KR20190077865A - 기공도 제어를 통해 향상된 열내구성을 가지는 세라믹 열차폐코팅층의 제조방법 - Google Patents

기공도 제어를 통해 향상된 열내구성을 가지는 세라믹 열차폐코팅층의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 서스펜션 플라즈마 용사를 이용한 열차폐코팅층의 제조방법에 대한 것으로서, 보다 상세하게는, (a) 에탄올 및 증류수를 80:20 내지 60:40 중량비로 포함하는 혼합매질에 열차폐코팅용 산화물 입자가 분산된 나노 서스펜션을 준비하는 단계; 및
(b) 상기 서스펜션을 이용해 서스펜션 플라즈마 용사로 모재 위에 코팅층을 형성하는 단계를 포함하는, 서스펜션 플라즈마 용사를 이용한 열차폐코팅층의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 서스펜션 플라즈마 용사를 이용한 기공도가 제어된 열차폐코팅층의 제조방법에 의하면, 고에너지 밀링을 통해 나노 크기로 분쇄된 산화물 입자 또는 합금화된 복합 산화물 입자를 포함하면서 분산용매로 에탄올과 증류수의 혼합매질을 사용하는 서스펜션을 이용해 서스펜션 플라즈마 용사로 열차폐코팅층을 형성함으로써, 해당 코팅층에 기공도를 제어하여 열차폐코팅층의 탄성계수 및 경도의 개선은 물론 모재와 코팅층 간의 열응력 조정을 통해 열싸이클 중의 고온 내구성 증진이 가능한 열차폐코팅층을 형성할 수 있다.

Description

기공도 제어를 통해 향상된 열내구성을 가지는 세라믹 열차폐코팅층의 제조방법{METHOD FOR MANUFACTURING CERAMIC THERMAL BARRIER COATINGS HAVING ENHANCED THERMAL DURABILITY BY CONTROLLING POROSITY}
본 발명은 가스터빈 엔진의 고온부 초합금 부품 등의 표면에 증착되는 세라믹 열차폐코팅층의 제조방법에 대한 것이다.
열차폐코팅 (Thermal barrier coatings, TBCs)은 발전용이나 항공용 가스터빈 엔진의 고온부 초합금 부품 표면에 증착된 내열성 세라믹코팅으로 터빈입구온도 (Turbine inlet temperature, TIT)를 높여 가스터빈의 열효율을 향상시키는 역할을 한다.
기존 YSZ 열차폐코팅의 적용온도 이상에서 작동되는 고효율 가스터빈 엔진에 응용하기 위해 최근에 널리 연구되는 차세대 열차폐코팅 소재로 란탄계 희토류 지르코네이트가 있다. 기존의 이트리아 안정화 지르코니아는 낮은 열전도도와 세라믹으로는 비교적 높은 열팽창계수를 지니며 높은 파괴인성으로 열차폐코팅의 고온내구성이 우수하지만 적용온도가 1200℃로 제한된다. 반면에 란탄계 희토류 지르코네이트의 경우 YSZ 대비 낮은 열전도도와 녹는점까지 입방정상으로 존재하는 상안정성을 지니지만 비교적 낮은 열팽창 특성과 파괴인성으로 열차폐코팅으로 제조하였을 때, 부착력이나 고온내구성이 떨어지는 것으로 알려져 있다.
또한 저열전도성을 지니며 고온에서 안정한 세라믹을 이용한 열차폐코팅의 미세구조는 코팅의 기계적, 열적 물성뿐만 아니라 고온 내구성에 영향을 미치는데 특히 코팅 내부에 존재하는 기공의 양, 형상, 분포 등은 코팅의 영률, 경도와 같은 기계적 물성에 영향을 주어 가스터빈의 열사이클링 과정에서 발생하는 열응력과 코팅 고온 내구성에 영향을 주는 주요 변수 중 하나이다.
따라서, 종래 YSZ 또는 란탄계 희토류 지르코네이트로 열차폐코팅을 형성할 경우 기공도를 제어하여 열차폐코팅층의 탄성계수 및 경도의 개선은 물론 모재와 코팅층 간의 열응력 조정을 통해 열싸이클 중의 고온 내구성까지도 동시에 향상시킬 수 있는 기술에 대한 필요성이 증대되고 있다.
D. R. Clarke, C. G. Levi, Annu. Rev. Mater. Res., 33 (2003) 383. D. R. Clarke, M. Oechsner and N. P. Padture, G. Editors. Mater. Res. Soc. Bull. 37 (2012) 891. G. Carlos and C. G. Levi: Curr. Opin. Solid. State. Mater. Sci., 8 (2004) 77. U. Schulz, B. Saruhan, K. Frischer, C. Leyens. J. Appl. Ceram. Techol., 1 (2004) 302-315 R. Rajendran. Cont. Eng. Fail. Anal., 26 (2012) 355-369. W. Pan, S. R.Phillpot, C. Wan, A. Chernatynskiy and Z. Qu: Mater. Res. Soc. Bull., 37 (2012) 917. S. Sampath, U. Schulz, M.O. Jarligo and S. Kuroda. Mater. Res. Soc. Bull., 37 (2012) 903
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 전처리를 거친 산화물 입자가 분산된 서스펜션을 이용해 서스펜션 플라즈마 용사로 열차폐코팅층을 형성하여 그 미세 구조에 기공도를 제어하여 열차폐코팅층의 탄성계수 및 경도의 개선은 물론 모재와 코팅층 간의 열응력 조정을 통해 열싸이클 중의 고온 내구성 증진이 가능한 열차폐코팅층의 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위해, 본 발명은 (a) 에탄올 및 증류수를 80:20 내지 60:40 중량비로 포함하는 혼합매질에 열차폐코팅용 산화물 입자가 분산된 나노 서스펜션을 준비하는 단계; 및 (b) 상기 나노 서스펜션을 이용해 서스펜션 플라즈마 용사로 모재 위에 코팅층을 형성하는 단계를 포함하는, 서스펜션 플라즈마 용사를 이용한 열차폐코팅층의 제조방법을 제안한다.
또한, 상기 단계 (a)는 하기 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 서스펜션 플라즈마 용사를 이용한 열차폐코팅층의 제조방법을 제안한다:
(a-1) 열차폐코팅용 산화물 분말을 기계적으로 분쇄하는 단계; 및
(a-2) 에탄올 및 증류수를 80:20 내지 60:40 중량비로 포함하는 혼합매질에 상기 분쇄된 산화물 분말을 분산시켜 슬러리를 형성하는 단계.
또한, 상기 열차폐코팅용 산화물은 YSZ(Yttria-stabilized zirconia)인 것을 특징으로 하는 서스펜션 플라즈마 용사를 이용한 열차폐코팅층의 제조방법을 제안한다.
또한, 상기 단계 (a)는 하기 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 서스펜션 플라즈마 용사를 이용한 열차폐코팅층의 제조방법을 제안한다.:
(a-1) 2종 이상의 열차폐코팅용 산화물 분말을 혼합하여 기계적 합금화(mechanical alloying)를 수행하는 단계; 및
(a-2) 에탄올 및 증류수를 80:20 내지 60:40 중량비로 포함하는 혼합매질에 상기 단계 (a-1)에서 얻어진 산화물 분말을 분산시켜 슬러리를 형성하는 단계.
또한, 상기 2종 이상의 열차폐코팅용 산화물 분말은 (i) Y2O3, Gd2O3 및 La2O3으로부터 선택되는 1종 이상 및 (ii) ZrO2 및 CeO2로 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 서스펜션 플라즈마 용사를 이용한 열차폐코팅층의 제조방법을 제안한다.
또한, 상기 단계 (a-1)에서 산화물 분말의 기계적 분쇄 또는 기계적 합금화는 유성형 볼밀링(planetary ball milling), 어트리션 밀링(attrition milling) 또는 쉐이커 밀링(shaker milling)에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 서스펜션 플라즈마 용사를 이용한 열차폐코팅층의 제조방법을 제안한다.
또한, 상기 단계 (a-2)에 앞서 상기 단계 (a-1)에서 얻어진 산화물 분말을 하소(calcination)하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 서스펜션 플라즈마 용사를 이용한 열차폐코팅층의 제조방법을 제안한다.
본 발명에 따른 서스펜션 플라즈마 용사를 이용한 기공도가 제어된 열차폐코팅층의 제조방법에 의하면, 고에너지 밀링을 통해 분쇄된 산화물 입자 또는 합금화된 복합 산화물 입자를 포함하면서 분산용매로 에탄올과 증류수의 혼합매질을 사용하는 서스펜션을 이용해 서스펜션 플라즈마 용사로 열차폐코팅층을 형성함으로써, 해당 코팅층에 기공도를 제어하여 열차폐코팅층의 탄성계수 및 경도의 개선은 물론 모재와 코팅층 간의 열응력 조정을 통해 열싸이클 중의 고온 내구성 증진이 가능한 열차폐코팅층을 형성할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 서스펜션 플라즈마 용사를 이용한 열차폐코팅층의 제조방법의 흐름도이다.
도 2는 본원 실시예 1 및 비교예 1 내지 2에서 제조된 열차폐코팅 시편의 X-선 회절(XRD) 패턴 분석 결과이다.
도 3은 본원 실시예 1 및 비교예 1 내지 2에서 제조된 열차폐코팅 시편의 단면 미세구조를 보여주는 주사전자현미경(SEM) 사진이다.
도 4는 본원 실시예 1 및 비교예 1 내지 2에서 제조된 열차폐코팅 시편의 기공도를 측정하기 위한 단면 미세구조를 보여주는 주사전자현미경(SEM) 사진과 기공을 표시한 사진이다.
도 5(a) 및 도 5(b)는 각각 본원 실시예 1 및 비교예 1 내지 2에서 제조된 열차폐코팅 시편의 겉보기밀도와 미세구조에서 측정한 기공도이다.
도 6(a) 및 도 6(b)는 각각 본원 실시예 1 및 비교예 1 내지 2에서 제조된 열차폐코팅 시편의 탄성계수와 경도이다.
본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 제어된 기공도와 탄성계수를 가지는 세라믹 열차폐코팅층의 제조방법을 나타내는 흐름도로서, 도 1에 도시하는 바와 같이 본 발명에 따른 제조방법은, (a) 에탄올 및 증류수를 80:20 내지 60:40 중량비로 포함하는 혼합매질에 열차폐코팅용 산화물 입자가 분산된 나노 서스펜션을 준비하는 단계; 및 (b) 상기 서스펜션을 이용해 서스펜션 플라즈마 용사로 모재 위에 코팅층을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지며, 이하에서 상기 각 단계에 대해 상세히 설명한다.
상기 열차폐코팅용 산화물은 낮은 열전도도와 세라믹으로는 비교적 높은 열팽창계수를 지니며 높은 파괴인성으로 열차폐코팅의 고온내구성이 우수한 산화물, 예를 들면, YSZ(Yttria-stabilized zirconia) 혹은 희토류 지르코네이트(rare-earth zirconates)인 것이 바람직하다.
상기 단계 (a)에서는 서스펜션 플라즈마 용사에 이용되는 피드 스탁(feed stock)으로서 산화물 입자가 분산된 서스펜션을 형성하는 단계로서, 본 단계에서는 열차폐코팅층 형성을 위한 원료 물질인 1종 또는 2종 이상의 산화물 분말로부터 고에너지 밀링을 통해 열차폐코팅용 산화물 미분체를 얻은 후, 이를 에탄올 및 증류수를 80:20 내지 60:40 중량비로 포함하는 혼합용매에 분산시켜 서스펜션을 제조하게 된다.
예를 들어, 원료 물질로서 상용 YSZ(Yttria-stabilized zirconia) 등과 같은 1종의 산화물 분말을 사용할 경우에는 (a-1) 열차폐코팅용 산화물 분말을 기계적으로 분쇄하는 단계; 및 (a-2) 에탄올 및 증류수를 80:20 내지 60:40 중량비로 포함하는 혼합매질에 상기 분쇄된 산화물 분말을 분산시켜 슬러리를 형성하는 단계를 거쳐 서스펜션이 형성된다.
이때, 상기 단계 (a-1)에서는 고에너지를 가할 수 있는 기계적 밀링 방법이 사용되는 것이 바람직하며, 이를 위한 구체적인 수단으로서 유성구 볼밀링(planetary ball milling), 어트리션 밀링(attrition milling) 또는 쉐이커 밀링(shaker milling) 등을 들 수 있다.
그리고, 상기 단계 (a-2)에서는 전 단계를 통해 분쇄된 크기의 산화물 분말을 볼 밀링(ball milling) 등의 수단을 통해 특정 혼합비로 혼합된 에탄올 혹은 에탄올과 증류수의 혼합매질에 균질하게 분산시키게 된다.
또한, 본 단계 (a)를 실시함에 있어서 원료 물질로서 상용 2종 이상의 산화물 분말을 사용해 희토류 지르코네이트(rare-earth zirconates) 등의 열차폐코팅용 산화물을 제조할 경우에는 (a-1) 2종 이상의 열차폐코팅용 산화물 분말을 혼합하여 기계적 분쇄 또는 기계적 합금화(mechanical alloying)를 수행하는 단계; 및 (a-2) 에탄올 및 증류수를 80:20 내지 60:40 중량비로 포함하는 혼합매질에 상기 단계 (a-1)에서 얻어진 산화물 분말을 분산시켜 슬러리를 형성하는 단계를 거쳐 서스펜션이 형성된다.
이때, 상기 단계 (a-1)에서는 상기 2종 이상의 산화물로는, (i) Y2O3, Gd2O3 및 La2O3으로부터 선택되는 1종 이상 및 (ii) ZrO2 및 CeO2로 선택되는 1종 이상을 함께 포함하는 것이 바람직하며, 상기와 같은 2종 이상의 산화물 분말을 혼합한 후 유성구 볼밀링(planetary ball milling), 어트리션 밀링(attrition milling) 또는 쉐이커 밀링(shaker milling) 등의 고에너지 밀링을 통해 기계적 분쇄 또는 기계적 합금화를 수행하게 된다.
그리고, 상기 단계 (a-2)에서는 전 단계를 통해 복합 산화물 분말을 볼 밀링(ball milling) 등의 수단을 통해 특정 혼합비로 혼합된 에탄올 혹은 에탄올과 증류수의 혼합매질에 균질하게 분산시키게 된다.
한편, 본 단계 (a)를 수행함에 있어서, 상기 단계 (a-1)에서 산화물 입자의 분쇄 또는 기계적 합금화를 수행한 후 (a-2)를 실시하기 전에 유기물 등의 불순물을 탈지시키거나 최종 산화물을 합성하기 위해 산화 분위기에서 하소(calcination)하는 단계를 필요 에 따라 추가적으로 수행할 수 있다. 이때, 상기 하소는 불순물이 완전히 제거되면서 화합물이 합성될 수 있을 정도의 온도 및 시간으로 수행되면 바람직하다.
마지막으로, 상기 단계 (b)에서는 상기 서스펜션을 이용해 서스펜션 플라즈마 용사(suspension plasma spraying, SPS)로 모재 위에 코팅층을 형성하는 단계이다.
참고로, 서스펜션 플라즈마 용사는 분말 재료를 대신해 액체 상태의 서스펜션을 플라즈마 제트에 직접 공급하는 용사법으로서, 플라즈마 제트에 투입된 서스펜션은 플라즈마 제트 내에서 미립화되어 가열에 의한 용매의 증발, 재료의 용해, 모재에서의 충돌이라는 일련의 과정을 거치며 액체상태의 용매의 종류에 따라 용매의 증발열이 달라져 기공도가 다른 코팅층이 형성된다.
본 발명에서는 이와 같은 서스펜션 플라즈마 용사법에 특정 혼합비로 혼합된 에탄올 혹은 에탄올과 증류수의 혼합매질에 균질하게 분산시킨 서스펜션을 피드 스탁으로 사용함으로써, 1종의 산화물 분말을 출발 원료로 사용할 경우에는 최종적으로 얻어지는 코팅층에 기공도를 제어하여 열차폐코팅층의 탄성계수 및 경도의 개선은 물론 모재와 코팅층 간의 열응력 조정을 통해 열싸이클 중의 고온 내구성 증진이 가능한 열차폐코팅층을 형성할 수 있다.
이하, 본 명세서를 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 명세서에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 명세서의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지 않는다. 본 명세서의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 명세서를 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
<실시예 1 및 비교예 1 내지 비교예 2>
1. 서스펜션 플라즈마 용사를 위한 서스펜션 제조
상용 YSZ(7.5 wt% Y2O3-ZrO2, 271-4, Praxair surface technologies, USA)를 사용하였으며 에탄올을 용매로 하고 직경 3 mm의 지르코니아 볼을 이용해서 24 시간동안 볼밀(ball mill)하여 수 μm 크기의 분말을 제조한 후 교반과 동시에 가열한 후 80℃에서 건조하였다. 서스펜션을 제조하기 위해 입자크기를 감소시킨 YSZ 분말을 서스펜션의 용매를 에탄올과 증류수를 아래 표 1의 비율로 혼합한 각 용매에 분말 중량대비 1:9 비율로 분산하여 1시간 동안 볼밀링을 통해 서스펜션으로 제작하였다.
Figure pat00001
2. 서스펜션 플라즈마 용사를 이용한 열차폐코팅층 형성
제조한 서스펜션은 Amdry 386-2(Ni-22Co-17Cr-12Al-0.5Hf-0.4Si, Oerlikon Metco, Switzerland) 조성을 고속화염용사법(high velocity oxy-fuel spraying, HVOF)으로 약 200 μm의 본드코트(bond coat)를 코팅한 직경 25 mm, 두께 5 mm의 Ni계 초합금 기판 위에 서스펜션 플라즈마 용사(Axial III plasma spray system, Northwest Mettech Corp., Canada)를 이용하여 YSZ 열차폐코팅을 증착하였다. 코팅조건으로는 Ar, H2, N2 혼합비를 7.5:1.5:1로 제어하였으며, 코팅기재와 플라즈마 토치 사이의 거리는 75mm, 코팅기판의 회전속도 1500rpm, 서스펜션 공급속도 45mL/min, 코팅 가압 전압과 전류는 150V와 220A으로 코팅을 실시하였다.
< 실험예 1> 실시예 및 비교예에서 제조된 시편에 대한 결정구조 분석과 단면 미세구조 관찰
도 2는 실시예 1 및 비교예 1 내지 2에서 제조된 열차폐코팅 시편에 대한 X-선 회절(XRD) 분석결과이다.
도 3은 실시예 1 및 비교예 1 내지 2에서 제조된 열차폐코팅 시편의 단면 미세구조를 보여주는 주사전자현미경(SEM) 사진이다.
도 2에 따르면 실시예 1 및 비교예 1 내지 2에서 제조된 열차폐코팅 시편에서 모두 준안정 정방정상(metastable tetragonal, t'-YSZ)이 존재하며 회절패턴도 매우 유사하게 관찰되었다. 도 3에 따르면, 실시예 1 및 비교예 1 내지 2에서 제조된 열차폐코팅 시편은 250-300 μm의 두께로 코팅층이 증착되었으며 수직균열과 같은 수직분리 미세구조는 두드러지지 않았다.
도 4는 본원 실시예 1 및 비교예 1 내지 2에서 제조된 열차폐코팅 시편의 기공도를 측정하기 위한 단면 미세구조를 보여주는 주사전자현미경(SEM) 사진과 기공을 표시한 사진이다.
부피 분율(volume fraction)을 이용하여 기공률을 계산하기 위한 이미지로 좌측에는 시험편의 원본 이미지를 우측에는 코팅층과 기공의 명암대비를 이치화(binarization)한 이미지를 나타냈다. 주어진 미세구조를 특정임계 콘트라스트에 대해서 이치화하여 해당 미세구조의 면적분율 등을 구할 수 있는데 스테레올로지(stereology)이론에서 미세구조상의 면적분율은 식(1)과 같이 부피분율과 같으므로 미세구조로부터 특정 미세구조의 부피분율을 구할 수 있다.
VV = AA = LL = PP (1)
여기서 VV, AA, LL, PP는 각각 미세구조상의 특정구성요소의 점분율, 길이분율, 면적분율, 부피분율이다.
<실험예 2> 실시예 및 비교예에서 제조된 시편에 대한 겉보기밀도, 기공도, 탄성계수, 경도
도 5(a) 및 도 5(b)는 각각 본원 실시예 1 및 비교예 1 내지 2에서 제조된 열차폐코팅 시편의 아르키메데스법으로 측정한 겉보기밀도와 도 4의 미세구조에서 측정한 기공도이다. 실시예 1에서 제조된 세라믹 열차폐코팅 시편의 경우에 비교예 1 내지 비교예 2에서 제조된 열차폐코팅 시편과 비교하여 겉보기밀도가 상대적으로 낮고 기공도가 높은 열차폐코팅이 제조되었음을 확인하였다.
도 6(a) 및 도 6(b)는 각각 본원 실시예 1 및 비교예 1 내지 2에서 제조된 열차폐코팅 시편의 나노인덴테이션법으로 측정한 탄성계수와 경도이다. 나노인덴터와 같은 instrumented indentation 방법에서는 압입과정 중에 압입하중과 변위를 동시에 측정하여 특히 압입하중이 감소하는 압입시험의 뒷부분에서 탄성변형 부분의 하중-변위곡선을 외삽하여 소재의 국부적인 탄성계수를 구할 수 있다. 실시예 1에서 제조된 세라믹 열차폐코팅 시편의 경우에 상대적으로 높은 기공도를 나타내면서 탄성계수와 경도가 낮아지는 값을 나타내었다. 열차폐코팅의 탄성계수는 열싸이클링 과정 중의 열응력에 영향을 주어 고온 내구성을 제어할 수 있으며 특히 최근에 기존의 YSZ 코팅의 단점을 보완하기 위해 개발되고 있는 다층 열차폐코팅에서 각 층의 기공도 및 탄성계수를 제어하여 더 향상된 고온내구성을 제공할 것으로 사료된다.

Claims (7)

  1. (a) 에탄올 및 증류수를 80:20 내지 60:40 중량비로 포함하는 혼합매질에 열차폐코팅용 산화물 입자가 분산된 나노 서스펜션을 준비하는 단계; 및
    (b) 상기 나노 서스펜션을 이용해 서스펜션 플라즈마 용사로 모재 위에 코팅층을 형성하는 단계를 포함하는, 서스펜션 플라즈마 용사를 이용한 열차폐코팅층의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 단계 (a)는 하기 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 서스펜션 플라즈마 용사를 이용한 열차폐코팅층의 제조방법:
    (a-1) 열차폐코팅용 산화물 분말을 기계적으로 분쇄하는 단계; 및
    (a-2) 에탄올 및 증류수를 80:20 내지 60:40 중량비로 포함하는 혼합매질에 상기 분쇄된 산화물 분말을 분산시켜 슬러리를 형성하는 단계.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 열차폐코팅용 산화물은 YSZ(Yttria-stabilized zirconia)인 것을 특징으로 하는 서스펜션 플라즈마 용사를 이용한 열차폐코팅층의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 단계 (a)는 하기 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 서스펜션 플라즈마 용사를 이용한 열차폐코팅층의 제조방법:
    (a-1) 2종 이상의 열차폐코팅용 산화물 분말을 혼합하여 기계적 합금화(mechanical alloying)를 수행하는 단계; 및
    (a-2) 에탄올 및 증류수를 80:20 내지 60:40 중량비로 포함하는 혼합매질에 상기 단계 (a-1)에서 얻어진 산화물 분말을 분산시켜 슬러리를 형성하는 단계.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 2종 이상의 열차폐코팅용 산화물 분말은 (i) Y2O3, Gd2O3 및 La2O3으로부터 선택되는 1종 이상 및 (ii) ZrO2 및 CeO2로 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 서스펜션 플라즈마 용사를 이용한 열차폐코팅층의 제조방법.
  6. 제2항 또는 제4항에 있어서,
    상기 단계 (a-1)에서 산화물 분말의 기계적 분쇄 또는 기계적 합금화는 유성형 볼밀링(planetary ball milling), 어트리션 밀링(attrition milling) 또는 쉐이커 밀링(shaker milling)에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 서스펜션 플라즈마 용사를 이용한 열차폐코팅층의 제조방법.
  7. 제2항 또는 제4항에 있어서,
    상기 단계 (a-2)에 앞서 상기 단계 (a-1)에서 얻어진 산화물 분말을 하소(calcination)하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 서스펜션 플라즈마 용사를 이용한 열차폐코팅층의 제조방법.
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