KR100597162B1 - 산화될 수 있는 층을 갖는 세라믹 - Google Patents

산화될 수 있는 층을 갖는 세라믹 Download PDF

Info

Publication number
KR100597162B1
KR100597162B1 KR1019997012322A KR19997012322A KR100597162B1 KR 100597162 B1 KR100597162 B1 KR 100597162B1 KR 1019997012322 A KR1019997012322 A KR 1019997012322A KR 19997012322 A KR19997012322 A KR 19997012322A KR 100597162 B1 KR100597162 B1 KR 100597162B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
silicon
film
substrate
intermediate layer
coating
Prior art date
Application number
KR1019997012322A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20010020524A (ko
Inventor
왕홍유
루트라크리샨랄
Original Assignee
제너럴 일렉트릭 캄파니
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 제너럴 일렉트릭 캄파니 filed Critical 제너럴 일렉트릭 캄파니
Publication of KR20010020524A publication Critical patent/KR20010020524A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100597162B1 publication Critical patent/KR100597162B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/009—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone characterised by the material treated
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
    • C04B35/56—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides
    • C04B35/565—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides based on silicon carbide
    • C04B35/573—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides based on silicon carbide obtained by reaction sintering or recrystallisation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
    • C04B41/52—Multiple 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/80—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone of only ceramics
    • C04B41/81—Coating or impregnation
    • C04B41/89—Coating or impregnation for obtaining at least two superposed coatings having different compositions
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y10T428/12535—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.] with additional, spatially distinct nonmetal component
    • Y10T428/12611—Oxide-containing component

Abstract

본 발명에 따르는 제품은 규소-함유 기판 및 외부 환경/열 차단 피막을 포함한다. 외부 환경/열 차단 피막은 주위 산화제의 확산에 대해 투과성이고 규소-함유 기판은 산화제와의 반응에 의해 산화되어 하나 이상의 기체상 생성물을 형성한다. 본 발명에 따르는 제품은 규소-함유 기판과 산화제가 반응하기 전에 우선적으로 산화제와 반응하여 비기체상 생성물로 산화될 수 있는 환경/열 차단 피막과 규소-함유 기판 사이의 중간 층/피막을 포함한다. 제품을 제조하는 방법은 산화제와의 반응에 의해 하나 이상의 기체상 생성물로 산화될 수 있는 규소계 기판을 형성하는 단계; 및 중간 층/피막을 상기 기판상에 피복하는 단계를 포함하고, 이때 중간 층/피막은 규소-함유 기판과 산화제가 반응하기 전에 우선적으로 산화제와 반응하여 비기체상 생성물로 산화될 수 있다.

Description

산화될 수 있는 층을 갖는 세라믹{CERAMIC WITH OXIDISABLE LAYER}
본 발명은 규소-함유 기판 및 중간 층/피막을 외부 차단 피막(예: 보호용 환경/열 차단 피막(environmental/thermal barrier coating; E/TBC))과 함께 포함하는 제품에 관한 것이다.
본 발명은 나사(NASA)에 의한 계약 번호 제 NAS3-26385 호하에 정부지원을 받아 이루어진 것이다. 정부는 본 발명에 대해 일정한 권리를 가질 수 있다.
규소-함유 기판은 예를 들면, 열 교환기 및 고급 내연 엔진과 같은 고온에서 사용되는 구조물에 사용되어 왔다. 규소-함유 기판은 또한 기체 터빈 엔진에 사용된다. 높은 작동 온도는 기체 터빈 엔진의 효율을 증가시킨다. 규소계 복합체 세라믹이 초음파 사업용 항공기를 위한 연소기관용 물질로서 제안되었다. 그러나, 물-함유 환경을 비롯한 많은 응용분야에서, 규소계 기판은 휘발성 종(예: 수산화규소, Si(OH)4)의 형성 때문에 질량이 떨어지고 손실된다. 휘발 또는 부식에 기인한 감쇠율이 허용할 수 없을 정도로 높아서 환경/열 차단 피막(E/TBC)과 같은 환경에 대한 내성이 높은 외부 차단 피막이 필요할 경우가 많다.
외부 차단 피막은 이트리아 안정화 지르코니아와 같은 화학적으로 안정화된 지르코니아를 포함하는 환경/열 차단 피막(E/TBC)이다. 이러한 피막은, 기판 물질이 피막을 통해 매우 신속하게 확산되어 하위 규소-함유 기판에 도달할 수 있는 주위 산소와 직접 접촉하지 않도록 할 수 있다. 규소-함유 기판의 산화반응은 다양한 기체상 생성물의 형성을 포함한다. 예를 들면, 하기 반응식 1 및 2가 탄화규소(SiC) 및 질화규소(Si3N4)상의 공격을 입증한다:
SiC(s) + O2(g) → SiO2(s) + COx(g)
상기 식에서,
x는 1 또는 2이다.
Si3N4(s) + O2(g) → SiO2(s) + NOx(g)
상기 식에서,
x는 0.5 내지 3이다.
기체상 생성물의 형성은 계내의 산소 분압에 달려 있다. 이러한 기체상 종은 실리카(SiO2) 및 그 밖의 산화물에서 낮은 용해도 및 확산성을 갖고, 외부 피막/기판 계면에서 포획되어 공극을 형성하게 한다. 승온에서 공극 안의 기체의 압력은 충분히 커서 폭발을 유발한다. 공극은 또한 서로 결합되어 경계없는 큰 계면 영역을 형성함으로써 피막 파열을 초래한다.
따라서, 환경/열 차단 피막(E/TBC)과 규소계 기판 사이의 계면 영역에서 기체상 산화 생성물의 형성을 방지할 필요가 있다.
발명의 요약
본 발명은 피막―기판 계면에서 기체상 생성물의 형성을 방지하거나 실질적으로 감소시키는 제품을 제공한다. 본 발명은 규소-함유 기판 및 하나 이상의 외부 환경/열 차단 피막을 포함하는 제품이다. 외부 환경/열 차단 피막은 환경 산화제의 확산에 투과성이고 기판은 산화제와의 반응에 의해 산화되어 하나 이상의 기체상 생성물을 형성한다. 본 발명에 따르는 제품은 규소-함유 기판과 외부 환경/열 차단 피막 사이에 중간 층/피막을 포함하며, 이때 중간 층/피막은 규소-함유 기판이 산화제와 반응하기 전에 산화제와 반응하여 비기체상 생성물로 산화될 수 있다.
또 다른 양태에서, 본 발명은 산화제와의 반응에 의해 산화되어 하나 이상의 기체상 생성물을 형성할 수 있는 규소-함유 기판을 형성하는 단계; 및 중간 층/피막을 상기 규소-함유 기판상에 피복하는 단계를 포함하는, 제품을 제조하는 방법에 관한 것으로서, 이때 중간 층/피막은 규소-함유 기판이 산화제와 반응하기 전에 우선적으로 산화제와 반응하여 비기체상 생성물로 산화될 수 있다.
도 1은 중간 층/피막 없는 제품에 대한 현미경 사진이다.
도 2는 중간 층/피막을 갖는 제품에 대한 현미경 사진이다.
도 3은 규소 용융 침윤에 의해 형성된 중간 층/피막을 갖는 제품에 대한 현미경 사진이다.
본 발명에 따르면, 제품은 규소-함유 기판 및 중간 층/피막을 포함한다. 본 발명은 중간 층/피막에 피복된 하나 이상의 외부 환경/열 차단 피막을 추가로 포함한다. 중간 층/피막은 외부 환경/열 차단 피막―기판 계면에서 공극을 형성하는 기체상 생성물의 형성을 방지한다. 공극은 폭발성이고 상호연결되어 경계없는 큰 계면 영역을 형성할 수 있다. 이는 피막 파열 및 규소-함유 기판과 외부 환경/열 차단 피막 사이의 감가 결합을 초래한다.
본 발명에 따르면, 규소-함유 기판과 산화제의 반응에 의해 방출될 수 있는 기체상 생성물을 감소시키기 위한 중간 층/피막이 제공된다. 중간 층/피막은 우선적으로 산화제와 반응하여 비기체상 생성물을 형성한다.
중간 층/피막은 산화제와 우선적으로 반응하여 비기체상 생성물을 형성하는 임의의 적절한 무기 화합물을 포함한다. 중간 층/피막의 예는 원소성 규소(Si), 열 또는 기계적 성질을 향상시키기 위해 하나 이상의 추가의 상을 갖는 규소(예: 탄화규소(SiC) 또는 질화규소(Si3N4) 또는 탄화규소 및 질화규소), 및 규소 합금(예: 규소 알루미늄(Si-Al), 규소 크롬(Si-Cr), 규소 마그네슘(Si-Mg), 규소 칼슘(Si-Ca), 규소 몰리브덴(Si-Mo) 및 규소 티탄(Si-Ti))을 포함한다. 규소-합금의 산화 생성물을 통한 산화제의 투과성이 낮아서(실리카와 비교하여) 중간 층/피막의 신속한 산화를 방지할 수 있도록 규소-합금을 선택한다. 바람직하게는, 중간 층/피막은 규소를 포함한다.
규소 중간 층/피막의 두께는 규소 산화에 대한 다음 문헌의 데이타를 기준으로 평가할 수 있다[참조: 딜(B.E.Deal) 및 그로브(A.S.Grove), "General Relationship for the Thermal Oxidation of Silicon", J.Appl Phys., 36[12] 3770-78(1965)]. 결과를 표 1에 요약한다. 계산을 건조 산소(O2) 환경에서 규소 산화에 대해 수행하고, 연소 기체중의 물(H2O)은 산소 피막을 통해 투과하지 않을 것으로 추정된다. 고온(1100 내지 1400℃)에서 산화를 위한 시간은 4,500 시간이다. 따라서, 규소의 밀집된 균일층/피막을 피복하면, 약 1400℃ 이하에서 4,500 고온 시간 피복동안 약 0.5 밀(12.7 ㎛)의 피막 두께가 생성된다. 그러나, 약 1 내지 2밀의 두께가 더욱 실용적일 수 있다.
4,500 시간 동안 상이한 온도에서 산화된 규소의 두께
온도(℃) O2 확산도(㎛2/시간) 형성된 SiO2의 두께(㎛) 산화된 Si의 두께(㎛)
1100 0.027 11.0 4.8(0.1 밀)
1200 0.045 14.2 6.3(0.2 밀)
1300 0.075 18.4 8.1(0.3 밀)
1400 0.136 24.7 10.9(0.4 밀)
적절한 규소-함유 기판은 탄화규소(SiC) 및 질화규소(Si3N4), 뿐만 아니라 니오븀 규소 합금, 몰리브덴 규소 합금 등과 같은 규소 합금을 포함한다. 규소-함유 기판은 단일체 또는 복합체일 수 있다. 복합체는 보강 섬유, 미립자 또는 위스커 및 규소계 매트릭스를 포함한다. 예시적인 섬유, 미립자 또는 위스커는 탄화규소-함유, 탄소-함유, 규소-함유, 또는 이들의 혼합물이다. 섬유, 미립자 또는 위스커는 선택적으로 하나 이상의 피막, 예를 들면 질화규소, 붕화규소, 또는 탄화규소 피막을 포함한다. 매트릭스는 용융 침윤(melt infiltration; MI), 화학적 증기 침윤(chemical vapor infiltration; CVI) 또는 그 밖의 기술에 의해 가공될 수 있다. 예시적인 규소-함유 기판은 단일체 탄화규소(SiC) 및 질화규소(Si3N4), 탄화규소(SiC) 섬유-보강된 탄화규소(SiC) 매트릭스 복합체, 탄소 섬유-보강된 탄화규소(SiC) 매트릭스 복합체, 및 탄화규소(SiC) 섬유-보강된 질화규소(Si3N4) 복합체를 포함한다. 바람직한 기판은 규소 용융 침윤에 의해 가공된 탄화규소(SiC) 섬유-보강된 규소-탄화규소(Si-SiC) 매트릭스 복합체를 포함한다.
외부 환경/열 차단 피막의 예는, 결합 피막을 갖거나 갖지 않은 화학적으로 안정화된 지르코니아, 알루미나, 및 알루미나 실리케이트이다. 화학적으로 안정화된 지르코니아는 이트리아 안정화 지르코니아, 스칸디아 안정화 지르코니아, 칼시아 안정화 지르코니아, 및 마그네시아 안정화 지르코니아를 포함한다. 예시적인 결합 피막은 멀라이트(mullite), 개질된 멀라이드, MCrAlY(이때, M은 니켈, 철, 코발트, 니켈 및 코발트, 및 이들의 혼합물이다)이다. 개질된 멀라이트는 멀라이트 및 개질화제 성분을 포함한다. 멀라이트를 위한 개질화제 성분은 일반식 MO·Al2O3·2SiO2(이때, M은 알칼리 토 원소이다)의 알칼리 토 알루미노실리케이트를 포함한다. 일반식 MO·Al2O3·2SiO2의 바람직한 개질화제 성분은 바륨 장석(BaO·Al2O3·2SiO2), 스트론튬 장석(SrO·Al2O3·2SiO2), 및 바륨 장석(BaO·Al2O3·2SiO2)과 스트론튬 장석(SrO·Al2O3·2SiO2)의 배합물을 포함한다. 바람직하게는, 알칼리 토 알루미노실리케이트는 단사정계 중토장석(celsian) 결정성 상을 갖는다. 가장 바람직한 알루미노실리케이트는 BSAS로서 언급되는 (BaO)0.75(SrO)0.25·Al2O3·2SiO2, CAS로서 언급되는 CaO·Al2O3·2SiO2 및 BaO·Al2O3·2SiO2를 포함한다. 다른 적절한 개질화제는 NaZr2P3O12, Ba1.25Zr4P5.5Si0.5O24, Ca0.5Sr0.5Zr4(PO4)6 및 Ca0.6Mg0.4Sr4(PO4)6과 같은 NZP류로서 언급되는 물질을 포함한다. 다른 바람직한 개질화제 성분은 이트륨 실리케이트, 칼슘 알루미네이트(예: 3Ca0.5·5Al2O3), 알루미늄 티타네이트(예: Al2O3·TiO3), 코디에라이트(2MgO·Al2O3·5SiO2), 용융 실리카(SiO2) 및 규소(Si)를 포함한다. 이들 물질은 또한 멀라이트와 화학적으로 상용가능하다.
개질화제 성분은 약 5 내지 약 50체적%의 범위로 개질된 멀라이트 피막에 첨가될 수 있다. 바람직하게는, 개질화제 성분은 개질화제 멀라이트 피막의 약 10 내지 약 30체적%로 존재하고 가장 바람직하게는 약 15 내지 25체적%로 존재한다.
바람직하게는, 중간 층/피막은 규소를 포함하고 탄화규소(SiC) 또는 질화규소(Si3N4) 기판과 외부 환경/열 차단 피막(예: 개질된 멀라이트 결합 피막을 갖는 이트리아-안정화 지르코니아) 사이에 피복된다.
본 발명의 제품은 기체 터빈 엔진 부품과 같은 낱개의 복합 제품으로서 사용될 수 있다.
중간 층/피막이 규소를 포함하면, 규소는 우선적으로 산소와 반응하여 비기체상 생성물을 생성하여, 규소-함유 기판과 환경/열 차단 피막 사이의 결합을 손상시킬 수 있는 공극 형성을 감소시킨다. 또한, 생성된 산화규소(SiO2)는 낮은 산소투과성을 갖는다. 따라서, 중간 층/피막은 2개 이상의 메카니즘에 의해 기판 층으로의 산소의 투과를 방해하는 보호 장벽으로서 작용한다. 기체 발생의 공급원을 제거하여, 외부 피막과 규소-함유 기판 사이의 계면에서 축적될 수 있는 공극을 방지한다. 또한, 우선적인 반응의 생성물은 규소-함유 기판으로 미반응된 산소가 투과하는데 대한 차단물을 제공한다.
규소 중간 층/피막은 추가의 장점을 제공할 수 있다. 규소는 탄화규소(SiC) 및 멀라이트와 유사한 열 팽창 계수(coefficient of thermal expansion; CTE)를 갖는다. 따라서, 중간 규소 층/피막은, 탄화규소(SiC) 기판과 멀라이트 피막 또는 외부 환경/열 차단 피막과의 조합으로 사용될 때, 환경/열 차단 피막과 규소-함유 기판 사이의 열 응력을 최소화할 수 있다. 본 발명의 바람직한 제품은 탄화규소(SiC) 섬유, 및 규소를 포함하는 중간 층/피막으로 보강된 용융 침윤된 규소-탄화규소(Si/SiC) 매트릭스인 규소-함유 기판을 포함한다. 외부 환경/열 차단 피막(예: 결합 피막(예: 멀라이트, MCrAlY(이때, M은 니켈, 철, 코발트 및 이들의 혼합물이다))) 및 이트리아 안정화 지르코니아를 중간 규소 층/피막에 피복한다. 용융 침윤된 규소-탄화규소(Si/SiC) 복합체의 매트릭스는 약 10 내지 20 체적%(vol%) 잔사성 규소를 포함한다. 잔사성 기판 규소는 규소-함유 기판과 규소 중간 층/피막 사이의 열 팽창 계수(CTE)의 부조화를 감소시킨다. 이러한 실시양태에서, 규소 중간 층/피막은 침윤 과정의 연장부(이때, 과량의 규소 침윤물이 규소-함유 기판의 표면상의 규소 또는 규소-풍부 층/피막을 증강시키기 위해 사용된다)로서 작용할 수 있다. 또한, 규소 중간 층/피막은 규소-함유 기판을 규소 용융물안에 단순히 담금으로써 피복될 수 있다. 모든 피복물이 규소-함유 기판의 표면상에 밀집되고 균일한 규소 층/피막을 제공한다. 이어서 외부 환경/열 차단 피막을 어떠한 주요 처리도 하지 않고 중간 규소 층/피막상으로 직접 피복할 수 있다. 상부 산화규소(SiO2)를 형성하기 위해 규소 층/피막을 예비산화하면 산화물 외부 차단 피막의 결합을 향상시킬 수 있다. 중간 층/피막은 또한 화학적 증착(CVD), 열분사, 용액계 기술 또는 그 밖의 방법에 의해 피복될 수도 있다.
외부 환경/열 차단 피막이 규소-함유 기판보다 큰 열 팽창 계수(CTE)를 갖는 산화물이면, 시동 또는 작동중지중과 같은 온도 변화중, 또는 고온(약 1000℃ 이상)에서 피막중의 "과열점"의 결과로서 응력이 발생할 수 있다. 열응력은 이들 제품에서 피막 파괴 및 결합 피막 파괴의 주요 원인이다. 본 발명의 중간 층/피막은 또한 변형-완화 순응형 대역으로서 작용하기 때문에, 이들 제품과 함께 사용될 때 특히 유리하다. 규소는 약 600℃보다 큰 온도에서 가소성으로 변형된다(10 MPa 이상으로 전단 강도를 유지하면서). 이러한 가소성은 층/피막상에서 발휘되는 열 응력을 감소시키고, 따라서 층/피막 수명을 연장시킨다.
본 발명의 또 다른 양태에서, 중간 층/피막의 성능은 규소 합금 층/피막을 사용하거나 또는 내화성 제 2 상을 규소 중간 층/피막상으로 첨가함으로써 외부 차단 피막을 통해 확산된 고온에 견딜 수 있도록 조절할 수 있다. 규소계 내화제, 탄화규소(SiC) 및 질화규소(Si3N4)는 탄화규소(SiC)와 규소 리트라이드(Si3N4)의 비율이 기체 발생을 제거할 목적이 없어지지 않도록 제한되는 한 이러한 목적에 사용될 수 있다. 일반적으로, 탄화규소(SiC)와 질화규소(Si3N4)의 체적%는 약 20% 이하로 제한되어야 한다. 그 밖의 비-기체 발생 내화상(예: 산화규소(SiO2) 및 산화 알루미늄(Al2O3))이, 이들이 중간 층/피막의 내산성을 손상시키지 않는다면 사용할 수 있다.
섬유-보강된 탄화규소(SiC) 매트릭스 조성물은 섬유 및 매트릭스를 보호하기 위해 CVD 탄화규소(SiC) 상도막을 가질 수 있다. 본 발명에 따라, 탄화규소(SiC)의 일부 또는 모두가 규소 또는 규소-합금 중간 층/피막으로 대체될 수 있다. 규소는 탄화규소(SiC)보다 낮은 열 팽창 계수(CTE)를 갖는다. 따라서, 본 발명의 중간 층/피막은, 중간 층/피막―외부 환경/열 차단 피막 계면 사이의 계면에서 보다 중간 층/피막―기판 계면에서 높은 탄화규소(SiC) 농도를 갖는 구배 층/피막을 포함할 수 있다. 규소 농도는 중간 층/피막―기판 계면 사이의 계면에서보다 외부 환경/열 차단 피막―중간 층/피막 계면으로 향할수록 크다. 중간 층/피막의 최종 층은 본질적으로 규소로 구성된다. 규소 및 탄화규소의 공침착은 예를 들면, 실리콘 테트라클로라이드(CH3SiCl3) 및 수소가 사용될 때 수소/규소(H/Si)비를 제어함으로써 가능하다.
다음 실시예는 단지 본 발명을 설명하기 위한 것이지 본 발명을 제한하고자 함이 아니다.
실시예 1
이들 실시예에서, 중간 층/피막을 탄화규소(SiC) 섬유-보강되고 용융-침윤된 규소-탄화규소(Si-SiC) 매트릭스에 피복하였다. 60 ㎛ 두께 규소 중간 층/피막을 SiCl2H2 및 수소로 1100℃에서 및 약 0.9 Torr 압력에서 약 50분 동안 침착시켰다. 약 1 내지 2 밀 두께의 풀라즈마 멀라이트 결합 피막을 약 1 밀 두께인 플라즈마 이트리아 안정화 지르코니아 상도막으로 침착시켰다. 피막을 약 200 시간 동안 1300 ℃에서 산화 시험하였다.
규소 증간 층/피막을 포함하는 피막과 규소 중간 층/피막을 포함하지 않은 피막간의 비교 결과가 SEM 현미경 사진에 나와 있고, 이때 도 1은 규소 중간 층/피막이 없고 도 2는 규소 중간 층/피막이 있다.
공기중에서 200시간 동안 1300℃에서 산화 후, 규소 중간 층/피막 없는 샘플은 피막/기판 계면에서 심각한 기공 형성 및 해교를 나타내었다. 규소 중간 층/피막을 갖는 샘플은 규소 중간 층/피막과 규소-함유 기판 사이의 양호한 결합 및 규소 중간 층과 외부 환경/열 차단 피막 사이의 양호한 결합을 나타내었다. 어떠한 기공 형성이나 해교도 피막―Si 중간 층/피막 계면에서 나타나지 않았다.
실시예 2
또 다른 실시예에서, 규소 중간 층/피막을 탄화규소(SiC) 섬유-보강되고 용융 침윤된 규소-탄화규소(Si-SiC) 매트릭스 복합체의 표면에 용융침윤에 의해 피복하였다. 이트리아 안정화 지르코니아(YSZ)-멀라이트 환경/열 차단 피막을 중간 규소 층/피막에 피복하였다. 도 3은 모든 층 사이의 양호한 결합을 나타낸다.
상기 실시예로부터 중간 규소 층/피막이 결합을 향상시키고 환경/열 차단 피막(E/TBC)과 규소-함유 기판 사이의 계면 영역에서 기체상 산화 생성물을 형성하지 않음을 알 수 있다.

Claims (41)

  1. 산화제와 반응하여 하나 이상의 기체상 생성물로 산화될 수 있는 규소-함유 기판; 및
    상기 기판상에 피복되고, 상기 산화제와의 반응에 의해 산화되어 비기체상 생성물을 형성할 수 있으며, (i) 규소 또는 규소-함유 합금이거나 또는 (ii) 규소 또는 규소-함유 합금으로 이루어진 최종 층을 갖는 중간 층/피막
    을 포함하는 제품.
  2. 제 1 항에 있어서,
    주위 산화제와 반응하여 하나 이상의 기체상 생성물로 산화될 수 있는 규소-함유 기판;
    상기 산화제의 확산에 대해 투과성인 외부 환경/열 차단 피막; 및
    상기 산화제와 반응하여 산화되어 비기체상 생성물을 형성할 수 있는, 상기 기판과 상기 환경/열 차단 피막 사이의 중간 층/피막
    을 포함하는 제품.
  3. 제 1 항에 있어서,
    기판이 탄화규소 또는 질화규소의 단일체 또는 복합체인 제품.
  4. 제 2 항에 있어서,
    외부 환경/열 차단 피막이 이트리아-안정화 지르코니아, 스칸디아-안정화 지르코니아, 칼시아-안정화 지르코니아, 마그네시아-안정화 지르코니아, 알루미나, 알루미나 실리케이트 또는 이들의 혼합물을 포함하는 제품.
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    규소 함유 합금이 규소 알루미늄(Si-Al), 규소 크롬(Si-Cr), 규소 마그네슘(Si-Mg), 규소 칼슘(Si-Ca), 규소 몰리브덴(Si-Mo) 및 규소 티탄(Si-Ti)으로 이루어진 군으로부터 선택된 제품.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제 1 항에 있어서,
    기판이 탄화규소(SiC), 질화규소(Si3N4), 탄화규소(SiC) 섬유-보강된 탄화규소(SiC) 매트릭스 복합체, 탄소 섬유-보강된 탄화규소(SiC) 매트릭스 복합체 또는 탄화규소(SiC) 섬유-보강된 질화규소(Si3N4) 복합체를 포함하는 제품.
  10. 제 1 항에 있어서,
    기판이 규소 용융 침윤에 의해 가공된 탄화규소(SiC) 섬유-보강된 규소-탄화규소(Si-SiC) 매트릭스 복합체를 포함하는 제품.
  11. 제 2 항에 있어서,
    외부 환경/열 차단 피막의 열 팽창 계수보다 낮은 열 팽창 계수를 갖는 규소-함유 기판을 포함하고, 중간 층/피막이 기판과 외부 환경/열 차단 피막 사이의 열 응력을 감소시키는 제품.
  12. 제 11 항에 있어서,
    중간 층/피막이 규소로 이루어진 제품.
  13. 제 2 항에 있어서,
    기판이 탄화규소(SiC)를 포함하고,
    중간 층/피막이, 중간 층/피막과 외부 환경/열 차단 피막 사이의 계면에서보다 중간 층/피막과 기판 사이의 계면에서 더 높은 탄화규소(SiC) 농도를 갖고 외부 환경/열 차단 피막과 중간 층/피막 사이의 계면에서 규소 농도를 증가시키는 구배 층/피막을 포함하는 제품.
  14. 제 2 항에 있어서,
    기판이 규소 용융 침윤에 의해 형성된 규소계 비산화물 세라믹 매트릭스 조성물이고, 중간 층/피막이 규소인 제품.
  15. 제 2 항에 있어서,
    탄화규소(SiC) 섬유-보강되고 용융-침윤된 규소-탄화규소(Si-SiC) 매트릭스 기판, 멀라이트(mullite)-결합된 이트리아 안정화 지르코니아 외부 환경/열 차단 피막, 및 규소 중간 층/피막을 포함하는 제품.
  16. 제 1 항에 있어서,
    엔진 부품으로 성형된 제품.
  17. 제 1 항에 있어서,
    주위 산화제와 반응하여 하나 이상의 기체상 생성물로 산화될 수 있는, 부품으로 성형되는 규소-함유 기판;
    상기 산화제의 확산에 대해 투과성인 외부 환경/열 차단 피막; 및
    상기 기판과 상기 산화제가 반응하기 전에 우선적으로 상기 산화제와의 반응에 의해 산화되어 비기체상 생성물을 형성하는, 상기 기판과 상기 환경/열 차단 피막 사이의 연속 중간 층/피막을 포함하는 제품.
  18. 산화제와 반응하여 하나 이상의 기체상 생성물로 산화될 수 있는 규소-함유 기판을 형성하는 단계; 및
    상기 산화제와의 반응에 의해 산화되어 비기체상 생성물을 형성할 수 있으며 (i) 규소 또는 규소-함유 합금이거나 또는 (ii) 규소 또는 규소-함유 합금으로 이루어진 최종 층을 갖는 중간 층/피막을 상기 기판상에 피복하는 단계
    를 포함하는,
    제품의 제조방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    화학적 증착, 용융 침윤, 열 분사 또는 용액계 기술에 의해 중간 층/피막을 피복하는 단계를 포함하는 방법.
  20. 제 18 항에 있어서,
    외부 환경/열 차단 피막을 중간 층/피막상에 피복하는 단계를 추가로 포함하고, 상기 외부 환경/열 차단 피막이 산화제의 확산에 대해 투과성인 방법.
  21. 제 20 항에 있어서,
    기판이 탄화규소(SiC) 기판이고,
    규소 중간 층/피막을 기판상에 피복하여 기판과 외부 환경/열 차단 피막 사이의 열 응력을 감소시키는 단계를 포함하는 방법.
  22. 제 20 항에 있어서,
    중간 층/피막과 외부 환경/열 차단 피막 사이의 계면에서보다 중간 층/피막과 기판 사이의 계면에서 더 높은 탄화규소(SiC) 농도를 갖고 외부 환경/열 차단 피막과 중간 층/피막 사이의 계면에서 규소 농도를 증가시키는 구배 피막으로서 규소 중간 층/피막을 피복하는 단계를 포함하는 방법.
  23. 제 20 항에 있어서,
    기판이 외부 환경/열 차단 피막의 열 팽창 계수보다 낮은 열 팽창 계수를 갖고, 중간 층/피막을 상기 기판상에 피복하여 기판과 외부 환경/열 차단 피막 사이의 열 응력을 감소시키는 단계를 포함하는 방법.
  24. 제 23 항에 있어서,
    중간 층/피막이 규소를 포함하는 방법.
  25. 외부 환경/열 차단 피막을 피복하기 위한 규소계 비산화물 기판을 제공하는 단계; 및
    중간 층/피막을 상기 기판상에 피복하는 단계를 포함하고, 이때
    상기 외부 환경/열 차단 피막이 주위 산화제의 확산에 대해 투과성이고, 기판이 상기 산화제와의 반응에 의해 산화되어 하나 이상의 기체상 생성물을 형성할 수 있고,
    상기 중간 층이 상기 기판과 상기 산화제가 반응하기 전에 우선적으로 상기 산화제와 반응하여 비기체상 생성물로 산화되는,
    제 1 항에 따른 제품의 결합 강도를 향상시키는 방법.
  26. 제 18 항에 있어서,
    외부 이트리아-안정화 지르코니아 피막을 갖고 탄화규소-함유 섬유를 함유하는 규소-탄화규소 기판을 제공하는 단계; 및
    규소 중간 층/피막을 상기 기판상에 피복하는 단계를 포함하고, 이때
    상기 중간 층이 상기 기판과 상기 산화제가 반응하기 전에 우선적으로 상기 산화제와 반응하여 비기체상 생성물로 산화될 수 있는,
    제품의 제조방법.
  27. 제 26 항에 있어서,
    외부 환경/열 차단 피막이 결합 피막을 추가로 포함하는 방법.
  28. 제 27 항에 있어서,
    결합 피막이 멀라이트, 개질된 멀라이트 또는 MCrAlY(이때, M은 니켈, 철, 코발트, 또는 이들의 혼합물이다)인 방법.
  29. 제 28 항에 있어서,
    멀라이트 피막이 개질화제 성분을 포함하는 방법.
  30. 삭제
  31. 삭제
  32. 삭제
  33. 제 4 항에 있어서,
    외부 환경/열 차단 피막이 결합 피막을 추가로 포함하는 제품.
  34. 제 33 항에 있어서,
    결합 피막이 멀라이트, 개질된 멀라이트 또는 MCrAlY(이때, M은 니켈, 철, 코발트, 또는 이들의 혼합물이다)를 포함하는 제품.
  35. 제 34 항에 있어서,
    멀라이트 피막이 개질화제 성분을 포함하는 제품.
  36. 제 35 항에 있어서,
    개질화제 성분이 일반식 MO·Al2O3·2SiO2의 알칼리 토 알루미노실리케이트(이때, M은 알칼리 토 원소이다), 이트륨 실리케이트(YS), 칼슘 알루미네이트, 알루미늄 티타네이트, 코디에라이트, 용융 실리카, 규소, NaZr2P3O12, Ba1.25Zr4P5.5Si0.5O24, Ca0.5Sr0.5Zr4(PO4)6, Ca0.6Mg0.4Sr4(PO4)6, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 제품.
  37. 제 36 항에 있어서,
    일반식 MO·Al2O3·2SiO2가 바륨 장석(BaO·Al2O3·2SiO2), 스트론튬 장석(SrO·Al2O3·2SiO2), 또는 바륨 장석(BaO·Al2O3·2SiO2)과 스트론튬 장석(SrO·Al2O3·2SiO2)의 배합물을 포함하는 제품.
  38. 제 37 항에 있어서,
    알루미노실리케이트가 (BaO)0.75(SrO)0.25·Al2O3·2SiO2(BSAS), CaO·Al2O3·2SiO2(CAS) 또는 이들의 배합물을 포함하는 제품.
  39. 제 1 항에 있어서,
    탄화규소(SiC) 섬유-보강되고 용융 침윤된 규소-탄화규소(Si-SiC) 매트릭스 기판, 멀라이트 결합 피막, 이트리아 안정화 지르코니아 외부 환경/열 차단 피막 및 규소 중간 층/피막을 포함하는 제품.
  40. 제 39 항에 있어서,
    멀라이트 피막이 개질화제 성분을 포함하는 제품.
  41. 제 40 항에 있어서,
    개질화제 성분이 (BaO)0.75(SrO)0.25·Al2O3·2SiO2(BSAS), CaO·Al2O3·2SiO2(CAS) 또는 이들의 배합물을 포함하는 제품.
KR1019997012322A 1998-04-27 1999-04-27 산화될 수 있는 층을 갖는 세라믹 KR100597162B1 (ko)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US8320798P 1998-04-27 1998-04-27
US60/083,207 1998-04-27
US09/299,418 1999-04-26
US09/299,418 US6299988B1 (en) 1998-04-27 1999-04-26 Ceramic with preferential oxygen reactive layer
PCT/US1999/009035 WO1999058472A2 (en) 1998-04-27 1999-04-27 Ceramic with oxidisable layer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20010020524A KR20010020524A (ko) 2001-03-15
KR100597162B1 true KR100597162B1 (ko) 2006-07-05

Family

ID=22176868

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019997012322A KR100597162B1 (ko) 1998-04-27 1999-04-27 산화될 수 있는 층을 갖는 세라믹

Country Status (8)

Country Link
US (2) US6299988B1 (ko)
EP (1) EP0993424B1 (ko)
JP (1) JP4877880B2 (ko)
KR (1) KR100597162B1 (ko)
CZ (1) CZ301877B6 (ko)
DE (1) DE69907107T2 (ko)
TW (1) TW555725B (ko)
WO (1) WO1999058472A2 (ko)

Families Citing this family (100)

* 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
US6231998B1 (en) * 1999-05-04 2001-05-15 Siemens Westinghouse Power Corporation Thermal barrier coating
US6444335B1 (en) 2000-04-06 2002-09-03 General Electric Company Thermal/environmental barrier coating for silicon-containing materials
US20040175410A1 (en) * 2000-04-26 2004-09-09 Control Delivery Systems, Inc. Sustained release device and method for ocular delivery of carbonic anhydrase inhibitors
US6682821B2 (en) * 2001-12-28 2004-01-27 Kyocera Corporation Corrosion-resistant ceramics
US6759151B1 (en) 2002-05-22 2004-07-06 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Multilayer article characterized by low coefficient of thermal expansion outer layer
US6733908B1 (en) 2002-07-08 2004-05-11 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Multilayer article having stabilized zirconia outer layer and chemical barrier layer
US6929852B2 (en) * 2002-08-08 2005-08-16 Siemens Westinghouse Power Corporation Protective overlayer for ceramics
JP2004190977A (ja) * 2002-12-12 2004-07-08 Sony Corp 熱輸送装置、熱輸送装置の製造方法及び電子デバイス
US7226668B2 (en) 2002-12-12 2007-06-05 General Electric Company Thermal barrier coating containing reactive protective materials and method for preparing same
US6902836B2 (en) * 2003-05-22 2005-06-07 United Technologies Corporation Environmental barrier coating for silicon based substrates such as silicon nitride
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
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
US7060360B2 (en) 2003-05-22 2006-06-13 United Technologies Corporation Bond coat for silicon based substrates
US7241345B2 (en) * 2003-06-16 2007-07-10 Applied Materials, Inc. Cylinder for thermal processing chamber
US6844075B1 (en) 2003-10-06 2005-01-18 General Electric Company Environmental barrier coating
US6969555B2 (en) * 2003-10-06 2005-11-29 General Electric Company Aluminate coating for a silicon containing substrate
US7575039B2 (en) * 2003-10-15 2009-08-18 United Technologies Corporation Refractory metal core coatings
US7323247B2 (en) 2003-11-21 2008-01-29 Honeywell International, Inc. Oxidation barrier coatings for silicon based ceramics
US20050129973A1 (en) * 2003-12-16 2005-06-16 Eaton Harry E. Velocity barrier layer for environmental barrier coatings
US7919187B2 (en) * 2004-04-27 2011-04-05 General Electric Company Environmental barrier coating for silicon-containing substrates and process therefor
US7341797B2 (en) * 2004-04-27 2008-03-11 General Electric Company Environmental barrier coating for silicon-containing substrates and process therefor
US20060154093A1 (en) * 2005-01-13 2006-07-13 General Electric Company Multilayered environmental barrier coating and related articles and methods
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
US20060280955A1 (en) * 2005-06-13 2006-12-14 Irene Spitsberg Corrosion resistant sealant for EBC of silicon-containing substrate 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
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
US7357994B2 (en) * 2005-06-14 2008-04-15 General Electric Company Thermal/environmental barrier coating system for silicon-containing materials
US8017230B2 (en) * 2005-10-31 2011-09-13 Praxair S.T. Technology, Inc. Ceramic powders and thermal barrier coatings made therefrom
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
EP1996341B1 (en) 2006-02-20 2018-09-26 Kang N. Lee Article including enviromental barrier coating system
EP1862568A1 (en) * 2006-05-30 2007-12-05 Siemens Aktiengesellschaft Thermal barrier coating with tungsten-bronze structure
US7695830B2 (en) * 2006-09-06 2010-04-13 Honeywell International Inc. Nanolaminate thermal barrier coatings
WO2008085262A2 (en) * 2006-12-21 2008-07-17 Wahl Refractories, Llc Aluminum resistant refractory composition and method
FR2915494B1 (fr) * 2007-04-30 2009-07-24 Snecma Sa Procede pour realiser un depot d'alumine sur un substrat recouvert de sic
FR2915493B1 (fr) * 2007-04-30 2009-07-24 Snecma Sa Procede pour realiser un depot sur un substrat recouvert de sic
JP5365165B2 (ja) * 2007-12-04 2013-12-11 信越化学工業株式会社 ウエハ
US7993704B2 (en) * 2007-12-05 2011-08-09 Honeywell International Inc. Protective coating systems for gas turbine engine applications and methods for fabricating the same
US20090155554A1 (en) * 2007-12-17 2009-06-18 General Electric Company Environmental barrier coating and related articles and methods
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
EP2344590B1 (en) * 2008-09-30 2016-11-30 Rolls-Royce Corporation Coating including a rare earth silicate-based layer including a second phase
US8470460B2 (en) * 2008-11-25 2013-06-25 Rolls-Royce Corporation Multilayer thermal barrier coatings
JP5289275B2 (ja) * 2008-12-26 2013-09-11 株式会社東芝 蒸気タービン翼及び蒸気タービン翼の製造方法
FR2942516B1 (fr) 2009-02-24 2015-07-03 Saint Gobain Ct Recherches Assemblage affleurant.
FR2942517B1 (fr) 2009-02-24 2015-07-03 Saint Gobain Ct Recherches Materiau compliant.
FR2942471A1 (fr) * 2009-02-24 2010-08-27 Saint Gobain Ct Recherches Piece ceramique revetue.
FR2942515B1 (fr) 2009-02-24 2015-07-03 Saint Gobain Ct Recherches Dispositif d'assemblage.
US20110033630A1 (en) * 2009-08-05 2011-02-10 Rolls-Royce Corporation Techniques for depositing coating on ceramic substrate
US20110097589A1 (en) * 2009-10-28 2011-04-28 General Electric Company Article for high temperature service
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
US9194242B2 (en) 2010-07-23 2015-11-24 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
US9945036B2 (en) 2011-03-22 2018-04-17 General Electric Company Hot corrosion-resistant coatings and components protected therewith
US9428650B2 (en) 2012-12-11 2016-08-30 General Electric Company Environmental barrier coatings and methods therefor
CA2902984C (en) * 2013-03-05 2021-11-16 General Electric Company High temperature tolerant ceramic matrix composites and environmental barrier coatings
US9764989B2 (en) 2013-03-13 2017-09-19 Rolls-Royce Corporation Reactive fiber interface coatings for improved environmental stability
US20160160664A1 (en) 2013-03-15 2016-06-09 General Electric Company Recession resistant ceramic matrix composites and environmental barrier coatings
WO2014150393A2 (en) 2013-03-15 2014-09-25 Lazur Andrew J Method for producing high strength ceramic matrix composites
JP6411448B2 (ja) 2013-03-15 2018-10-24 ロールス−ロイス コーポレイション セラミックスマトリックス複合材料及びセラミックスマトリックス複合材料を製造する製造方法
US10094236B2 (en) 2013-03-15 2018-10-09 General Electric Company Recession resistant ceramic matrix composites and environmental barrier coatings
US9068275B2 (en) 2013-05-08 2015-06-30 General Electric Company Composite geometrical design for a grain starter in a bridgman investment casting process
US9527109B2 (en) 2013-06-05 2016-12-27 General Electric Company Coating process and coated article
US10363584B2 (en) 2013-08-30 2019-07-30 General Electric Company Methods for removing barrier coatings, bondcoat and oxide layers from ceramic matrix composites
US9561986B2 (en) 2013-10-31 2017-02-07 General Electric Company Silica-forming articles having engineered surfaces to enhance resistance to creep sliding under high-temperature loading
US20150118444A1 (en) 2013-10-31 2015-04-30 General Electric Company Methods of manufacturing silica-forming articles having engineered surfaces to enhance resistance to creep sliding under high-temperature loading
US20160215631A1 (en) 2014-07-29 2016-07-28 General Electric Company Article comprising environmental barrier coating
JP6727191B2 (ja) 2014-08-25 2020-07-22 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ 高温供用物品
US9920417B2 (en) 2014-10-27 2018-03-20 General Electric Company Article and method of making thereof
US10329205B2 (en) 2014-11-24 2019-06-25 Rolls-Royce Corporation Bond layer for silicon-containing substrates
US20160265367A1 (en) 2014-12-22 2016-09-15 General Electric Company Environmental barrier coating with abradable coating for ceramic matrix composites
US20160230570A1 (en) 2015-02-11 2016-08-11 Rolls-Royce High Temperature Composites Inc. Modified atmosphere melt infiltration
CN104876180A (zh) * 2015-04-29 2015-09-02 中国科学院半导体研究所 材料扩散互溶实现碳化硅键合的方法
US10392947B2 (en) 2015-07-13 2019-08-27 General Electric Company Compositions and methods of attachment of thick environmental barrier coatings on CMC components
US20170044930A1 (en) 2015-08-14 2017-02-16 General Electric Company Hot dust resistant environmental barrier coatings
US10690551B2 (en) 2016-02-12 2020-06-23 Rhode Island Council On Postsecondary Education Temperature and thermal gradient sensor for ceramic matrix composites and methods of preparation thereof
US20180106154A1 (en) 2016-10-13 2018-04-19 General Electric Company Contoured bondcoat for environmental barrier coatings and methods for making contoured bondcoats for environmental barrier coatings
CN107188615B (zh) * 2017-05-17 2019-08-23 佛山欧神诺陶瓷有限公司 一种具有释放负离子功能的陶瓷砖及其制备方法
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
US20190161416A1 (en) * 2017-11-27 2019-05-30 General Electric Company Pretreatment of High Temperature Ceramic Composites
US10782190B1 (en) * 2017-12-14 2020-09-22 University Of Rhode Island Board Of Trustees Resistance temperature detector (RTD) for ceramic matrix composites
US20210198160A1 (en) * 2018-12-20 2021-07-01 Rolls-Royce High Temperature Composites, Inc. Dense multi-phase bond coat
US11479515B2 (en) * 2018-12-21 2022-10-25 General Electric Company EBC with mullite bondcoat that includes an oxygen getter phase
US10927046B2 (en) * 2018-12-21 2021-02-23 General Electric Company EBC with mullite bondcoat having a non-oxide silicon ceramic
US11702728B2 (en) 2019-05-28 2023-07-18 Rolls-Royce Corporation Post deposition heat treatment of coating on ceramic or ceramic matrix composite substrate
US11535958B2 (en) * 2019-08-09 2022-12-27 Raytheon Technologies Corporation Fiber having integral weak interface coating, method of making and composite incorporating the fiber
US11655194B2 (en) * 2019-10-17 2023-05-23 General Electric Company Ceramic composites with an intermediate layer having a carbon sink material for high temperature applications
US11542208B2 (en) 2020-02-07 2023-01-03 Raytheon Technologies Corporation Environmental barrier 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
US11624289B2 (en) 2021-04-21 2023-04-11 Rolls-Royce Corporation Barrier layer and surface preparation thereof
US20230234896A1 (en) * 2022-01-27 2023-07-27 General Electric Company Bond coat including course oxygen getter particles

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0873288A (ja) * 1994-09-05 1996-03-19 Tokyo Electric Power Co Inc:The セラミックコーティング部材とその製造方法

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4676994A (en) * 1983-06-15 1987-06-30 The Boc Group, Inc. Adherent ceramic coatings
US4889776A (en) * 1987-08-17 1989-12-26 Barson Corporation Refractory metal composite coated article
AU2211488A (en) 1987-10-01 1989-04-06 Gte Laboratories Incorporated Oxidation resistant, high temperature thermal cyling resistant coatings on silicon-based substrates and process for the production thereof
US5035923A (en) * 1987-10-01 1991-07-30 Gte Laboratories Incorporated Process for the deposition of high temperature stress and oxidation resistant coatings on silicon-based substrates
US4950558A (en) 1987-10-01 1990-08-21 Gte Laboratories Incorporated Oxidation resistant high temperature thermal cycling resistant coatings on silicon-based substrates and process for the production thereof
US5741596A (en) 1989-02-21 1998-04-21 Boeing North American, Inc. Coating for oxidation protection of metal surfaces
JPH03153876A (ja) 1989-11-10 1991-07-01 Shin Etsu Chem Co Ltd 炭化珪素質部材
US5156912A (en) 1989-12-20 1992-10-20 The Standard Oil Company Multi-layer coatings for reinforcements in high temperature composites
US5441762A (en) 1991-03-22 1995-08-15 E. I. Du Pont De Nemours And Company Coating a composite article by applying a porous particulate layer and densifying the layer by subsequently applying a ceramic layer
JPH05117064A (ja) * 1991-04-09 1993-05-14 Tokyo Electric Power Co Inc:The ガスタービン用翼およびその製造方法
EP0519641A1 (en) * 1991-06-17 1992-12-23 General Electric Company Silicon carbide composite with coated fiber reinforcement and method of forming
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
US5393647A (en) * 1993-07-16 1995-02-28 Armand P. Neukermans Method of making superhard tips for micro-probe microscopy and field emission
JPH0789779A (ja) * 1993-09-20 1995-04-04 Hitachi Ltd 自己修復機能被覆材およびその製法
JPH07223884A (ja) * 1994-02-15 1995-08-22 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd 自己修復型耐酸化性被覆を有する炭素材料
FR2717472B1 (fr) 1994-03-16 1996-05-24 Aerospatiale Revêtement haute température, en deux couches, sur substrat céramique, son obtention et ses applications .
US5545337A (en) 1994-11-29 1996-08-13 Modar, Inc. Ceramic coating system or water oxidation environments
US5744777A (en) 1994-12-09 1998-04-28 Northwestern University Small particle plasma spray apparatus, method and coated article
US5763008A (en) 1995-01-06 1998-06-09 Trustees Of Boston University Chemical vapor deposition of mullite coatings
US5740515A (en) 1995-04-06 1998-04-14 Siemens Aktiengesellschaft Erosion/corrosion protective coating for high-temperature components
US5773141A (en) 1995-04-06 1998-06-30 General Electric Company Protected thermal barrier coating composite
US6102656A (en) 1995-09-26 2000-08-15 United Technologies Corporation Segmented abradable ceramic coating
US5723213A (en) 1995-10-18 1998-03-03 Northrop Grumman Corporation Integrated multiple-ceramic-layer fiber interfacial coating
US5763106A (en) 1996-01-19 1998-06-09 Hino Motors, Ltd. Composite powder and method for forming a self-lubricating composite coating and self-lubricating components formed thereby
US5847283A (en) * 1996-07-03 1998-12-08 Massachusetts Institute Of Technology Method and apparatus for the evaluation of a depth profile of thermo-mechanical properties of layered and graded materials and coatings
US5985470A (en) * 1998-03-16 1999-11-16 General Electric Company Thermal/environmental barrier coating system for silicon-based materials
US6444335B1 (en) * 2000-04-06 2002-09-03 General Electric Company Thermal/environmental barrier coating for silicon-containing materials

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0873288A (ja) * 1994-09-05 1996-03-19 Tokyo Electric Power Co Inc:The セラミックコーティング部材とその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
US6630200B2 (en) 2003-10-07
WO1999058472A8 (en) 2000-02-10
KR20010020524A (ko) 2001-03-15
US20020025454A1 (en) 2002-02-28
US6299988B1 (en) 2001-10-09
EP0993424B1 (en) 2003-04-23
CZ301877B6 (cs) 2010-07-14
TW555725B (en) 2003-10-01
DE69907107D1 (de) 2003-05-28
CZ9904430A3 (cs) 2000-12-13
WO1999058472A3 (en) 2000-03-16
JP2002511834A (ja) 2002-04-16
EP0993424A1 (en) 2000-04-19
JP4877880B2 (ja) 2012-02-15
WO1999058472A2 (en) 1999-11-18
DE69907107T2 (de) 2004-02-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100597162B1 (ko) 산화될 수 있는 층을 갖는 세라믹
US6610370B2 (en) Coated article and method of making
US6733908B1 (en) Multilayer article having stabilized zirconia outer layer and chemical barrier layer
JP5430820B2 (ja) 珪素含有材料のための遮熱／耐環境コーティングシステム
JP5068902B2 (ja) ジルコンコーティングを有するセラミック
US6607852B2 (en) Environmental/thermal barrier coating system with silica diffusion barrier layer
RU2436868C2 (ru) Защищенный против коррозии компонент из композитного материала с керамической матрицей, содержащей кремний
US6444335B1 (en) Thermal/environmental barrier coating for silicon-containing materials
US7407718B2 (en) Thermal/environmental barrier coating system for silicon-containing materials
US20090324930A1 (en) Protective coatings for silicon based substrates with improved adhesion
CN114195556A (zh) 耐高温陶瓷基质复合材料及环境障碍涂层
JP4753568B2 (ja) ＳｉＣ系繊維強化セラミックス複合材料耐環境コーティングおよびその製造方法
EP0993423B1 (en) Article having a modified mullite coating and method of making the same
Wang et al. Ceramic with preferential oxygen reactive layer
Wang et al. Coated article and method of making
Wang Ceramic with zircon coating
Wang et al. Coated article and method of making
JPH08175879A (ja) セラミックス基繊維複合材料

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130612

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140612

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150609

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160616

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170615

Year of fee payment: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180615

Year of fee payment: 13

EXPY Expiration of term