KR20010014740A - 이트륨 실리케이트의 열적/환경적 배리어 층이 구비된실리콘 함유 서브스트레이트가 포함된 제조물 - Google Patents

이트륨 실리케이트의 열적/환경적 배리어 층이 구비된실리콘 함유 서브스트레이트가 포함된 제조물 Download PDF

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주니어. 해리이.이튼
윌리암피.알렌
나탄에스.제이콥슨
강엔.리
엘리자베스제이.오필라
제임스엘.스마이얼리크
홍유왕
피터제이.메스크터
크리샨엘.루쓰라
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Abstract

본 발명은 서브스트레이트에 배리어 층이 함유된 실리콘이 포함된 제품에 관한 것으로서, 상기 실리콘 함유 서브스트레이트는 고온의 습한 환경에 노출되었을 때 휘발성을 갖는 규소계 기체화학종을 형성함으로써, 침식되거나 질량이 감소되는 것으로 밝혀지고 있는 바, 상기 실리콘 카바이드는 약 1200℃, 1기압의 수증기압과 같은 열악한 연료환경에 노출되었을 때, 약 1000시간당 6 mils의 비율로 중량감소와 침식이 발생되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 휘발성 규소계 기체화학종의 형성을 방지하는 실리콘 함유 서브스트레이트를 실리콘의 외측에 배리어 층을 형성하여 침식과 질량감소를 억제하고, 방열기능을 수행하며, 상기 서브스트레이트의 열팽창과 밀접히 관계되는 배리어 층을 갖는 서브스트레이트가 포함된 제조물을 제공함으로써, 상기 배리어 층은 상기 제품이 고온의 습한 환경에 노출시 규소계 기체화학종으로 기화되는 것을 방지하고, 상기 배리어가 주위의 배리어 층에 방열층으로서 기능할 수 있으며, 실리콘 함유 서브스트레이트의 상측과 비슷한 열팽창계수를 갖는 서브스트레이트의 상측에서 주위에 대한 방열층으로서 사용할 수 있는 효과가 있다.

Description

이트륨 실리케이트의 열적/환경적 배리어 층이 구비된 실리콘 함유 서브스트레이트가 포함된 제조물{SILICON BASED SUBSTRATE WITH YTTRIUM SILICATE ENVIRONMENTAL/THERMAL BARRIER LAYER}
본 발명은 코팅 막에 의하여 방열기능을 수행하는 배리어 층과 실리콘이 함유된 서브스트레이트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고온의 습한 환경에 노출되었을 때 Si(OH)x와 같이 규소계 기체화학종으로 기화되는 것을 방지하는 배리어 층에 관한 것이다.
실리콘을 함유하는 세라믹 물질과 실리콘을 함유하는 합금은 가스 터빈 엔진, 열교환기, 내연기관 등과 같이 고온에서 적용되는 제품에 적용될 수 있는 구조로 제안되었다. 싱기 물질로 구성된 제품은 고온의 습한 환경하에서 작동되는 가스터빈 엔진에서 유용하게 적용되고 있다.
그러나, 상기 실리콘 함유 서브스트레이트는 고온의 습한 환경에 노출되었을 때 휘발성을 갖는 규소계 특히 Si(OH)x과 SiO를 형성함으로써, 침식되거나 질량이 감소되는 것으로 밝혀지고 있는 바, 상기 실리콘 카바이드는 약 1200℃, 1기압의 수증기압과 같은 열악한 연료환경에 노출되었을 때, 약 1000시간당 6 mils의 비율로 중량감소와 침식이 발생되는 문제점이 있었다. 즉, 상기 과정은 Si(OH)x과 같이 휘발성을 갖는 규소계 기체화학종을 형성하여 증기와 함께 반응하여 형성되는 실리콘 카바이드의 표면에 실리카을 형성하는 실리콘 카바이드의 산화작용에 기인되었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 고온의 습한 환경에 노출되었을 때, Si(OH)x과 SiO와 같은 휘발성 규소계 기체화학종의 형성을 방지하는 실리콘 함유 서브스트레이트를 실리콘의 외측에 배리어 층을 형성하여 침식과 질량감소를 억제할 수 있는 제조물을 제공하는데 있다. 또한, 본 발명의 다른 목적은 방열기능을 수행하며, 상기 서브스트레이트의 열팽창과 밀접히 관계되는 배리어 층을 갖는 서브스트레이트가 포함된 제품을 공급하는데 있으며, 더불어, 상기 제품을 생산하는 방법을 제공하는 것을 본 발명의 또 다른 목적으로 한다.
도 1은 손실과 질량감소에 관한 본 발명에 따른 배리어 층의 안정성을 나타내 보인 그래프.
도 2는 탄화규소 서브스트레이트 상에서 본 발명에 따른 배리어 층의 표본에 대한 확대사진.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 제조물은 실리콘을 포함하는 서브스트레이트와, 고온의 습한 환경하에서 규소계로 기화되는 것을 방지하도록 이트륨 함유된 배리어 층이 포함된 것을 특징으로 한다.
그리고, 제조물의 제조방법은 실리콘 함유된 서브스트레이트를 공급하는 단계와, 고온의 습한 환경하에서 규소계로 기화되는 것을 방지하도록 이트륨 함유된 배리어 층이 적용되는 단계가 포함된 것을 특징으로 한다.
상기 배리어 층은 고온의 습기찬 환경에 노출되었을 때 규소계로 기화되는 것을 방지하고 방열기능을 수행한다. 상기 고온이란 상기 서브스트레이트내의 실리콘이 습기있는 환경하에서 Si(OH)x과 SiO를 형성하는 온도를 의미하며, 상기 습한 환경이란 물과/또는 스팀을 의미한다. 그리고 실리콘 함유 혼합물은 실리콘이 포함된 세라믹 또는 합금으로 구성되는 것이 바람직하다. 상기 외부의 배리어 층은 실리콘 함유 서브스트레이트의 팽창계수의 섭씨온도당 ±3 ppm 이내에서 열팽창계수를 갖는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따른 배리어 층은 이트륨 규산염 배리어 층으로 형성되며, 상기 제조물은 실리콘으로 이루어진 서브스트레이트와 배리어 층의 사이에 하나 또는 둘 이상의 중간층을 포함하는 것이 바람직하다. 상기 중간층은 배리어 층과 서브스트레이트 사이의 결합을 증진시키고, 반응을 방지하는 기능을 수행한다.
상기 본 발명은 상기 제조물을 상술한 바와 같이 고온의 습한 환경하에 노출시 규소계 기체화학종이 형성되어 기화되는 것을 방지하고 방열기능을 수행하는 실리콘 함유 서브스트레이트와 배리어 층을 포함하는 제조물을 생산하는 방법을 제공한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시례를 설명하면 다음과 같다.
상기 실리콘 함유 서브스트레이트는 실리콘 세라믹 서브스트레이트 혹은 실리콘 함유 함금이 될 수 있다. 즉 실리콘 함유 서브스트레이트는 실리콘 카바이드, 실리콘 니트라이드, 실리콘 옥시니트라이드, 실리콘 알루미늄 옥시니트라이드와 같은 실리콘 함유 세라믹 물질이다.
본 발명의 특징적인 실시례에 따르면, 실리콘 함유 세라믹 서브스트레이트는 섬유, 입자들과 같은 강화물질을 갖는 실리콘 매트릭스(matrix)와 보다 바람직하게는 섬유-강화된 실리콘 매트릭스를 포함한다.
특히, 적당한 세라믹 서브스트레이트들은 섬유 강화된 실리콘 카바이드 입자와 실리콘 매트릭스와, 실리콘 카바이드의 강화-섬유 실리콘 카바이드 매트릭스로 코팅된 실리콘 카바이드이다. 특히 본 발명의 제조물에 대한 서브스트레이트로서 유용하게 사용되는 실리콘 합금은 몰리브덴-실리콘 합금, 니오비움-실리콘 합금, 철-실리콘 합금, 알루미늄-실리콘 합금을 포함한다.
특히 본 발명의 제품에 유용하게 이용되는 배리어 층은 이트륨 실리콘 시리케이트를 포함한다. 특히, 상기 배리어 층은 SiO2의 무게비 약 66%와 78% 사이의 량에서 Y2O3를 포함하며, 약 75%와 76%의 사이가 바람직하다. 특히, 본 발명의 제조물에 있어서 실리콘 함유 세라믹 합성물 상에 유용하게 사용되는 적당한 배리어 층은 Y2O3의 무게비 약 75.45%와, SiO2의 무게비 약 24.55%를 포함한다.
상기 실리콘 함유 서브스트레이트의 열팽창계수와 배리어 층 사이의 일치성을 유지하는 것이 본 발명의 중요한 특성이다. 따라서 상기 배리어 층의 열팽창계수는 실리콘 함유 서브스트레이트의 열팽창계수의 섭씨 1도에 대하여 ±3 ppm 이내이어야 하며, 바람직하게는 섭씨 1도에 대하여 ±0.5 ppm 이내에서 열팽창계수를 갖는다. 본 발명의 바람직한 이트륨 실리카염 배리어 층과 함께 조합되어 상술한 강화 섬유와 함께/또는 없이 실리콘 카바이드 혹은 실리콘 니트라이드 매트릭스와 같이 세라믹 서브스트레이트를 함유하는데 사용될 때, 상기 실리콘 함유 서브스트레이트와 상기 배리어 층과의 사이에 팽창계수와 관계되는 바람직한 열 적합성은 섭씨 1도에 대하여 ±2 ppm이 된다.
상기 배리어 층은 약 0.5mils(0.0005인치)와 같거나 그 보다 큰 두께를 갖는 제품에 나타낼 수 있으며, 보다 바람직하게는 약 3-30 mils이며, 이상적으로는 약 3-5 mils의 사이가 된다. 상기 배리어 층은 본 제조물을 통하여 알려진 적당한 방법에 의하여 실리콘 함유 서브스트레이트에 적용될 수 있으나, 상기 배리어 층은 이하에서 설명될 열분사에 의하는 것이 보다 바람직할 것이다.
본 발명에 따른 제조물을 적용하기 위한 다른 실시례에 있어서, 중간층은 실리콘 함유 서브스트레이트와 배리어 층 사이에 형성될 수 있다. 상기 중간층은 상기 배리어 층과 서브스트레이트 사이의 접착을 강화시키고/혹은 상기 배리어 층과 서브스트레이트 사이의 반응을 방지하는 기능을 수행한다. 상기 중간층은 SiO2, 뮬라이트(mullite), 뮬라이트-바륨 스트론튬 알루미노실리케이트, 뮬라이트-이트륨 실리케이트, 뮬라이트-칼슘 알루미노실리케이트, 실리콘 금속과 같은 것으로 구성된다. 싱기 뮬라이트는 특히 유용한 중간층으로 밝혀지고 있다. 그러나, 뮬라이트는 그 자체만으로는 열분사 제조 공정에서 열분사시 크랙이 발생되는 경향이 있다. 따라서, 상기 배리어 층은 뮬라이트-바륨 스트론튬 알루미노실리케이트, 뮬라이트-이트륨 실리케이트 혹은 뮬라이트-칼슘 알루미노실리케이트를 포함하여, 무게비율로 뮬라이트를 약 40-80%, 바륨 스트론튬 알루미노실리케이트 혹은 이트륨 실리케이트 혹은 칼슘 알루미노실리케이트를 약 20-60%로 구성하는 것이 바람직하다.
상기 중간층의 두께는 상술한 배리어 층과 같이 전형적인 것이며, 상기 중간층은 또한 종래기술로 알려진 어떠한 수단으로 형성될 수도 있으며, 이하에서 기술된 바와 같이 열분사에 의하는 것이 바람직하다.
상기 중간층 뿐만 아니라 결합층이 실리콘 함유 서브스트레이트와 중간층 사이에 제공된다. 상기와 같은 적절한 결합층은 3-6 mils두께의 실리콘 금속을 함유하며, 바람직하게는 실리콘으로 이루어진 서브스트레이트는 중간층에 적용시키기 전에 SiO2결합층을 제공하도록 미리 산화될 수 있다.
본 발명의 방법은 실리콘 함유 서브스트레이트를 제공하고 배리어 층이 적용되는 것을 포함하며, 상기 배리어 층은 상기 제품이 고온의 습한 환경에 노출되었을 때 발생되는 규소계 기체화학종으로 기화되는 것을 방지한다. 본 발명에 의하여 상기 배리어 층은 열분사에 의해 만들어지는 것이 바람직하다. 상기 배리어 층은 약 800-1200℃의 온도에서 스프레이, 스프래트 담금질, 미소구조로 평형을 유지하며, 층류를 조절하며 외력을 조절하는 수단을 공급하도록 열분사되어야 한다.
상기 실리콘 함유 서브스트레이트는 배리어 층에 적용하기 전에 서브스트레이트 제조시의 오염을 제거하기 위해 세정되어야 한다. 상기 실리콘으로 이루어진 서브스트레이트는 배리어 층에 적용되기 전에 그리트 브라스팅(grit blasting) 단계가 수행되어야 한다. 상기 그리트 브라스팅 단계는 실리콘 카바이드 강화-섬유 합성물같은 실리콘 함유 서브스트레이트의 표면이 손상되는 것을 방지하기 위해 반드시 주의깊게 수행되어야 한다. 상기 그리트 브라스팅 단계에 사용되는 입자는 상기 서브스트레이트의 부식을 방지하기 위하여 상기 서브스트레이트 만큼 경도가 높아서는 안되며, 상기 입자는 상기 서브스트레이트에 충격에 의한 손상을 방지할 만큼 작아야 한다. 실리콘 카바이드 세라믹 서브스트레이트를 포함하는 제품의 공정에서 상기 그리트 브라스팅 단계는 30마이크론 크기 미만의 Al2O3입자에서 150-200 m/s의 속도로 수행되는 것이 바람직하다. 전술한 바와 같이, 실리콘으로 이루어진 서브스트레이트를 그 결합력을 증진시키기 위하여 중간층과/혹은 배리어 층을 적용시키기 전에 미리 산화시키는 것이 바람직하다. 상기 결합층은 100-2000나노미터 사이가 바람직하다. 상기 SiO2결합층의 바람직한 두께는 실리콘 카바이드 서브스트레이트를 800℃-1200℃ 사이에서 약 15분-100시간 동안 미리 산화시켜 얻을 수 있다.
상기 실리콘 결합층은 약 870℃로 3-6mils의 두께로 열분사를 통하여 직접적으로 그리트 브라스팅된 표면에 적용시킬 수 있다.
상기 중간층은 상기 서브스트레이트와/혹은 결합층과 배리어 층 사이에 혹은 결합층과 배리어 층 사이에서 상기 배리어 층에 관계되어 상술한 동일한 방법으로 열분사를 이용하여 적용될 수 있다. 상술한 바와 같이, 상기 바람직한 중간층은 뮬라이트, 뮬라이트-바륨 스트론튬 알루미노실리케이트, 뮬라이트-이트륨 실리케이트, 뮬라이트-칼슘 알루미노실리케이트로 구성된다.
상기 실리콘으로 구성된 서브스트레이트에 상기 바람직한 층들을 적용시킨 후, 상기 제조물은 열분사된 구조를 안정화시키기 위하는 한편, 분사된 입자들 사이 그리고 상기 층들과 서브스트레이트의 결합을 증진시키기 위하여 열처리 단계를 수행한다. 상기 열처리 단계는 1250℃ 정도에서 24시간 정도 작업한다. 본 발명에 따른 제품의 장점은 다음의 예로 부터 명확해질 것이다.
<실시례 1>
0.9/1.1 몰비 이트륨 실리케이트 시료는 실리콘 카바이드에 비하여 1400℃보다 250℃이상의 알곤하에서 열사이클로 고온의 프레싱을 경유하여 제조된다.
상기 결과는 상기 이트륨 실리케이트가 도 1에 도시되지 않는 동안의 테스팅 도중 상기 실리콘 카바이드의 무게가 8mg/cm2로 감소되는 것을 보여준다.
<실시례 2>
도 2는 SiC 합성물상에 뮬라이트 4 mils를 코팅한 실리카에 0.9/1.1 몰비 이트륨 화합물의 4 mils 두께의 0.9/1.1 몰비 이트륨 실리케이트를 코팅한 표본의 횡단면도이다. 상기 이트륨 실리케이트와 뮬라이트는 다음 파라미터를 이용하여 상기 실리콘 카바이드 화합물상에 열분사되었다.
파라미터 설정(setting)
플라즈마 토치(plasma torch) 메트코 3M(Metco 3M)
노즐(nozzle) GH
어노드(anode) 표준(std.)
파우더 포트(powder port) 메트코 2번(metco #2)
일차 기체(primary gas) 80 메트코 게이지의 아르곤(Ar @ 80 Metco gage)
이차 기체(secondary gas) 8 메트코 게이지의 수소(H2 @ 8 Metco gage)
기층 온도 850 ℃
운반 기체(carrier gas) 37 메트코 게이지의 아르곤(Ar @ 37 Metco gage)
파우더 공급(powder feed) 15 내지 25 gpm
중간층 표면
강도(power) 30 kw 25 kw
균형상태(stand-off) 2.5 ~ 3" 5"
상기 서브스트레이트을 코팅하기 전에 충돌속도 150 내지 200 mps로 27 마이크론의 알루미나 입자로 그리트 브라스팅하여 세척하였다. 상기 이트륨 실리케이트 분말은 프리 플로우잉(free flowing) -200, +400 메쉬 파우더(mesh powder)로서, 뉴욕 카유가 노벨 테크널러지(Novel Technologies, Cayuga, New York)으로부터 얻어졌다.
본 발명은 상기 발명의 기본적인 특징과 기술적 사상내에서 다른 형태의 실시례를 구체화시키거나, 다른 방법으로 수행될 수 있다. 따라서 상기 실시례는 모든 측면에서 실시례로서 고찰될 수 있으며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 지시되는 발명 내용으로 한정되는 것이 아니며, 발명사상의 균등 범위내에서 이루어지는 모든 변화는 본 발명의 효력에 속하게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 실리콘 함유 서브스트레이트와 배리어 층이 포함된 제조물과, 상기 제조물의 제조방법에 관한 것으로서, 상기 배리어 층은 상기 제품이 고온의 습한 환경에 노출시 규소계 기체화학종으로 기화되는 것을 방지하고, 상기 배리어가 주위의 배리어 층에 부분적으로 통제될 동안 방열층으로서 기능함으로써, 본 발명은 실리콘 함유 서브스트레이트의 상측과 비슷한 열팽창계수를 갖는 서브스트레이트의 상측에서 주위에 대한 방열층으로서 사용할 수 있는 효과가 있다.

Claims (44)

  1. 실리콘을 포함하는 서브스트레이트와;
    고온의 습한 환경하에서 규소계로 기화되는 것을 방지하도록 이트륨 함유된 배리어 층;
    이 포함된 것을 특징으로 하는 제조물.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 서브스트레이트는 실리콘을 함유하는 세라믹과, 실리콘을 함유 합금으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 제조물.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 서브스트레이트는 실리콘 카바이드, 실리콘 니트라이드, 실리콘 옥시니트라이드와 실리콘 알루미늄 옥시니트라이드로부터 선택된 실리콘 함유 세라믹인 것을 특징으로 하는 제조물.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 서브스트레이트는 실리콘으로 이루어진 매트릭스와, 강화 입자를 포함하는 합성물인 것을 특징으로 하는 제조물.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 서브스트레이트는 실리콘 카바이드 섬유-강화 실리콘 카바이드 매트릭스, 탄소 섬유-강화 실리콘 카바이드 매트릭스, 실리콘 카바이드 섬유-강화 실리콘 니트라이드로부터 선택된 것을 특징으로 하는 제조물.
  6. 제 2항에 있어서,
    상기 서브스트레이트는 몰리브덴-실리콘 합금, 니오비움 실리콘 합금, 철-실리콘 합금, 철-니켈-실리콘 기반의 합금으로부터 선택된 실리콘 함유 합금인 것을 특징으로 하는 제조물.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 배리어 층은 이트륨 옥사이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조물.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 배리어 층은 이트륨 실리케이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조물.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 배리어 층은 기본적으로 SiO2는 균형을 유지하며, Y2O3의 무게비가 66%부터 78%인 것을 특징으로 하는 제조물.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 배리어 층은 기본적으로 SiO2는 균형을 유지하며, Y2O3의 무게비가 75%부터 76%인 것을 특징으로 하는 제조물.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 배리어 층의 열팽창계수는 상기 서브스트레이트 열팽창계수의 ±3.0ppm/℃ 이내인 것을 특징으로 하는 제조물.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 배리어 층의 열팽창계수는 상기 서브스트레이트 열팽창계수의 ±0.5ppm/℃ 이내인 것을 특징으로 하는 제조물.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 배리어 층은 0.5 mils 이상으로 바람직하게는 3-5mils의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 제조물.
  14. 제 1항에 있어서,
    상기 서브스트레이트와 배리어 층의 사이에 중간층이 구성된 것을 특징으로 하는 제조물.
  15. 제 14항에 있어서, 상기 중간층은 SiO2, 뮬라이트, 뮬라이트-바륨 스트론튬 알루미노실리케이트, 뮬라이트-이트륨 실리케이트, 뮬라이트-칼슘 알루미노실리케이트로 부터 선택되는 것을 특징으로 하는 제조물.
  16. 제 14항에 있어서, 상기 중간층은 뮬라이트, 바륨 스트론튬 알루미노실리케이트, 뮬라이트-이트륨 실리케이트, 칼슘 알루미노실리케이트와 그들의 매트릭스로 부터 선택되는 것을 특징으로 하는 제조물.
  17. 제 14항에 있어서, 상기 중간층은 뮬라이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조물.
  18. 제 14항에 있어서, 상기 중간층은 40-80%의 무게비를 갖는 뮬라이트와 60-20%의 무게비를 갖는 바륨 스트론튬 알루미노실리케이트로 형성된 것을 특징으로 하는 제조물.
  19. 제 14항에 있어서, 상기 중간층은 40-80%의 무게비를 갖는 뮬라이트와 60-20%의 무게비를 갖는 이트륨 실리케이트로 형성된 것을 특징으로 하는 제조물.
  20. 제 14항에 있어서, 상기 중간층은 40-80%의 무게비를 갖는 뮬라이트와 60-20%의 무게비를 갖는 칼슘 알루미노실리케이트로 형성된 것을 특징으로 하는 제조물.
  21. 제 14항에 있어서, 상기 서브스트레이트와 상기 중간층의 사이에 결합층이 구성된 것을 특징으로 하는 제조물.
  22. 제 14항에 있어서, 상기 결합층은 실리콘 함유 금속이나 SiO2인 것을 특징으로 하는 제조물.
  23. 제 14항에 있어서, 상기 중간층은 0.5 mils 이상의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 제조물.
  24. 제 9항에 있어서, 상기 배리어 층은 3-30 mils의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 제조물.
  25. 제 9항에 있어서, 상기 배리어 층은 3-5 mils의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 제조물.
  26. 제 14항에 있어서, 상기 중간층은 3-30 mils의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 제조물.
  27. 제 14항에 있어서, 상기 중간층은 3-5 mils의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 제조물.
  28. 제 21항에 있어서, 상기 결합층은 3-6 mils의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 제조물.
  29. 실리콘 함유된 서브스트레이트를 공급하는 단계와;
    고온의 습한 환경하에서 규소계로 기화되는 것을 방지하도록 이트륨 함유된 배리어 층이 적용되는 단계;
    가 포함된 것을 특징으로 하는 제조물의 제조방법.
  30. 제 29항에 있어서,
    상기 배리어 층의 열팽창계수는 상기 서브스트레이트 열팽창계수의 ±3.0ppm/℃ 이내인 것을 특징으로 하는 제조물의 제조방법.
  31. 제 29항에 있어서,
    상기 배리어 층의 열팽창계수는 상기 서브스트레이트 열팽창계수의 ±0.5ppm/℃ 이내인 것을 특징으로 하는 제조물의 제조방법.
  32. 제 29항에 있어서, 상기 배리어 층에 적용하기 전에 상기 서브스트레이트를 그리트 브라스팅 단계가 구성된 것을 특징으로 하는 제조물의 제조방법.
  33. 제 32항에 있어서, 그리트 브라스트가 30 미크론 이하의 크기를 갖는 알루미나 입자를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 제조물의 제조방법.
  34. 제 33항에 있어서, 그리트 브라스트가 약 150-200 m/s 의 속도인 것을 특징으로 하는 제조물의 제조방법.
  35. 제 29항에 있어서, 상기 배리어 층은 열분사에 의하여 형성되는 것을 특징으로 하는 제조물의 제조방법.
  36. 제 29항에 있어서, 상기 배리어 층의 형성전 에 SiO2층을 형성하기 위하여 서브스트레이트를 미리 산화시키는 예비산화단계가 포함된 것을 특징으로 하는 제조물의 제조방법.
  37. 제 36항에 있어서, 상기 예비산화단계는 상기 서브스트레이트를 800-1200℃ 로 15분-100시간 동안 가열하는 것이 포함된 것을 특징으로 하는 제조물의 제조방법.
  38. 제 35항에 있어서, 상기 열분사는 800-1200℃의 온도로 수행되는 것이 포함된 것을 특징으로 하는 제조물의 제조방법.
  39. 제 38항에 있어서, 상기 배리어 층의 형성 후에 열처리 단계가 포함된 것을 특징으로 하는 제조물의 제조방법.
  40. 제 29항에 있어서,
    상기 배리어 층의 열팽창계수는 상기 서브스트레이트 열팽창계수의 ±3.0ppm/℃ 이내인 것을 특징으로 하는 제조물의 제조방법.
  41. 제 29항에 있어서,
    상기 배리어 층의 열팽창계수는 상기 서브스트레이트 열팽창계수의 ±0.5ppm/℃ 이내인 것을 특징으로 하는 제조물의 제조방법.
  42. 제 29항에 있어서, 상기 열처리 단계는 약 1250℃에서 24시간 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 제조물의 제조방법.
  43. 제 29항에 있어서, 상기 배리어 층은 기본적으로 SiO2는 균형을 유지하며, Y2O3의 무게비가 66%부터 78%인 것을 특징으로 하는 제조물의 제조방법.
  44. 제 29항에 있어서, 상기 배리어 층은 기본적으로 SiO2는 균형을 유지하며, Y2O3의 무게비가 75%부터 76%인 것을 특징으로 하는 제조물의 제조방법.
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