分散剤（スラリー中のフロック
を破壊する）、解膠剤、沈降防止剤、バインダー、可塑
剤、エモリエント(emollient) 及び滑剤がある（「エモ
リエント」という用語と「滑剤」という用語は、常にと
いうわけではないが、互換的に用いられる場合もあ
る。）。これらの添加剤の各々は特定の目的のため（例
えば、基材に皮膜を形成するための個々の技術に応じて
スラリー組成物のレオロジーを変化させるため）に使用
し得る。エモリエントの具体例は各種グリコールエーテ
ル、例えばポリアルキレングリコールモノブチルエーテ
ルなどである。かかる物質はスラリーコーティングに比
較的滑らかな表面を与えるのに役立つ。各添加剤の最も
有効な濃度を決定することは当業者がなし得る事項であ
る。一般に、滑剤、増粘剤又はエモリエントは各々、ス
ラリー組成物全体の重量を基準にして、約０．０１重量
％〜約１０重量％、より好ましくは約０．１重量％〜約
２．０重量％の範囲で用いられる。
々な成分を使用し得る。そのほとんどは化学処理及びセ
ラミックス処理の分野で周知である。単なる例示とし
て、多くはＫｉｒｋ−Ｏｔｈｍｅｒ Ｅｎｃｙｃｌｏｐ
ｅｄｉａ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏ
ｇｙ，第４版第５巻６１０〜６１３頁に記載されてい
る。例えば、硬化前に、組成物の粘度を高め、流動性で
はあっても基材に密着するようになる十分な「濃さ(bod
y)」を与えるために増粘剤が使用されることもある。そ
の他の添加剤としては、分散剤（スラリー中のフロック
を破壊する）、解膠剤、沈降防止剤、バインダー、可塑
剤、エモリエント(emollient) 及び滑剤がある（「エモ
リエント」という用語と「滑剤」という用語は、常にと
いうわけではないが、互換的に用いられる場合もあ
る。）。これらの添加剤の各々は特定の目的のため（例
えば、基材に皮膜を形成するための個々の技術に応じて
スラリー組成物のレオロジーを変化させるため）に使用
し得る。エモリエントの具体例は各種グリコールエーテ
ル、例えばポリアルキレングリコールモノブチルエーテ
ルなどである。かかる物質はスラリーコーティングに比
較的滑らかな表面を与えるのに役立つ。各添加剤の最も
有効な濃度を決定することは当業者がなし得る事項であ
る。一般に、滑剤、増粘剤又はエモリエントは各々、ス
ラリー組成物全体の重量を基準にして、約０．０１重量
％〜約１０重量％、より好ましくは約０．１重量％〜約
２．０重量％の範囲で用いられる。
【００３４】その他の添加剤も使用し得る。例えば、ス
ラリーにおける分散性を改善するために各種界面活性剤
及び消泡剤が（通常は少量で）使用し得る。これらは通
常少量（例えばスラリー組成物全体の重量を基準にして
約５重量％未満）で有効である。消泡剤の具体例は、フ
ルオロカーボン類、ジメチルシリコーン類及びステアレ
ート類である。消泡剤の具体例の一つは、塩化第四アン
モニウムをベースとした製品であるＥｍｃｏｌ−ＣＣ−
４２である。ここでも、最も適当な添加剤及びその最も
有効な濃度を決定することは当業者がなし得る事項であ
る。
ラリーにおける分散性を改善するために各種界面活性剤
及び消泡剤が（通常は少量で）使用し得る。これらは通
常少量（例えばスラリー組成物全体の重量を基準にして
約５重量％未満）で有効である。消泡剤の具体例は、フ
ルオロカーボン類、ジメチルシリコーン類及びステアレ
ート類である。消泡剤の具体例の一つは、塩化第四アン
モニウムをベースとした製品であるＥｍｃｏｌ−ＣＣ−
４２である。ここでも、最も適当な添加剤及びその最も
有効な濃度を決定することは当業者がなし得る事項であ
る。
【００３５】幾つかの技術が本発明のスラリー組成物を
製造するのに有効である。ただし、若干の優先順位があ
る。例えば、酸化物マトリックスがシリカとアルミナを
主体とする場合には、最初にシリカ源を液体キャリアの
一部と混合しておくのが望ましいことが多い。その比率
は通常、シリカ源から得られるシリカに換算して、シリ
カ１ｇ当たり液体キャリア約０．２５ｇ〜約１ｇであ
る。このプレミックスにはグリコール系物質のようなエ
モリエントもよく加えられ、その量は総重量１ｇのプレ
ミックスにつき約０．０１ｇ〜約０．１ｇである。この
技術はシリカ源がシリコーン樹脂であるときに特に有効
である。シリコーン樹脂は（任意成分としてのエモリエ
ントと共に）溶解度が低く、しかもセラミック粉体添加
前に完全に溶解できるからである。
製造するのに有効である。ただし、若干の優先順位があ
る。例えば、酸化物マトリックスがシリカとアルミナを
主体とする場合には、最初にシリカ源を液体キャリアの
一部と混合しておくのが望ましいことが多い。その比率
は通常、シリカ源から得られるシリカに換算して、シリ
カ１ｇ当たり液体キャリア約０．２５ｇ〜約１ｇであ
る。このプレミックスにはグリコール系物質のようなエ
モリエントもよく加えられ、その量は総重量１ｇのプレ
ミックスにつき約０．０１ｇ〜約０．１ｇである。この
技術はシリカ源がシリコーン樹脂であるときに特に有効
である。シリコーン樹脂は（任意成分としてのエモリエ
ントと共に）溶解度が低く、しかもセラミック粉体添加
前に完全に溶解できるからである。
【００３６】上記プレミックスを次に各成分が均質に分
布するようになるまで慣用技術（例えば塗料ミキサー、
ボールミル、超音波振盪など）により混合する。混合中
の中空ジルコニア球の破壊が減るので、超音波振盪が好
ましいことが多い。混合を促進するためにミリング材(m
illing material)が用いられることもある。その具体例
は炭化タングステン、ナイロン、アルミナ又はジルコニ
アのビーズである。比較的高密度であることからジルコ
ニアビーズが好ましいことが多い。混合時間は約０．１
ｋｇ〜約０．５ｋｇの重量のプレミックスで通常約１０
分〜約３０分である。
布するようになるまで慣用技術（例えば塗料ミキサー、
ボールミル、超音波振盪など）により混合する。混合中
の中空ジルコニア球の破壊が減るので、超音波振盪が好
ましいことが多い。混合を促進するためにミリング材(m
illing material)が用いられることもある。その具体例
は炭化タングステン、ナイロン、アルミナ又はジルコニ
アのビーズである。比較的高密度であることからジルコ
ニアビーズが好ましいことが多い。混合時間は約０．１
ｋｇ〜約０．５ｋｇの重量のプレミックスで通常約１０
分〜約３０分である。
【００３７】次いで酸化物マトリックス材料及びジルコ
ニア球の一部をプレミックスに加える。通例、ジルコニ
ア球の総使用量の約１／８〜２／３をこの二次混合物
（本明細書中では「スラリーＡ」と呼ぶこともある）に
加える。この量は、球体が混合物中に取り込まれるまで
にかかる時間など種々の因子に応じて、調整することが
できる。その後、二次混合物を、約０．１ｋｇ〜約１．
０ｋｇの総重量を基準にして、約２０分〜約６０分間混
合する。この段階でもミリング材が用いられることもあ
る。
ニア球の一部をプレミックスに加える。通例、ジルコニ
ア球の総使用量の約１／８〜２／３をこの二次混合物
（本明細書中では「スラリーＡ」と呼ぶこともある）に
加える。この量は、球体が混合物中に取り込まれるまで
にかかる時間など種々の因子に応じて、調整することが
できる。その後、二次混合物を、約０．１ｋｇ〜約１．
０ｋｇの総重量を基準にして、約２０分〜約６０分間混
合する。この段階でもミリング材が用いられることもあ
る。
【００３８】この二次混合物（「スラリーＡ」）を次い
で、使用すべき添加剤が他にあればそれらと共に、残り
のジルコニア球体及び残りの液体キャリアと混合する。
得られる混合物（本明細書中では「スラリーＢ」と呼ぶ
こともある）は、約０．１ｋｇ〜約１ｋｇの総重量を基
準にして、約１０〜約６０分間ブレンディングされる。
ここでもミリング材が用いられることもある。
で、使用すべき添加剤が他にあればそれらと共に、残り
のジルコニア球体及び残りの液体キャリアと混合する。
得られる混合物（本明細書中では「スラリーＢ」と呼ぶ
こともある）は、約０．１ｋｇ〜約１ｋｇの総重量を基
準にして、約１０〜約６０分間ブレンディングされる。
ここでもミリング材が用いられることもある。
【００３９】本発明の幾つかの好ましい実施形態では、
コーティング組成物は２つの部分からなることを理解さ
れたい。第一の部分はスラリーＡであり、ある分量の液
体キャリア、シリカ源、及びスラリーＡの総重量を基準
にして約０重量％〜約４０重量％のジルコニア球体を含
んでなる。第二の部分はスラリーＢであり、スラリーＡ
を、残る分量の液体キャリア及び追加分量のジルコニア
球体と共に含んでなる。スラリー組成物全体におけるジ
ルコニア球体の合計量は前述の通りである。後述の単一
永久皮膜を徐々に形成するためスラリーＡ及びスラリー
Ｂを何度かに分けて基材に塗布することもできる。
コーティング組成物は２つの部分からなることを理解さ
れたい。第一の部分はスラリーＡであり、ある分量の液
体キャリア、シリカ源、及びスラリーＡの総重量を基準
にして約０重量％〜約４０重量％のジルコニア球体を含
んでなる。第二の部分はスラリーＢであり、スラリーＡ
を、残る分量の液体キャリア及び追加分量のジルコニア
球体と共に含んでなる。スラリー組成物全体におけるジ
ルコニア球体の合計量は前述の通りである。後述の単一
永久皮膜を徐々に形成するためスラリーＡ及びスラリー
Ｂを何度かに分けて基材に塗布することもできる。
【００４０】基材はどんな金属材料又は合金でもよい
が、大概は耐熱合金である。かかる材料の多くは「超合
金」と呼ばれ、通例約１０００〜１１００℃までの作動
温度を有する。それらについては様々な文献、例えば米
国特許第５３９９３１３号及び同第４１１６７２３号
（文献の援用によって本明細書に取り込まれる）などに
記載されている。高温合金はＫｉｒｋ−Ｏｔｈｍｅｒ
Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｔ
ｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，第３版第１２巻４１７〜４７９頁
（１９８０）及び同第１５巻７８７〜８００頁（１９８
１）でも概説されている。例示的なニッケル基合金に
は、インコネル (Inconel)、ナイモニック (Nimonic)、
ルネ(Rene)（ルネ８０、ルネ９５など）及びウディメッ
ト(Udimet)という商品名が付けられているものがある。
このタイプの基材は多種多様であるが、タービン動翼の
エーロフォイルなどジェットエンジン部材の形であるこ
とが多い。別の具体例として、基材はディーゼルエンジ
ンのピストンヘッドでもよいし、その他耐熱性バリヤー
皮膜を要する面であればよい。
が、大概は耐熱合金である。かかる材料の多くは「超合
金」と呼ばれ、通例約１０００〜１１００℃までの作動
温度を有する。それらについては様々な文献、例えば米
国特許第５３９９３１３号及び同第４１１６７２３号
（文献の援用によって本明細書に取り込まれる）などに
記載されている。高温合金はＫｉｒｋ−Ｏｔｈｍｅｒ
Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｔ
ｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，第３版第１２巻４１７〜４７９頁
（１９８０）及び同第１５巻７８７〜８００頁（１９８
１）でも概説されている。例示的なニッケル基合金に
は、インコネル (Inconel)、ナイモニック (Nimonic)、
ルネ(Rene)（ルネ８０、ルネ９５など）及びウディメッ
ト(Udimet)という商品名が付けられているものがある。
このタイプの基材は多種多様であるが、タービン動翼の
エーロフォイルなどジェットエンジン部材の形であるこ
とが多い。別の具体例として、基材はディーゼルエンジ
ンのピストンヘッドでもよいし、その他耐熱性バリヤー
皮膜を要する面であればよい。
【００４１】米国特許第５４１９９７１号（文献の援用
によって本明細書に取り込まれる）に記載されている通
り、基材と遮熱コーティングとの密着性を高めるため
に、先ずボンディングコート層が基材に塗布されること
が多い。ボンディングコートは通常約０．００３インチ
〜約０．００８インチの厚さを有し、この目的に適うと
判断された利用可能な材料であればどんなもので作って
もよい。かかる材料にはアルミニド、ＭＣｒＡｌＹ膜
（ここで「Ｍ」はＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏ又はＮｉ＋Ｃｏなど
各種金属又は金属の組合せである）、その他基材とＴＢ
Ｃの双方に適合性の組成を有するニッケル基合金などが
ある。ボンディングコートの具体例は米国特許第５０４
３１３８号（文献の援用によって本明細書に取り込まれ
る）に記載されている。ボンディングコートは慣用技術
で施工することができる。例えば、各種のスラリー法、
ＰＶＤ、プラズマ溶射（例えば空気プラズマ溶射法）、
ＣＶＤ、又はプラズマ溶射法とＣＶＤ法の組合せなどで
ある。本明細書において、「基材上での皮膜形成」は中
間ボンド層が存在する場合も包含するものと解釈すべき
である。ボンディングコートの施工に先立って、溶剤で
の超音波清浄などの慣用技術で基材を清浄化しておくと
普通有用である。
によって本明細書に取り込まれる）に記載されている通
り、基材と遮熱コーティングとの密着性を高めるため
に、先ずボンディングコート層が基材に塗布されること
が多い。ボンディングコートは通常約０．００３インチ
〜約０．００８インチの厚さを有し、この目的に適うと
判断された利用可能な材料であればどんなもので作って
もよい。かかる材料にはアルミニド、ＭＣｒＡｌＹ膜
（ここで「Ｍ」はＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏ又はＮｉ＋Ｃｏなど
各種金属又は金属の組合せである）、その他基材とＴＢ
Ｃの双方に適合性の組成を有するニッケル基合金などが
ある。ボンディングコートの具体例は米国特許第５０４
３１３８号（文献の援用によって本明細書に取り込まれ
る）に記載されている。ボンディングコートは慣用技術
で施工することができる。例えば、各種のスラリー法、
ＰＶＤ、プラズマ溶射（例えば空気プラズマ溶射法）、
ＣＶＤ、又はプラズマ溶射法とＣＶＤ法の組合せなどで
ある。本明細書において、「基材上での皮膜形成」は中
間ボンド層が存在する場合も包含するものと解釈すべき
である。ボンディングコートの施工に先立って、溶剤で
の超音波清浄などの慣用技術で基材を清浄化しておくと
普通有用である。
【００４２】ボンディングコートは本発明で常に必要と
されるわけではなく、場合によっては割愛してもよい。
その場合、基材を清浄化し、次いで鉱酸中でのエッチン
グ或いはＡｌ2Ｏ3やＳｉＣのような適当なグリッド材料
でのグリッドブラスティングなどによって粗面化するこ
とができる。様々な最終用途設定において、清浄で粗面
化した基材面に直接ＴＢＣを付着させれば十分である。
されるわけではなく、場合によっては割愛してもよい。
その場合、基材を清浄化し、次いで鉱酸中でのエッチン
グ或いはＡｌ2Ｏ3やＳｉＣのような適当なグリッド材料
でのグリッドブラスティングなどによって粗面化するこ
とができる。様々な最終用途設定において、清浄で粗面
化した基材面に直接ＴＢＣを付着させれば十分である。
【００４３】本発明によるスラリーコーティングは当技
術分野で公知の様々な技術（例えばＫｉｒｋ−Ｏｔｈｍ
ｅｒ Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃ
ａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，第４版第５巻６０６〜６１
９頁参照）によって基材に塗布し得る。それらは基材表
面に例えばスリップキャスティング、はけ塗り、浸漬、
吹付け又はスピン塗布できる。基材は普通スラリーコー
ティングを塗布する前に約２０℃〜約１２０℃の範囲内
の温度に加温しておく。この予備加熱は基材に対するコ
ーティングの均一性及び密着性を高めることがある。そ
れは部分的には、塗布したスラリーが余り「流れ」ない
ためである。
術分野で公知の様々な技術（例えばＫｉｒｋ−Ｏｔｈｍ
ｅｒ Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃ
ａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，第４版第５巻６０６〜６１
９頁参照）によって基材に塗布し得る。それらは基材表
面に例えばスリップキャスティング、はけ塗り、浸漬、
吹付け又はスピン塗布できる。基材は普通スラリーコー
ティングを塗布する前に約２０℃〜約１２０℃の範囲内
の温度に加温しておく。この予備加熱は基材に対するコ
ーティングの均一性及び密着性を高めることがある。そ
れは部分的には、塗布したスラリーが余り「流れ」ない
ためである。
【００４４】吹付塗布がエーロフォイルのような部材に
被覆するための最も簡単な方法であることが多く、吹付
用コーティングの粘度は例えば液体キャリアの使用量を
変えることで大概調節できる。この技術に適した吹付装
置も当技術分野において公知である。その一例はパーシ
ュ６２(Paasche 62)スプレーヤーであり、この装置は約
３５〜４０ｐｓｉで操作され、スプレーガンを基材から
約６〜８インチの距離（スタンドオフディスタンス）に
保ったとき１〜２インチのスプレーファンパターンを形
成する。操作圧のより高い及び／又はスラリー吹付量の
より多いものなど、その他の塗料吹付装置も使用するこ
とができる。
被覆するための最も簡単な方法であることが多く、吹付
用コーティングの粘度は例えば液体キャリアの使用量を
変えることで大概調節できる。この技術に適した吹付装
置も当技術分野において公知である。その一例はパーシ
ュ６２(Paasche 62)スプレーヤーであり、この装置は約
３５〜４０ｐｓｉで操作され、スプレーガンを基材から
約６〜８インチの距離（スタンドオフディスタンス）に
保ったとき１〜２インチのスプレーファンパターンを形
成する。操作圧のより高い及び／又はスラリー吹付量の
より多いものなど、その他の塗料吹付装置も使用するこ
とができる。
【００４５】普通、スラリー組成物は基材に何回も塗布
され（すなわち、何層にも塗布され）、各層の付着後に
熱処理される。これによって各層の適切な中間硬化が可
能になるとともに、大きなマッドクラック (mud crack)
の生成を防ぐのに役立つ。最終皮膜の熱処理も行われ
る。ある実施形態では、各層（最初の層も含む）の組成
は実質的に同一、すなわちジルコニウム球体酸化物マト
リックス材料及びその他の任意成分の量に関して実質的
に同一である。しかし、好ましい実施形態では、最初に
塗布される層（本明細書中では「下地層」と呼ぶことも
ある）は、後から塗布される上層（「トップコーティン
グ」ともいう）よりも、ジルコニア球体の含有量が格段
に少ない。下地コーティングにおける球体の使用量を少
なくする（或いは球体を全く使用しない）ことで、より
均一で密着性が高く、大きなマッドクラックのない最終
皮膜が得られることが判明した。そこで、下地層は普通
前述のスラリーＡと同様の組成物で形成される。
され（すなわち、何層にも塗布され）、各層の付着後に
熱処理される。これによって各層の適切な中間硬化が可
能になるとともに、大きなマッドクラック (mud crack)
の生成を防ぐのに役立つ。最終皮膜の熱処理も行われ
る。ある実施形態では、各層（最初の層も含む）の組成
は実質的に同一、すなわちジルコニウム球体酸化物マト
リックス材料及びその他の任意成分の量に関して実質的
に同一である。しかし、好ましい実施形態では、最初に
塗布される層（本明細書中では「下地層」と呼ぶことも
ある）は、後から塗布される上層（「トップコーティン
グ」ともいう）よりも、ジルコニア球体の含有量が格段
に少ない。下地コーティングにおける球体の使用量を少
なくする（或いは球体を全く使用しない）ことで、より
均一で密着性が高く、大きなマッドクラックのない最終
皮膜が得られることが判明した。そこで、下地層は普通
前述のスラリーＡと同様の組成物で形成される。
【００４６】各「トップコート」（本明細書では下地層
の上に塗布されるすべての層をいう）は普通下地層より
も多量のジルコニア球体を含み、通常は前述のスラリー
Ｂの組成と同様である。各トップコートの組成が互いに
同一である必要はないが、トップコート材料を同一源か
ら得るとプロセスが簡単になる。ただし、各皮膜層に存
在するジルコニア球体の数が次第に増えるように、各ト
ップコートの組成を変化させることも可能である。例え
ば、４〜８層のトップコートで最終皮膜を形成する場
合、球体の最終量が本明細書に規定する指針の範囲内に
収まることを条件として、各トップコートが逐次その前
のトップコートよりも約５％〜約１５％多いジルコニア
球体を含むようにできる。
の上に塗布されるすべての層をいう）は普通下地層より
も多量のジルコニア球体を含み、通常は前述のスラリー
Ｂの組成と同様である。各トップコートの組成が互いに
同一である必要はないが、トップコート材料を同一源か
ら得るとプロセスが簡単になる。ただし、各皮膜層に存
在するジルコニア球体の数が次第に増えるように、各ト
ップコートの組成を変化させることも可能である。例え
ば、４〜８層のトップコートで最終皮膜を形成する場
合、球体の最終量が本明細書に規定する指針の範囲内に
収まることを条件として、各トップコートが逐次その前
のトップコートよりも約５％〜約１５％多いジルコニア
球体を含むようにできる。
【００４７】そこで、基材を被覆するための一つの実施
形態は下記段階： (ａ)多孔質酸化物マトリックス中に含まれるジルコニア
球体を含んでなるスラリー下地組成物の層を塗布する段
階であって、該ジルコニア球体が下地組成物全体の重量
を基準にして約０重量％〜約４０重量％存在する段階、
(ｂ)塗布した下地層を、過度の泡形成を防止しながら下
地組成物中の実質的にすべての揮発性材料を除去するの
に十分な温度／時間計画にしたがって熱処理する段階、
(ｃ)上記下地層の上面に、最終コーティングを形成する
ために、各々多孔質酸化物マトリックス中に含まれるジ
ルコニア球体を含んでなる組成物で形成されたスラリー
トップコーティングを少なくとも２回続けて塗布する段
階であって、該ジルコニア球体が各トップコーティング
の総重量を基準にして約２５重量％〜約９９重量％存在
する段階、(ｄ)各トップコーティングの塗布後、各トッ
プコーティングを、コーティング中での過度の泡形成を
防止しながらトップコーティング中の実質的にすべての
揮発性材料を除去するのに十分な温度／時間計画にした
がって熱処理する段階、及び(ｅ)最終コーティングを、
該コーティングが圧密化するのに十分な温度／時間計画
にしたがって熱処理する段階を含んでなる。
形態は下記段階： (ａ)多孔質酸化物マトリックス中に含まれるジルコニア
球体を含んでなるスラリー下地組成物の層を塗布する段
階であって、該ジルコニア球体が下地組成物全体の重量
を基準にして約０重量％〜約４０重量％存在する段階、
(ｂ)塗布した下地層を、過度の泡形成を防止しながら下
地組成物中の実質的にすべての揮発性材料を除去するの
に十分な温度／時間計画にしたがって熱処理する段階、
(ｃ)上記下地層の上面に、最終コーティングを形成する
ために、各々多孔質酸化物マトリックス中に含まれるジ
ルコニア球体を含んでなる組成物で形成されたスラリー
トップコーティングを少なくとも２回続けて塗布する段
階であって、該ジルコニア球体が各トップコーティング
の総重量を基準にして約２５重量％〜約９９重量％存在
する段階、(ｄ)各トップコーティングの塗布後、各トッ
プコーティングを、コーティング中での過度の泡形成を
防止しながらトップコーティング中の実質的にすべての
揮発性材料を除去するのに十分な温度／時間計画にした
がって熱処理する段階、及び(ｅ)最終コーティングを、
該コーティングが圧密化するのに十分な温度／時間計画
にしたがって熱処理する段階を含んでなる。
【００４８】段階(ｂ)での適切な温度／時間計画はいう
までもなく種々の因子によって左右されるが、通常は約
５０℃〜約１５０℃の温度で約５分〜約６０分間であ
る。所定の揮発性材料に対して温度が高すぎると、その
急速な蒸発で泡が形成されることがあり、その結果コー
ティングの欠陥につながりかねない。スラリー組成物中
の諸成分の揮発度は、示差熱分析（ＤＴＡ）及び熱重量
分析（ＴＧＡ）のような様々な技術で求めることができ
る。段階(ｄ)についての温度／時間計画も変動するが、
通常は段階(ｂ)と同様である。
までもなく種々の因子によって左右されるが、通常は約
５０℃〜約１５０℃の温度で約５分〜約６０分間であ
る。所定の揮発性材料に対して温度が高すぎると、その
急速な蒸発で泡が形成されることがあり、その結果コー
ティングの欠陥につながりかねない。スラリー組成物中
の諸成分の揮発度は、示差熱分析（ＤＴＡ）及び熱重量
分析（ＴＧＡ）のような様々な技術で求めることができ
る。段階(ｄ)についての温度／時間計画も変動するが、
通常は段階(ｂ)と同様である。
【００４９】段階(ｅ)に関して、コーティングの圧密化
は(１)有機物質が蒸発又は「燃え尽き」、しかもコーテ
ィングが(２)緻密化及び／又は(３)マトリックスが結晶
化したときに達成される。普通、その温度／時間計画は
約６５０℃〜約１２００℃の範囲内の温度で約１分〜約
６０分間である。本発明の実施形態によっては、段階
(ｃ)における各トップコーティングがジルコニア球体を
含んでいないこともある。例えば、トップコーティング
の幾つかが酸化物マトリックス材料だけをベースにした
ものであってもよいし、或いはそれに前述の添加剤を適
宜加えたものであってもよい。ただし、好ましい実施形
態では、各トップコーティングの組成にジルコニア球体
が含まれる。
は(１)有機物質が蒸発又は「燃え尽き」、しかもコーテ
ィングが(２)緻密化及び／又は(３)マトリックスが結晶
化したときに達成される。普通、その温度／時間計画は
約６５０℃〜約１２００℃の範囲内の温度で約１分〜約
６０分間である。本発明の実施形態によっては、段階
(ｃ)における各トップコーティングがジルコニア球体を
含んでいないこともある。例えば、トップコーティング
の幾つかが酸化物マトリックス材料だけをベースにした
ものであってもよいし、或いはそれに前述の添加剤を適
宜加えたものであってもよい。ただし、好ましい実施形
態では、各トップコーティングの組成にジルコニア球体
が含まれる。
【００５０】下地層及び各トップコーティングの熱処理
は、炉乾燥や慣用の加熱ランプ（好ましくは２００ワッ
トから１０００ワットの間の出力のもの）など、様々な
技術で実施することができる。加熱ランプの利点は遠隔
地での皮膜補修時その携帯性にある。好ましい実施形態
では、段階(ｂ)での熱処理温度は約６０℃〜約１００℃
の範囲内であり、熱処理の時間は約１５分〜約３０分の
範囲内である。しかも、好ましい実施形態では、段階
(ｄ)での熱処理温度は約６０℃〜約１００℃の範囲内で
あり、熱処理の時間は約１５分〜約３０分の範囲内であ
る。好ましい実施形態では、段階(ｅ)における最終コー
ティングの熱処理温度は約７００℃〜約１０００℃の範
囲内であり、その熱処理の時間は約５分〜約６０分の範
囲内である。
は、炉乾燥や慣用の加熱ランプ（好ましくは２００ワッ
トから１０００ワットの間の出力のもの）など、様々な
技術で実施することができる。加熱ランプの利点は遠隔
地での皮膜補修時その携帯性にある。好ましい実施形態
では、段階(ｂ)での熱処理温度は約６０℃〜約１００℃
の範囲内であり、熱処理の時間は約１５分〜約３０分の
範囲内である。しかも、好ましい実施形態では、段階
(ｄ)での熱処理温度は約６０℃〜約１００℃の範囲内で
あり、熱処理の時間は約１５分〜約３０分の範囲内であ
る。好ましい実施形態では、段階(ｅ)における最終コー
ティングの熱処理温度は約７００℃〜約１０００℃の範
囲内であり、その熱処理の時間は約５分〜約６０分の範
囲内である。
【００５１】さらに、段階(ｃ)及び(ｄ)における初期熱
処理に続いて、ある状況下では、例えば約６００℃〜約
１０００℃の温度を生じるトーチ又は高ワット数のラン
プ（例えば約１５００〜２５００ワット）を用いるなど
して比較的急速な高温熱処理を行うことも可能である。
この高温熱処理は通常約３０秒〜約２分間行われる。或
いは、基材がガスタービンエンジンの一部であるとき
は、エンジンの点火によって上記高温熱処理を実施でき
る。熱処理をどのように実施するかにかかわらず、その
適性は冷却後のコーティングをその外観、密着性及び後
述の他の物理試験に関して調べることで部分的に決定で
きる。上述の被覆プロセスの変法では、熱処理のうちの
１又はそれ以上は、被覆層をその堆積後に徐々に加熱す
ることによって行うことができる。そこで、次の段階： (Ｉ) 多孔質酸化物マトリックス中に含まれるジルコニ
ア球体を含んでなるスラリー下地組成物の層を塗布する
段階であって、該ジルコニア球体が下地組成物全体の重
量を基準にして約０重量％〜約４０重量％存在する段
階、(II) 塗布した下地層を約５０℃〜約１００℃の温
度で約５分〜約６０分間熱処理する段階、(III) 上記下
地層の上面に、最終コーティングを形成するために、各
々多孔質酸化物マトリックス中に含まれるジルコニア球
体を含んでなる組成物で形成されたスラリートップコー
ティングを少なくとも２回続けて塗布する段階であっ
て、該ジルコニア球体が各トップコーティングの総重量
を基準にして約２５重量％〜約９９重量％存在する段
階、(IV) 各トップコーティングの塗布後、コーティン
グの曝露される温度を約３０℃から約８００℃まで約１
分〜約６０分間かけて徐々に上昇させることにより各ト
ップコーティングを熱処理する段階、及び(Ｖ) 最終コ
ーティングを約６５０℃〜約１２００℃の範囲内の温度
で約１５分〜約１２０分間熱処理する段階を含むことが
できる。
処理に続いて、ある状況下では、例えば約６００℃〜約
１０００℃の温度を生じるトーチ又は高ワット数のラン
プ（例えば約１５００〜２５００ワット）を用いるなど
して比較的急速な高温熱処理を行うことも可能である。
この高温熱処理は通常約３０秒〜約２分間行われる。或
いは、基材がガスタービンエンジンの一部であるとき
は、エンジンの点火によって上記高温熱処理を実施でき
る。熱処理をどのように実施するかにかかわらず、その
適性は冷却後のコーティングをその外観、密着性及び後
述の他の物理試験に関して調べることで部分的に決定で
きる。上述の被覆プロセスの変法では、熱処理のうちの
１又はそれ以上は、被覆層をその堆積後に徐々に加熱す
ることによって行うことができる。そこで、次の段階： (Ｉ) 多孔質酸化物マトリックス中に含まれるジルコニ
ア球体を含んでなるスラリー下地組成物の層を塗布する
段階であって、該ジルコニア球体が下地組成物全体の重
量を基準にして約０重量％〜約４０重量％存在する段
階、(II) 塗布した下地層を約５０℃〜約１００℃の温
度で約５分〜約６０分間熱処理する段階、(III) 上記下
地層の上面に、最終コーティングを形成するために、各
々多孔質酸化物マトリックス中に含まれるジルコニア球
体を含んでなる組成物で形成されたスラリートップコー
ティングを少なくとも２回続けて塗布する段階であっ
て、該ジルコニア球体が各トップコーティングの総重量
を基準にして約２５重量％〜約９９重量％存在する段
階、(IV) 各トップコーティングの塗布後、コーティン
グの曝露される温度を約３０℃から約８００℃まで約１
分〜約６０分間かけて徐々に上昇させることにより各ト
ップコーティングを熱処理する段階、及び(Ｖ) 最終コ
ーティングを約６５０℃〜約１２００℃の範囲内の温度
で約１５分〜約１２０分間熱処理する段階を含むことが
できる。
【００５２】ある好ましい実施形態では、段階(IV)での
トップコートの熱処理は、約３０℃〜約７０℃の初期温
度から約７００℃〜約８００℃の最終温度まで、毎分約
１０℃〜約２５℃ずつ温度を上昇させることによって実
施することができる。さらに、段階(Ｖ)の熱処理は、約
３０℃〜約７０℃の初期温度から約１０００℃〜約１２
００℃の最終温度まで、毎分約１０℃〜約２５℃ずつ温
度を上昇させることによって実施することができる。段
階(Ｖ)で到達した最終温度は約５分〜約６０分間維持す
ることができる。この時間に関する有用な指針は、通
例、皮膜厚さ５ミル毎に約１０分〜約３０分間の加熱時
間という決まりに基づく。前述の通り、最適な時間及び
温度は、最終皮膜の検査並びに皮膜について実施される
各種物性試験の検討によってある程度決定される。
トップコートの熱処理は、約３０℃〜約７０℃の初期温
度から約７００℃〜約８００℃の最終温度まで、毎分約
１０℃〜約２５℃ずつ温度を上昇させることによって実
施することができる。さらに、段階(Ｖ)の熱処理は、約
３０℃〜約７０℃の初期温度から約１０００℃〜約１２
００℃の最終温度まで、毎分約１０℃〜約２５℃ずつ温
度を上昇させることによって実施することができる。段
階(Ｖ)で到達した最終温度は約５分〜約６０分間維持す
ることができる。この時間に関する有用な指針は、通
例、皮膜厚さ５ミル毎に約１０分〜約３０分間の加熱時
間という決まりに基づく。前述の通り、最適な時間及び
温度は、最終皮膜の検査並びに皮膜について実施される
各種物性試験の検討によってある程度決定される。
【００５３】前に述べた実施形態と同様、段階(Ｉ)、(I
I)及び(IV)における初期熱処理に続いて、ある状況下で
は、例えば約６００℃〜約１０００℃の温度を生じるト
ーチ又は高ワット数のランプを約１分〜約５分間用いる
などして比較的急速な高温熱処理を行うことも可能であ
る。段階(IV)については、トーチ（又は高ワット数のラ
ンプ）処理をすべてのトップコーティングに対して適用
する必要はないが、高温熱処理を実際に用いる場合には
そうしたほうが通常は望ましい。
I)及び(IV)における初期熱処理に続いて、ある状況下で
は、例えば約６００℃〜約１０００℃の温度を生じるト
ーチ又は高ワット数のランプを約１分〜約５分間用いる
などして比較的急速な高温熱処理を行うことも可能であ
る。段階(IV)については、トーチ（又は高ワット数のラ
ンプ）処理をすべてのトップコーティングに対して適用
する必要はないが、高温熱処理を実際に用いる場合には
そうしたほうが通常は望ましい。
【００５４】或いは、基材がガスタービンエンジンのス
ラスト又は燃焼に曝露される部分であるときは、エンジ
ンを点火することで（それにより容易に所要温度に達す
る）上記高温熱処理を実施することができる。トップコ
ーティングの数は、コーティング全体に必要とされる厚
さ、コーティング組成物のレオロジー特性、組成物中の
揮発成分についての蒸発率、及び揮発成分が蒸発すると
きのコーティングの収縮率など、様々な因子により決定
される。一般に、トップコーティングの数は約２〜約３
０であり、普通は約４〜約８のトップコーティングが好
ましい。各トップコーティングの厚さ（塗布時）は通常
は約０．１ミル〜約１．５ミルの範囲内であり、好まし
くは約０．５ミル〜約１．５ミルの範囲内である。下地
コーティングの厚さは通常は約０．２５ミル〜約２ミル
の範囲内であり、好ましくは約０．５ミル〜約１．５ミ
ルの範囲内である。
ラスト又は燃焼に曝露される部分であるときは、エンジ
ンを点火することで（それにより容易に所要温度に達す
る）上記高温熱処理を実施することができる。トップコ
ーティングの数は、コーティング全体に必要とされる厚
さ、コーティング組成物のレオロジー特性、組成物中の
揮発成分についての蒸発率、及び揮発成分が蒸発すると
きのコーティングの収縮率など、様々な因子により決定
される。一般に、トップコーティングの数は約２〜約３
０であり、普通は約４〜約８のトップコーティングが好
ましい。各トップコーティングの厚さ（塗布時）は通常
は約０．１ミル〜約１．５ミルの範囲内であり、好まし
くは約０．５ミル〜約１．５ミルの範囲内である。下地
コーティングの厚さは通常は約０．２５ミル〜約２ミル
の範囲内であり、好ましくは約０．５ミル〜約１．５ミ
ルの範囲内である。
【００５５】ＴＢＣはその最終状態（すなわち、焼成し
て室温に冷却した後の状態）で複合皮膜の形態にあり、
かかる複合皮膜も本発明の実施形態の一つである。複合
皮膜は、上記で説明した酸化物マトリックス相、酸
化物マトリックス中に埋め込まれたジルコニア球体、及
び多孔質相を含んでなる。一般に、複合皮膜は約３〜
約５０体積％の酸化物マトリックス、約２０〜約７０体
積％のジルコニア球体、及び約５〜約６０体積％の多孔
質相を含んでなる。最も好ましい実施形態では、複合皮
膜は約５〜約３０体積％の酸化物マトリックス、約５０
〜約６５体積％のジルコニア球体、及び約５〜約１０体
積％の多孔質相を含んでなる。
て室温に冷却した後の状態）で複合皮膜の形態にあり、
かかる複合皮膜も本発明の実施形態の一つである。複合
皮膜は、上記で説明した酸化物マトリックス相、酸
化物マトリックス中に埋め込まれたジルコニア球体、及
び多孔質相を含んでなる。一般に、複合皮膜は約３〜
約５０体積％の酸化物マトリックス、約２０〜約７０体
積％のジルコニア球体、及び約５〜約６０体積％の多孔
質相を含んでなる。最も好ましい実施形態では、複合皮
膜は約５〜約３０体積％の酸化物マトリックス、約５０
〜約６５体積％のジルコニア球体、及び約５〜約１０体
積％の多孔質相を含んでなる。
【００５６】
【実施例】以下の実施例は例示を目的としたものであ
り、本発明の範囲を何ら限定するものではない。実施例１ 評価のため複数のスラリーコーティングを調製した。シ
リコーン樹脂ＳＲ−３５０はＧＥシリコーンズ(GE Sili
cones)社から入手できる。この樹脂はケイ素−酸素骨格
をもつドライシリコーンバインダーであり、約９００℃
に加熱したときその重量の約８０％が保持される。滑剤
（ＵＣＯＮ−５０ＭＢ−２０００）はユニオンカーバイ
ド社(Union Carbide)から入手可能なポリアルキレング
リコールモノブチルエーテルである。
り、本発明の範囲を何ら限定するものではない。実施例１ 評価のため複数のスラリーコーティングを調製した。シ
リコーン樹脂ＳＲ−３５０はＧＥシリコーンズ(GE Sili
cones)社から入手できる。この樹脂はケイ素−酸素骨格
をもつドライシリコーンバインダーであり、約９００℃
に加熱したときその重量の約８０％が保持される。滑剤
（ＵＣＯＮ−５０ＭＢ−２０００）はユニオンカーバイ
ド社(Union Carbide)から入手可能なポリアルキレング
リコールモノブチルエーテルである。
【００５７】下記の成分をナルジーン瓶(Nalgene bottl
e) にその記載順に加えた。 １５ｇ エタノール（ＥｔＯＨ） ７ｇ ＳＲ−３５０シリコーン樹脂 ５ｇ ＵＣＯＮ滑剤 これらの成分を塗料シェーカーで数個のジルコニア製ミ
リングビーズと共に１５分間混合した。（好ましい実施
形態では、超音波振盪機が通例用いられる）。得られた
混合物は均一で半透明であった。
e) にその記載順に加えた。 １５ｇ エタノール（ＥｔＯＨ） ７ｇ ＳＲ−３５０シリコーン樹脂 ５ｇ ＵＣＯＮ滑剤 これらの成分を塗料シェーカーで数個のジルコニア製ミ
リングビーズと共に１５分間混合した。（好ましい実施
形態では、超音波振盪機が通例用いられる）。得られた
混合物は均一で半透明であった。
【００５８】次に２２．５ｇのＳＭ８サブミクロンアル
ミナ粒子を加え、続いて塗料シェーカーで３５〜４０分
間混合した。次に１７．２５ｇのＹＳＺ球体（＃１）
（ジルコニアと７重量％イットリアでできた球体、その
およそ２０〜５０％が中空）を加え、続いて１０〜２０
分間手作業で混合した。得られた組成物を「スラリー
Ａ」と名付けたが、これは流体で色は白であった。「ス
ラリーＡ′」を同じように調製したが、これはジルコニ
ア球体を全く含んでいなかった。
ミナ粒子を加え、続いて塗料シェーカーで３５〜４０分
間混合した。次に１７．２５ｇのＹＳＺ球体（＃１）
（ジルコニアと７重量％イットリアでできた球体、その
およそ２０〜５０％が中空）を加え、続いて１０〜２０
分間手作業で混合した。得られた組成物を「スラリー
Ａ」と名付けたが、これは流体で色は白であった。「ス
ラリーＡ′」を同じように調製したが、これはジルコニ
ア球体を全く含んでいなかった。
【００５９】次に、「スラリーＢ」を下記の成分をその
記載順に手作業で混合することによって調製した。 １０ｇ エタノール １０ｇ ＹＳＺ球体（上記のものと同じ） １０ｇ スラリーＡ ５種類の試料ボタンを調製した。その基材のうちの３つ
はニッケル基超合金の一種であるルネＮ−５で作り、２
つは別のニッケル基超合金であるインコネル（商標）７
１８で作った。パーシュ６２スプレーヤーを用いて、個
々の基材をスラリーＡの下地コーティングで１回及びス
ラリーＢのトップコーティングで４回被覆した。各々の
層は約１ミルの最終皮膜厚さをなした。
記載順に手作業で混合することによって調製した。 １０ｇ エタノール １０ｇ ＹＳＺ球体（上記のものと同じ） １０ｇ スラリーＡ ５種類の試料ボタンを調製した。その基材のうちの３つ
はニッケル基超合金の一種であるルネＮ−５で作り、２
つは別のニッケル基超合金であるインコネル（商標）７
１８で作った。パーシュ６２スプレーヤーを用いて、個
々の基材をスラリーＡの下地コーティングで１回及びス
ラリーＢのトップコーティングで４回被覆した。各々の
層は約１ミルの最終皮膜厚さをなした。
【００６０】これらの試料を中間トップコーティングの
間は乾燥炉内で約１００℃に加熱し、その後最終熱処理
を１１００℃で６０分間行った。このプロセスで得られ
た最も好ましいコーティングは均一かつ滑らかで密着性
であった。これらは下記の表１で総称的に試料３と名付
けられている。この表には、処理の仕方の異なる他の試
料の結果も含まれている。各種物理試験の結果も示して
ある。
間は乾燥炉内で約１００℃に加熱し、その後最終熱処理
を１１００℃で６０分間行った。このプロセスで得られ
た最も好ましいコーティングは均一かつ滑らかで密着性
であった。これらは下記の表１で総称的に試料３と名付
けられている。この表には、処理の仕方の異なる他の試
料の結果も含まれている。各種物理試験の結果も示して
ある。
【００６１】
【表１】
【００６２】試料３の材料は、航空機及び発電用エンジ
ン用のＴＢＣについての要件を超える性質を呈した。試
料１、２及び４は、温度範囲がそれほど高くなく（例え
ば約９００℃未満）及び／又は熱サイクルがそれほど過
酷でないなど、要求される条件のさほど厳しくない最終
用途では十分満足できる。実施例２ 特記しない限り、スラリー組成物用の成分の正体は実施
例１に記載した通りである。下記の成分をナルジーン瓶
にその記載順に加えた。
ン用のＴＢＣについての要件を超える性質を呈した。試
料１、２及び４は、温度範囲がそれほど高くなく（例え
ば約９００℃未満）及び／又は熱サイクルがそれほど過
酷でないなど、要求される条件のさほど厳しくない最終
用途では十分満足できる。実施例２ 特記しない限り、スラリー組成物用の成分の正体は実施
例１に記載した通りである。下記の成分をナルジーン瓶
にその記載順に加えた。
【００６３】３０ｇ エタノール（ＥｔＯＨ） １４ｇ ＳＲ−３５０シリコーン樹脂 １０ｇ ＵＣＯＮ滑剤 これらの成分を塗料シェーカーで数個のジルコニア製ミ
リングビーズと共に１５分間混合した。得られた混合物
は均一で半透明であった。
リングビーズと共に１５分間混合した。得られた混合物
は均一で半透明であった。
【００６４】次に４５ｇのＳＭ８サブミクロンアルミナ
粒子を加え、続いて塗料シェーカーで３５〜４０分間混
合した。次に３４．５ｇのＹＳＺ球体（＃１）（ジルコ
ニアと７重量％イットリアでできた球体、そのおよそ２
０〜５０％が中空である）を加え、続いて１０〜２０分
間手作業で混合した。得られた組成物を「スラリーＡ」
と名付けたが、これは流体で色は白であった。
粒子を加え、続いて塗料シェーカーで３５〜４０分間混
合した。次に３４．５ｇのＹＳＺ球体（＃１）（ジルコ
ニアと７重量％イットリアでできた球体、そのおよそ２
０〜５０％が中空である）を加え、続いて１０〜２０分
間手作業で混合した。得られた組成物を「スラリーＡ」
と名付けたが、これは流体で色は白であった。
【００６５】次に、第二のスラリーを「スラリーＢ」と
「スラリーＢ′」の２種類調製した。どちらも下記の成
分をその記載順に手作業で混合することによって調製し
た。 スラリーＢ スラリーＢ′ ３０ｇ ＥｔＯＨ ３０ｇ ＥｔＯＨ ３０ｇ ＨＳ−ＹＳＺ球体（＃Ａ） ６０ｇ ＨＳ−ＹＳＺ球体（＃Ａ） ３０ｇ スラリーＡ ３０ｇ スラリーＡ 各試料は吹付塗装の準備としてミリング材なしで手作業
でシェークした。７組の試料ボタンを調製した。各々の
組には、２つのルネＮ−５製ボタン及び２つのＭＡＲ−
５０９（別のニッケル基超合金）製ボタンが含まれる。
結果を下記の表２に示す。
「スラリーＢ′」の２種類調製した。どちらも下記の成
分をその記載順に手作業で混合することによって調製し
た。 スラリーＢ スラリーＢ′ ３０ｇ ＥｔＯＨ ３０ｇ ＥｔＯＨ ３０ｇ ＨＳ−ＹＳＺ球体（＃Ａ） ６０ｇ ＨＳ−ＹＳＺ球体（＃Ａ） ３０ｇ スラリーＡ ３０ｇ スラリーＡ 各試料は吹付塗装の準備としてミリング材なしで手作業
でシェークした。７組の試料ボタンを調製した。各々の
組には、２つのルネＮ−５製ボタン及び２つのＭＡＲ−
５０９（別のニッケル基超合金）製ボタンが含まれる。
結果を下記の表２に示す。
【００６６】
【表２】
【００６７】表２の脚注* スラリー組成：スラリーＡ：エタノール／シリコーン
樹脂／ＵＣＯＮ／アルミノケイ酸塩／ジルコニア球体； スラリーＢ：エタノール／ジルコニア球体／スラリー
Ａ； スラリーＢ'：球体量が多い点以外はスラリーＢ
と同一（スラリーの組成についての詳細は上記を参照さ
れたい。）** 引張密着試験； ＡＳＴＭ Ｃ６３３。*** 炉サイクル試験：実施例１と同一手順。 ａ) 低温から赤熱温度のトーチ。赤熱状態で約１〜２分
の期間；トーチ時間１０分。 ｂ) 急な加熱中の有機化合物の過度のトラッピングによ
り皮膜に泡ができた。 ｃ) 第４層と第８層の被覆後に最終硬化（トーチ）処理
した点以外は試料７と同じ設定。 ｄ) 厚さ：２００μｍ（８ミル）；４０Ｖ％球体。 ｅ) 各被覆毎に有機化合物を除去するためのトーチ処理
した点以外は試料７と同じ設定。 ｆ) 皮膜厚さ２０〜２５ミル；マイクロメーターで測
定。 ｇ) 厚さ：４５０μｍ（１７ミル）；４０Ｖ％球体。 ｈ) 皮膜厚さ１５〜２０ミル；マイクロメーターで測
定。 ｉ) 厚さ：４５０μｍ（１７ミル）；４０Ｖ％球体。
樹脂／ＵＣＯＮ／アルミノケイ酸塩／ジルコニア球体； スラリーＢ：エタノール／ジルコニア球体／スラリー
Ａ； スラリーＢ'：球体量が多い点以外はスラリーＢ
と同一（スラリーの組成についての詳細は上記を参照さ
れたい。）** 引張密着試験； ＡＳＴＭ Ｃ６３３。*** 炉サイクル試験：実施例１と同一手順。 ａ) 低温から赤熱温度のトーチ。赤熱状態で約１〜２分
の期間；トーチ時間１０分。 ｂ) 急な加熱中の有機化合物の過度のトラッピングによ
り皮膜に泡ができた。 ｃ) 第４層と第８層の被覆後に最終硬化（トーチ）処理
した点以外は試料７と同じ設定。 ｄ) 厚さ：２００μｍ（８ミル）；４０Ｖ％球体。 ｅ) 各被覆毎に有機化合物を除去するためのトーチ処理
した点以外は試料７と同じ設定。 ｆ) 皮膜厚さ２０〜２５ミル；マイクロメーターで測
定。 ｇ) 厚さ：４５０μｍ（１７ミル）；４０Ｖ％球体。 ｈ) 皮膜厚さ１５〜２０ミル；マイクロメーターで測
定。 ｉ) 厚さ：４５０μｍ（１７ミル）；４０Ｖ％球体。
【００６８】中間硬化に加熱ランプを使用した実験で
は、温度は約７５℃と測定された。水素−酸素トーチで
の最終硬化には、基材及びスラリーコーティングを１０
分かけてゆっくりと赤熱温度までもっていった。トーチ
によって生じた赤熱温度は光高温計で約９００〜約１０
５０℃の範囲にあると推定された。本発明のような皮膜
中の亀裂（クラック）及び孔（ポア）について一言述べ
ておく。亀裂及び孔は有機物の「燃焼」に関連した収
縮、或いは緻密化及び結晶化による体積変化に起因して
生じ得る。概して開口の比較的小さな（すなわち約２５
ミクロン未満）亀裂は、皮膜が基材から剥離せずしかも
皮膜がその他の性質を保持している限りは、通常容認で
きる。皮膜構造全体に分布した孔も、その直径が約７５
ミクロン未満である限りは、通常容認できる。実際、小
さな亀裂や孔は、ある程度の応力除去熱膨張を許容する
傾向があるので、現実に有用であることが多い。
は、温度は約７５℃と測定された。水素−酸素トーチで
の最終硬化には、基材及びスラリーコーティングを１０
分かけてゆっくりと赤熱温度までもっていった。トーチ
によって生じた赤熱温度は光高温計で約９００〜約１０
５０℃の範囲にあると推定された。本発明のような皮膜
中の亀裂（クラック）及び孔（ポア）について一言述べ
ておく。亀裂及び孔は有機物の「燃焼」に関連した収
縮、或いは緻密化及び結晶化による体積変化に起因して
生じ得る。概して開口の比較的小さな（すなわち約２５
ミクロン未満）亀裂は、皮膜が基材から剥離せずしかも
皮膜がその他の性質を保持している限りは、通常容認で
きる。皮膜構造全体に分布した孔も、その直径が約７５
ミクロン未満である限りは、通常容認できる。実際、小
さな亀裂や孔は、ある程度の応力除去熱膨張を許容する
傾向があるので、現実に有用であることが多い。
【００６９】実施例３ この実施例では、基材のパッチ補修に当たっての本発明
のスラリー組成物とその関連技術の利点を実証する。試
験試料は、ボンディングコートを施したニッケル基超合
金ボタンに各種形状のニッケル箔マスクを取り付けて調
製した。慣用の空気プラズマ溶射技術を用いて上記ボタ
ンを被覆した。続いて、マスクを取り除いて、意図的に
形成した剥落部分を露出させた。実施例１（試料３）で
概説した技術を用いて、１層のスラリーＡ下地コーティ
ング及びスラリーＢを８〜２０回塗布したトップコーテ
ィング（すなわち、複数の試料を調製した）で、上記剥
落部分を被覆した。コーティング全体の厚さは平均約１
０〜２５ミルであった。実施例１に記載の中間及び最終
熱処理をここでも行った。その後、皮膜を空気プラズマ
溶射皮膜の厚さまで研磨した。代表的な試料について次
のような結果が得られた。
のスラリー組成物とその関連技術の利点を実証する。試
験試料は、ボンディングコートを施したニッケル基超合
金ボタンに各種形状のニッケル箔マスクを取り付けて調
製した。慣用の空気プラズマ溶射技術を用いて上記ボタ
ンを被覆した。続いて、マスクを取り除いて、意図的に
形成した剥落部分を露出させた。実施例１（試料３）で
概説した技術を用いて、１層のスラリーＡ下地コーティ
ング及びスラリーＢを８〜２０回塗布したトップコーテ
ィング（すなわち、複数の試料を調製した）で、上記剥
落部分を被覆した。コーティング全体の厚さは平均約１
０〜２５ミルであった。実施例１に記載の中間及び最終
熱処理をここでも行った。その後、皮膜を空気プラズマ
溶射皮膜の厚さまで研磨した。代表的な試料について次
のような結果が得られた。
【００７０】 炉サイクル試験： 破壊まで１５００サイクル ジェットエンジン試験： 破壊なし 密着性試験（平均値）： 約６０００ｐｓｉ これらの結果は、ＴＢＣのフィールド補修における本発
明の抜群の有用性を実証している。補修された皮膜部分
は、元々施工してあったＴＢＣのものと同等の非常に望
ましい性質を明らかに示している。
明の抜群の有用性を実証している。補修された皮膜部分
は、元々施工してあったＴＢＣのものと同等の非常に望
ましい性質を明らかに示している。
【００７１】例示のために好ましい実施形態を開示して
きたが、それらは本発明の範囲を限定するものではな
い。したがって、当業者であれば様々な修正、調整及び
変更を思いつくはずであり、それらは本発明の技術思想
及び範囲を超えるものではない。本明細書中で引用した
文献は援用によって本明細書に取り込まれる。
きたが、それらは本発明の範囲を限定するものではな
い。したがって、当業者であれば様々な修正、調整及び
変更を思いつくはずであり、それらは本発明の技術思想
及び範囲を超えるものではない。本明細書中で引用した
文献は援用によって本明細書に取り込まれる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ディヴィッド・ウィンフィールド・ウッド ルフ アメリカ合衆国、ニューヨーク州、クリフ トン・パーク、ビーチウッド・ドライブ、 ８番 (72)発明者 バンガロー・アスワサ・ナガラジェ アメリカ合衆国、オハイオ州、ウェスト・ チェスター、トラヴァース・コート、5196 番 (72)発明者 ダニエル・スコット・マカッティ アイルランド、18、ダブリン、ホウムウッ ド・ブレナンスタウン・ロード、12番 (72)発明者 クリフォード・ローレンス・スパイロ アメリカ合衆国、ニューヨーク州、ニスカ ユナ、トロイ・ロード、2801番
Claims (4)
- 【請求項１】 多孔質酸化物マトリックス中に含まれる
ジルコニア球体を含んでなる、金属系基材用のスラリー
コーティング組成物。 - 【請求項２】 金属系基材とその上に形成された複合皮
膜を含んでなる製品であって、上記複合皮膜が下記成
分： 酸化物マトリックス相、 酸化物マトリックス中に埋め込まれたジルコニア球
体、及び 多孔質相 を含んでなる、製品。 - 【請求項３】 金属系基材の少なくとも一部分を被覆す
るための改良方法であって、当該方法が、下記段階： (ａ)多孔質酸化物マトリックスと該マトリックス中に含
まれるジルコニア球体約０重量％〜約４０重量％（下地
組成物全体の重量を基準）とを含んでなるスラリー下地
組成物の層を塗布する段階、 (ｂ)塗布した下地層を、過度の泡形成を防止しながら下
地組成物中の実質的にすべての揮発性材料を除去するの
に十分な温度／時間計画にしたがって熱処理する段階、 (ｃ)上記下地層の上面に、最終コーティングを形成する
ために、多孔質酸化物マトリックス中に含まれるジルコ
ニア球体を含んでなる組成物で形成されたスラリートッ
プコーティングを１回以上続けて塗布する段階であっ
て、該ジルコニア球体がトップコーティングの総重量を
基準にして約２５重量％〜約９９重量％存在する段階、 (ｄ)各トップコーティングの塗布後、各トップコーティ
ングを過度の泡形成を防止しながらトップコーティング
中の実質的にすべての揮発性材料を除去するのに十分な
温度／時間計画にしたがって熱処理する段階、及び (ｅ)最終コーティングを、該コーティングが圧密化する
のに十分な温度／時間計画にしたがって熱処理する段階
を含んでなる、方法。 - 【請求項４】 金属基材に遮熱コーティングとして施工
するための、多孔質酸化物マトリックス中に含まれるジ
ルコニア球体を含んでなる二部スラリー組成物の製造方
法であって、当該方法が下記段階： (ａ)液体キャリア中で、酸化物マトリックス材料と第一
の分量のジルコニア球体とを混合して、第一のスラリー
を形成する段階、及び (ｂ)第一のスラリーの一部を、追加分量のジルコニア球
体と混合して、第二のスラリーを形成する段階を含んで
なり、段階(ａ)で用いるジルコニア球体の量がプロセス
全体で用いるジルコニア球体の総量の約８分の１（１／
８）〜約３分の２（２／３）である、方法。
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001064783A (ja) * | 1999-06-21 | 2001-03-13 | General Electric Co <Ge> | セラミック超合金物品 |
| JP2001226759A (ja) * | 1999-10-01 | 2001-08-21 | General Electric Co <Ge> | 保護皮膜の表面を平滑化する方法 |
| JP2010000505A (ja) * | 2008-06-23 | 2010-01-07 | General Electric Co <Ge> | 遮熱コーティングの補修方法並びに得られる補修コーティング |
| JP2011032160A (ja) * | 2009-07-31 | 2011-02-17 | General Electric Co <Ge> | 耐環境コーティングを製造するためのスラリー組成物及びそれからなる耐環境コーティング |
| US8986779B2 (en) | 2009-07-31 | 2015-03-24 | General Electric Company | Methods of improving surface roughness of an environmental barrier coating and components comprising environmental barrier coatings having improved surface roughness |
Families Citing this family (79)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69509202T2 (de) * | 1994-12-24 | 1999-09-09 | Rolls Royce Plc | Wärmedämmschicht sowie Methode zu deren Auftragung auf einen Superlegierungskörper |
| US5985470A (en) * | 1998-03-16 | 1999-11-16 | General Electric Company | Thermal/environmental barrier coating system for silicon-based materials |
| US7067181B2 (en) * | 2003-08-05 | 2006-06-27 | Siemens Power Generation, Inc. | Insulating ceramic based on partially filled shapes |
| US7563504B2 (en) * | 1998-03-27 | 2009-07-21 | Siemens Energy, Inc. | Utilization of discontinuous fibers for improving properties of high temperature insulation of ceramic matrix composites |
| US6733907B2 (en) | 1998-03-27 | 2004-05-11 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Hybrid ceramic material composed of insulating and structural ceramic layers |
| US6977060B1 (en) * | 2000-03-28 | 2005-12-20 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Method for making a high temperature erosion resistant coating and material containing compacted hollow geometric shapes |
| DE19942303A1 (de) | 1998-09-24 | 2000-03-30 | Widia Gmbh | Verbundwerkstoff und Verfahren zu seiner Herstellung |
| US6924005B2 (en) * | 1999-09-17 | 2005-08-02 | General Electric Company | Method for the application of a water borne, sprayable erosion coating material |
| DE10029810A1 (de) * | 2000-06-16 | 2001-12-20 | Mahle Gmbh | Kolben für Dieselmotoren |
| US6413578B1 (en) * | 2000-10-12 | 2002-07-02 | General Electric Company | Method for repairing a thermal barrier coating and repaired coating formed thereby |
| EP1251191B1 (en) * | 2001-04-21 | 2004-06-02 | ALSTOM Technology Ltd | A method of repairing a ceramic coating |
| JP2002371383A (ja) * | 2001-06-18 | 2002-12-26 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 耐熱性被覆部材 |
| US6884384B2 (en) | 2001-09-27 | 2005-04-26 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Method for making a high temperature erosion resistant material containing compacted hollow geometric shapes |
| US20030101587A1 (en) * | 2001-10-22 | 2003-06-05 | Rigney Joseph David | Method for replacing a damaged TBC ceramic layer |
| US7976940B2 (en) * | 2002-04-10 | 2011-07-12 | Siemens Aktiengesellschaft | Component, method for coating a component, and powder |
| EP1352988A1 (de) * | 2002-04-10 | 2003-10-15 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zur Beschichtung eines Bauteils |
| US20040191488A1 (en) * | 2002-04-10 | 2004-09-30 | Thomas Berndt | Component, method for coating a component, and powder |
| US6866897B2 (en) * | 2002-09-30 | 2005-03-15 | General Electric Company | Method for manufacturing articles for high temperature use, and articles made therewith |
| US6921582B2 (en) * | 2002-12-23 | 2005-07-26 | General Electric Company | Oxidation-resistant coatings bonded to metal substrates, and related articles and processes |
| US6875464B2 (en) * | 2003-04-22 | 2005-04-05 | General Electric Company | In-situ method and composition for repairing a thermal barrier coating |
| US7449241B2 (en) * | 2003-08-04 | 2008-11-11 | General Electric Company | Organic coating compositions for aluminizing metal substrates, and related methods and articles |
| US7270852B2 (en) * | 2003-08-04 | 2007-09-18 | General Electric Company | Aluminizing slurry compositions free of hexavalent chromium, and related methods and articles |
| US20100151125A1 (en) * | 2003-08-04 | 2010-06-17 | General Electric Company | Slurry chromizing process |
| US7312274B2 (en) * | 2003-11-24 | 2007-12-25 | General Electric Company | Composition and method for use with ceramic matrix composite T-sections |
| US7546683B2 (en) * | 2003-12-29 | 2009-06-16 | General Electric Company | Touch-up of layer paint oxides for gas turbine disks and seals |
| US7842335B2 (en) * | 2004-04-07 | 2010-11-30 | General Electric Company | Field repairable high temperature smooth wear coating |
| US7588797B2 (en) * | 2004-04-07 | 2009-09-15 | General Electric Company | Field repairable high temperature smooth wear coating |
| US7332024B2 (en) * | 2004-04-29 | 2008-02-19 | General Electric Company | Aluminizing composition and method for application within internal passages |
| US7302990B2 (en) | 2004-05-06 | 2007-12-04 | General Electric Company | Method of forming concavities in the surface of a metal component, and related processes and articles |
| US8155754B2 (en) * | 2005-01-25 | 2012-04-10 | Medtronic, Inc. | Method for fabrication of low-polarization implantable stimulation electrode |
| US20070039176A1 (en) | 2005-08-01 | 2007-02-22 | Kelly Thomas J | Method for restoring portion of turbine component |
| US20070128447A1 (en) * | 2005-12-02 | 2007-06-07 | General Electric Company | Corrosion inhibiting ceramic coating and method of application |
| US7754342B2 (en) * | 2005-12-19 | 2010-07-13 | General Electric Company | Strain tolerant corrosion protecting coating and spray method of application |
| US7458358B2 (en) * | 2006-05-10 | 2008-12-02 | Federal Mogul World Wide, Inc. | Thermal oxidation protective surface for steel pistons |
| US20080000611A1 (en) * | 2006-06-28 | 2008-01-03 | Ronald Scott Bunker | Method for Forming Casting Molds |
| US9149750B2 (en) | 2006-09-29 | 2015-10-06 | Mott Corporation | Sinter bonded porous metallic coatings |
| US20080081007A1 (en) * | 2006-09-29 | 2008-04-03 | Mott Corporation, A Corporation Of The State Of Connecticut | Sinter bonded porous metallic coatings |
| US20090239061A1 (en) * | 2006-11-08 | 2009-09-24 | General Electric Corporation | Ceramic corrosion resistant coating for oxidation resistance |
| US8996129B2 (en) * | 2007-01-31 | 2015-03-31 | Medtronic, Inc. | Medical electrode including an iridium oxide surface and methods of fabrication |
| US9644273B2 (en) * | 2007-02-09 | 2017-05-09 | Honeywell International Inc. | Protective barrier coatings |
| US7968144B2 (en) * | 2007-04-10 | 2011-06-28 | Siemens Energy, Inc. | System for applying a continuous surface layer on porous substructures of turbine airfoils |
| US8642170B2 (en) * | 2007-12-31 | 2014-02-04 | General Electric Company | Low thermal and radiation conductivity coating |
| US20090186237A1 (en) | 2008-01-18 | 2009-07-23 | Rolls-Royce Corp. | CMAS-Resistant Thermal Barrier Coatings |
| WO2010039699A2 (en) | 2008-09-30 | 2010-04-08 | Rolls-Royce Corporation | Coating including a rare earth silicate-based layer including a second phase |
| DE102008058614A1 (de) * | 2008-11-22 | 2010-05-27 | Mtu Aero Engines Gmbh | Verfahren zur Herstellung einer Wärmedämmschicht, Wärmedämmschicht und Bauteil zur Verwendung in Verdichter- und Turbinenkomponenten |
| US8470460B2 (en) | 2008-11-25 | 2013-06-25 | Rolls-Royce Corporation | Multilayer thermal barrier coatings |
| US9005716B2 (en) | 2009-07-31 | 2015-04-14 | General Electric Company | Method for making solvent based environmental barrier coatings using sintering aids |
| US9023435B2 (en) | 2009-07-31 | 2015-05-05 | General Electric Company | Methods for making water based environmental barrier coatings using sintering aids |
| US20110027559A1 (en) | 2009-07-31 | 2011-02-03 | Glen Harold Kirby | Water based environmental barrier coatings for high temperature ceramic components |
| US9212100B2 (en) | 2009-07-31 | 2015-12-15 | General Electric Company | Environmental barrier coatings for high temperature ceramic components |
| US8501840B2 (en) * | 2009-07-31 | 2013-08-06 | General Electric Company | Water based slurry compositions for making environmental barrier coatings and environmental barrier coatings comprising the same |
| US9005717B2 (en) * | 2009-07-31 | 2015-04-14 | General Electric Company | Methods for making environmental barrier coatings using sintering aids |
| US20110027467A1 (en) * | 2009-07-31 | 2011-02-03 | Glen Harold Kirby | Methods of making environmental barrier coatings for high temperature ceramic components using sintering aids |
| US9056802B2 (en) | 2009-07-31 | 2015-06-16 | General Electric Company | Methods for making environmental barrier coatings using sintering aids |
| US8999457B2 (en) * | 2009-07-31 | 2015-04-07 | General Electric Company | Methods for making environmental barrier coatings using sintering aids |
| US9062564B2 (en) * | 2009-07-31 | 2015-06-23 | General Electric Company | Solvent based slurry compositions for making environmental barrier coatings and environmental barrier coatings comprising the same |
| US8147922B2 (en) * | 2009-09-18 | 2012-04-03 | General Electric Company | Composition and method for a thermal coating system |
| US9085991B2 (en) * | 2009-11-06 | 2015-07-21 | Honeywell International Inc. | Protective coatings for ceramic matrix composite substrates and methods for improving the wear resistance thereof and coated articles produced therefrom |
| WO2012012431A1 (en) | 2010-07-23 | 2012-01-26 | Rolls-Royce Corporation | Thermal barrier coatings including c mas-resistant thermal barrier coating layers |
| US20140261080A1 (en) | 2010-08-27 | 2014-09-18 | Rolls-Royce Corporation | Rare earth silicate environmental barrier coatings |
| ES2702472T3 (es) | 2011-12-19 | 2019-03-01 | Praxair St Tech Inc | Suspensión acuosa para producir recubrimientos de barrera térmica y medioambiental |
| EP2865722B1 (en) * | 2012-06-20 | 2019-03-13 | NGK Insulators, Ltd. | Porous plate-shaped filler, coating composition, heat-insulating film, and heat-insulating film structure |
| CN104583341B (zh) * | 2012-08-27 | 2016-06-08 | 揖斐电株式会社 | 排气系统部件用涂料和排气系统部件 |
| EP2767616A1 (en) * | 2013-02-15 | 2014-08-20 | Alstom Technology Ltd | Turbomachine component with an erosion and corrosion resistant coating system and method for manufacturing such a component |
| US9586868B2 (en) * | 2013-08-29 | 2017-03-07 | United Technologies Corporation | Method for joining dissimilar engine components |
| DE102013224566A1 (de) * | 2013-11-29 | 2015-06-03 | Siemens Aktiengesellschaft | Vorrichtung zur Maskierung auf Wolframlegierungsbasis und eine Wolframlegierung |
| US10329205B2 (en) | 2014-11-24 | 2019-06-25 | Rolls-Royce Corporation | Bond layer for silicon-containing substrates |
| US9540497B2 (en) | 2015-01-05 | 2017-01-10 | General Electric Company | Silicon-based repair methods and composition |
| US10578050B2 (en) | 2015-11-20 | 2020-03-03 | Tenneco Inc. | Thermally insulated steel piston crown and method of making using a ceramic coating |
| US10519854B2 (en) | 2015-11-20 | 2019-12-31 | Tenneco Inc. | Thermally insulated engine components and method of making using a ceramic coating |
| US10273902B2 (en) | 2016-02-22 | 2019-04-30 | Tenneco Inc. | Insulation layer on steel pistons without gallery |
| US10920590B2 (en) | 2016-06-30 | 2021-02-16 | General Electric Company | Turbine assembly maintenance methods |
| US10646894B2 (en) | 2016-06-30 | 2020-05-12 | General Electric Company | Squeegee apparatus and methods of use thereof |
| US10384978B2 (en) | 2016-08-22 | 2019-08-20 | General Electric Company | Thermal barrier coating repair compositions and methods of use thereof |
| FR3060599B1 (fr) * | 2016-12-20 | 2020-10-23 | Commissariat Energie Atomique | Revetement de protection thermique et/ou de resistance au feu d'une piece mecanique et procedes d'application |
| 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 |
| CN115849900B (zh) * | 2022-12-20 | 2023-11-10 | 绵阳西磁科技有限公司 | 一种氧化锆陶瓷涂层及其制备方法和应用 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3975165A (en) * | 1973-12-26 | 1976-08-17 | Union Carbide Corporation | Graded metal-to-ceramic structure for high temperature abradable seal applications and a method of producing said |
| US4035545A (en) * | 1976-06-21 | 1977-07-12 | Albert Bonevich Ivanov | Heat-resistant porous structural material |
| US4965095A (en) * | 1979-03-30 | 1990-10-23 | Alloy Surfaces Company, Inc. | Method for refurbishing used jet engine hot section airfoils |
| GB2081246B (en) * | 1980-07-25 | 1984-03-14 | Rolls Royce | Thermal barrier coating composition |
| US4450184A (en) * | 1982-02-16 | 1984-05-22 | Metco Incorporated | Hollow sphere ceramic particles for abradable coatings |
| US4615913A (en) * | 1984-03-13 | 1986-10-07 | Kaman Sciences Corporation | Multilayered chromium oxide bonded, hardened and densified coatings and method of making same |
| US5514482A (en) * | 1984-04-25 | 1996-05-07 | Alliedsignal Inc. | Thermal barrier coating system for superalloy components |
| DE3602252A1 (de) * | 1986-01-25 | 1987-07-30 | Bbc Brown Boveri & Cie | Verfahren zur herstellung einer schutzschicht |
| US5034358A (en) * | 1989-05-05 | 1991-07-23 | Kaman Sciences Corporation | Ceramic material and method for producing the same |
| US5043378A (en) * | 1991-03-21 | 1991-08-27 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | High temperature silicide protective coating slurry |
-
1996
- 1996-11-08 US US08/745,232 patent/US5759932A/en not_active Expired - Lifetime
-
1997
- 1997-11-03 DE DE19748461A patent/DE19748461B4/de not_active Expired - Lifetime
- 1997-11-06 GB GB9723491A patent/GB2319248B/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-11-06 JP JP30323697A patent/JP4260235B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1998
- 1998-01-26 US US09/013,272 patent/US5985368A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001064783A (ja) * | 1999-06-21 | 2001-03-13 | General Electric Co <Ge> | セラミック超合金物品 |
| JP2001226759A (ja) * | 1999-10-01 | 2001-08-21 | General Electric Co <Ge> | 保護皮膜の表面を平滑化する方法 |
| JP2010000505A (ja) * | 2008-06-23 | 2010-01-07 | General Electric Co <Ge> | 遮熱コーティングの補修方法並びに得られる補修コーティング |
| JP2011032160A (ja) * | 2009-07-31 | 2011-02-17 | General Electric Co <Ge> | 耐環境コーティングを製造するためのスラリー組成物及びそれからなる耐環境コーティング |
| US8986779B2 (en) | 2009-07-31 | 2015-03-24 | General Electric Company | Methods of improving surface roughness of an environmental barrier coating and components comprising environmental barrier coatings having improved surface roughness |
| US9073793B2 (en) | 2009-07-31 | 2015-07-07 | General Electric Company | Slurry compositions for making environmental barrier coatings and environmental barrier coatings comprising the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB9723491D0 (en) | 1998-01-07 |
| DE19748461B4 (de) | 2010-09-02 |
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| DE19748461A1 (de) | 1998-06-18 |
| GB2319248B (en) | 2000-12-13 |
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