KR20210156305A - 항공우주용 부품들 상에 코킹 방지 보호 코팅들을 증착시키는 방법들 - Google Patents

항공우주용 부품들 상에 코킹 방지 보호 코팅들을 증착시키는 방법들 Download PDF

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KR20210156305A
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데이비드 에이. 브리츠
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Abstract

본 개시의 구현예들은 일반적으로, 항공우주용 부품 상의 보호 코팅들, 및 보호 코팅들을 증착시키는 방법들에 관한 것이다. 보호 코팅은 항공우주용 부품이 연료의 존재 하에서 가열될 때 코크스 형성을 감소시키거나 억제하기 위한 코킹 방지 코팅들일 수 있다. 하나 이상의 구현예들에서, 항공우주용 부품 상에 보호 코팅을 증착시키는 방법은 항공우주용 부품을 세정 공정에 노출시켜 항공우주용 부품 상에 세정된 표면을 생성시키고, 원자층 증착(ALD) 공정에 의해 항공우주용 부품을 전구체 및 반응물에 순차적으로 노출시켜 항공우주용 부품의 세정된 표면 상에 보호 코팅을 형성하는 것을 포함한다. 항공우주용 부품은 연료 노즐, 연소기 라이너, 연소기 쉴드, 열교환기, 연료 라인, 연료 밸브, 또는 이들의 임의의 조합 중 하나 이상일 수 있다.

Description

항공우주용 부품들 상에 코킹 방지 보호 코팅들을 증착시키는 방법들
분야
[0001] 본 개시의 구현예들은 일반적으로, 증착 공정들, 및 특히, 항공우주용 부품들 상에 막들을 증착시키는 기상 증착 공정들에 관한 것이다.
관련 분야의 설명
[0002] 코킹(coking)은 높은 온도들(예를 들어, 약 600℃ 내지 약 1,000℃)로 인해 연료 노즐들, 노즐 및 연소기에서의 연료-풍부 환경, 및 탄소의 증착의 핵을 형성시킬 수 있는 금속성 표면에서의 알려진 문제이다. 연료 노즐들의 기하학적 구조가 복잡하고 연료 노즐들이 고종횡비 통로들을 갖기 때문에, 그러한 통로들을 코킹에 저항하는 코팅으로 코팅하는 것이 어렵다.
[0003] 현재 터빈 산업에서 코킹을 감소시키는 접근법들은 부품의 온도 제어, 연료 흐름들의 제어, 또는 삽입물(insert)들의 추가와 같은 기계적 기술들에 크게 기반으로 하고 있다. 연료 노즐의 배출구에는, 세라믹들 PVD/열 분사된 열차폐-타입 코팅들과 같은, 세라믹 삽입물들이 사용된다. 그러나, 세라믹들은 고가이고, 크래킹(cracking)되기 쉽다. 세라믹들 및 열차폐 코팅들은 고종횡비, 복잡한 구조들에 적합하지 않다.
[0004] 이에 따라, 개선된 보호 코팅들 및 항공우주용 부품들 상에 보호 코팅들을 증착시키는 방법들이 요구되고 있다.
개요
[0005] 본 개시의 구현예들은 일반적으로 항공우주용 부품들 상의 보호 코팅들 및 보호 코팅들을 증착시키는 방법들에 관한 것이다. 보호 코팅들은 또한, 항공우주용 부품이 환원 환경에서 연료의 존재 하에서 가열될 때 코크스 형성을 감소시키거나 억제하기 위한 코킹 방지 코팅(anti-coking coating)들이다. 하나 이상의 구현예들에서, 항공우주용 부품 상에 보호 코팅을 증착시키는 방법은 항공우주용 부품을 세정 공정에 노출시켜 항공우주용 부품 상에 세정된 표면을 생성시키는 단계, 및 원자층 증착(ALD) 공정에 의해 항공우주용 부품을 전구체 및 반응물에 순차적으로 노출시켜 항공우주용 부품의 세정된 표면 상에 보호 코팅을 형성하는 단계를 포함한다. 항공우주용 부품은 연료 노즐, 연소기 라이너, 연소기 쉴드, 열교환기, 연료 라인, 연료 밸브, 또는 이들의 임의의 조합 중 하나 이상일 수 있다.
[0006] 다른 구현예들에서, 항공우주용 부품 상에 코팅을 증착시키는 방법은 항공우주용 부품을 세정 공정에 노출시켜 항공우주용 부품 상에 세정된 표면을 생성시키는 단계를 포함하며, 여기서, 항공우주용 부품은 연료 노즐, 연소기 라이너, 연소기 쉴드, 열교환기, 연료 라인, 연료 밸브, 또는 이들의 임의의 조합이며, 항공우주용 부품의 세정된 표면은 항공우주용 부품의 내부 표면이며, 항공우주용 부품의 세정된 표면은 약 5 내지 약 1,000의 종횡비를 갖는다. 본 방법은 ALD 공정에 의해 항공우주용 부품을 전구체 및 반응물에 순차적으로 노출시켜 항공우주용 부품의 세정된 표면 상에 보호 코팅을 형성하는 단계를 추가로 포함한다.
[0007] 일부 구현예들에서, 항공우주용 부품 상에 코팅을 증착시키는 방법은 항공우주용 부품을 세정 공정에 노출시켜 항공우주용 부품 상에 세정된 표면을 생성시키는 단계를 포함하며, 여기서, 항공우주용 부품의 세정된 표면은 항공우주용 부품의 내부 표면이며, 항공우주용 부품의 세정된 표면은 약 5 내지 약 1,000의 종횡비를 갖는다. 본 방법은 또한, ALD 공정에 의해 항공우주용 부품을 전구체 및 반응물에 순차적으로 노출시켜 항공우주용 부품의 세정된 표면 상에 보호 코팅을 형성하는 단계를 포함하며, 여기서, 보호 코팅은 약 10 nm 내지 약 5,000 nm의 두께를 가지며, 보호 코팅은 50% 미만의 두께 변화를 갖는다.
상세한 설명
[0008] 본 개시의 구현예들은 일반적으로, 항공우주용 부품들 상의 보호 코팅들, 및 보호 코팅들을 증착시키는 방법들에 관한 것이다. 보호 코팅들은 또한, 항공우주용 부품이 연료의 존재 하에서 가열될 때 코크스 형성을 감소시키거나 억제하기 위한 코킹 방지 코팅들이다. 보호 코팅들은 단일층 막들, 다중층 막들, 나노라미네이트 막 스택들, 병합된 막들(coalesced films), 결정질 막들, 또는 이들의 임의의 조합일 수 있거나, 이를 포함할 수 있다.
[0009] 하나 이상의 구현예들에서, 항공우주용 부품 상에 보호 코팅을 증착시키는 방법은 항공우주용 부품을 하나 이상의 세정 공정들에 노출시켜 항공우주용 부품 상에 세정된 표면을 생성시키는 단계, 및 원자층 증착(ALD) 공정에 의해 항공우주용 부품을 하나 이상의 전구체들 및/또는 하나 이상의 반응물들에 순차적으로 노출시켜 항공우주용 부품의 세정된 표면 상에 보호 코팅을 형성하는 단계를 포함한다.
[0010] 일부 구현예들에서, 본원에 기술되고 논의되는 항공우주용 부품은 연료 노즐, 연소기 라이너, 연소기 쉴드, 열교환기, 연료 라인, 연료 밸브, 연료(예를 들어, 비행 연료 또는 제트 연료)에 노출되는 임의의 다른 파트(part) 또는 부분 또는 이들의 임의의 조합 중 하나 이상일 수 있거나, 이를 포함할 수 있다. 다른 구현예들에서, 본원에 기술되고 논의되는 항공우주용 부품들은 상부에 보호 코팅이 증착됨으로써 혜택을 받을 수 있는 하나 이상의 터빈 블레이드들, 터빈 날개들, 리브들, 휜들(fins), 핀 휜들(pin fins), 또는 임의의 다른 항공우주용 부품 또는 파트일 수 있거나, 이를 포함할 수 있다. 보호 코팅들은 항공우주용 부품들의 내부 표면들 및/또는 외부 표면들 상에 증착되거나 달리 형성될 수 있다.
세정 공정
[0011] 보호 코팅을 생성하기 전에, 항공우주용 부품은 하나 이상의 세정 공정들에 선택적으로 노출될 수 있다. 하나 이상의 오염물질들은 세정 공정 동안 세정된 표면을 생성하기 위해 항공우주용 부품으로부터 제거된다. 오염물질은 산화물들, 유기물들 또는 유기물 잔부들, 탄소, 오일, 오물, 미립자들, 파편, 및/또는 다른 오염물질들, 또는 이들의 임의의 조합일 수 있거나, 이를 포함할 수 있다. 이러한 오염물질들은 항공우주용 부품 상에 보호 코팅을 생성하기 전에 제거된다.
[0012] 세정 공정은 하나 이상의 바스팅(basting) 또는 텍스쳐링(texturing) 공정들, 진공 퍼지들, 용매 세정, 산 세정, 염기성 또는 부식성 세정, 습식 세정, 오존 세정, 플라즈마 세정, 초음파처리, 또는 이들의 임의의 조합일 수 있거나, 이를 포함할 수 있다. 일단 세정되고/거나 텍스쳐링되면, 후속하여 증착된 보호 코팅은 달리 세정 공정에 노출되지 않은 것보다, 더 강한 항공우주용 부품의 세정된 표면들 또는 달리 변경된 표면들에 대한 접착력을 갖는다.
[0013] 하나 이상의 예들에서, 항공우주용 부품의 표면들은 표면들로부터 산화물들 및 다른 오염물질들을 제거하고/하거나 항공우주용 부품의 표면들에 텍스쳐링을 제공하기 위해 비드들, 샌드(sand), 탄산염(carbonate), 또는 다른 미립자들로 블라스팅되거나 비드들, 샌드, 탄산염, 또는 다른 미립자들에 달리 노출될 수 있다. 일부 예들에서, 항공우주용 부품은 항공우주용 부품 상의 작은 홀들에서 파편을 제거하기 위해 펄스식 푸시-풀 시스템(pulsed push-pull system) 내의 챔버에 배치되고 퍼지 가스 또는 액체(예를 들어, N2, Ar, He, 하나 이상의 알코올들(메탄올, 에탄올, 프로판올, 및/또는 다른 것들), H2O, 또는 이들의 임의의 조합) 및 진공 퍼지들의 사이클들에 노출될 수 있다. 다른 예들에서, 항공우주용 부품의 표면들은 플라즈마 챔버에서 또는 원격 플라즈마 시스템에 의해 발생될 수 있는, 수소 플라즈마, 산소 또는 오존 플라즈마, 및/또는 질소 플라즈마에 노출될 수 있다.
[0014] 일부 예들에서, 예를 들어, 유기물 제거 또는 산화물 제거를 위해, 항공우주용 부품의 표면들은 수소 플라즈마에 노출되고, 이후에, 탈기되고, 이후에, 오존 처리에 노출될 수 있다. 다른 예들에서, 예를 들어, 유기물 제거를 위해, 항공우주용 부품의 표면들은 알칼리성 그리스제거 용액 중에서 침지, 린싱, 표면들을 산 세정(예를 들어, 황산, 인산, 염산, 불화수소산, 또는 이들의 임의의 조합)에 노출, 린싱, 및 표면들을 탈이온수 초음파처리욕에 노출을 포함하는 습식 세정에 노출될 수 있다. 일부 예들에서, 예를 들어, 산화물 제거를 위해, 항공우주용 부품의 표면들은 표면들을 묽은 산 용액(예를 들어, 아세트산, 염산, 불화수소산, 또는 이들의 조합들)에 노출, 린싱, 및 표면들을 탈이온수 초음파처리욕에 노출을 포함하는 습식 세정에 노출될 수 있다. 하나 이상의 예들에서, 예를 들어, 입자 제거를 위해, 항공우주용 부품의 표면들은 초음파처리(예를 들어, 메가초음파처리) 및/또는 초임계 유체(이산화탄소, 물, 하나 이상의 알코올들) 세척에 노출되고, 이후에, 표면들에서 입자들을 제거하고 표면들을 건조시키기 위해 퍼지 가스 또는 액체(예를 들어, N2, Ar, He, 하나 이상의 알코올들, H2O, 또는 이들의 임의의 조합) 및 진공 퍼지들의 사이클들에 노출될 수 있다. 일부 예들에서, 항공우주용 부품은 항공우주용 부품을 약 50℃, 약 65℃, 또는 약 80℃ 내지 약 100℃, 약 120℃, 또는 약 150℃의 온도로 가열시키고 표면들을 퍼지 가스에 노출시키는 것과 같은 가열 또는 건조 공정들에 노출될 수 있다. 항공우주용 부품은 오븐에서 가열되거나, 가열 또는 건조 공정들을 위한 램프들에 노출될 수 있다. 선택적으로, 고온 가스는 건조를 가속화하기 위해 내부 통로들을 통해 가압될 수 있다. 선택적으로, 부품은 가열 없이 또는 가열하면서 환원 대기 중에서 건조될 수 있다.
[0015] 다양한 구현예들에서, 항공우주용 부품의 세정된 표면은 항공우주용 부품의 하나 이상의 내부 표면들 및/또는 하나 이상의 외부 표면들일 수 있다. 항공우주용 부품의 세정된 표면은 하나 이상의 재료, 예를 들어, 니켈, 니켈 초합금, 스테인리스강, 코발트, 크롬, 몰리브덴, 철, 티탄, 이들의 합금들, 또는 이들의 임의의 조합일 수 있거나, 이를 포함할 수 있다. 하나 이상의 예들에서, 항공우주용 부품의 세정된 표면은 약 5 내지 약 1,000, 예를 들어, 약 20 내지 약 500의 종횡비를 갖는다.
[0016] 일부 예들에서, 보호 코팅은 약 10 nm 내지 약 5,000 nm, 약 100 nm 내지 약 4,000 nm, 또는 약 500 nm 내지 약 2,000 nm의 두께를 갖는다. 또한, 보호 코팅은 200% 미만, 100% 미만, 25% 미만, 5% 미만, 또는 0.5% 미만의 두께 변화를 가질 수 있다.
기상 증착 공정
[0017] 하나 이상의 구현예들에서, 보호 코팅은 항공우주용 부품이 연료, 예를 들어, 비행 연료, 제트 연료, 등유, 등의 존재 하에서 가열될 때 코크스 형성을 감소시키거나 억제한다. 일부 예들에서, 보호 코팅은 하나 이상의 재료, 예를 들어, 산화알루미늄, 질화알루미늄, 산질화알루미늄, 산화규소, 질화규소, 산질화규소, 산화크롬, 산화탄탈, 질화탄탈, 산질화탄탈, 이들의 합금들, 또는 이들의 임의의 조합일 수 있거나, 이를 포함할 수 있다.
[0018] 하나 이상의 구현예들에서, 항공우주용 부품 상에 보호 코팅을 증착시키는 방법은 ALD 공정에 의해 항공우주용 부품을 알루미늄 전구체 및 하나 이상의 반응물들에 순차적으로 노출시켜 항공우주용 부품의 표면 상에 알루미늄-함유 층을 형성하는 것을 포함한다. 일부 예들에서, 반응물은 하나 이상의 산화제들 및/또는 하나 이상의 질화제들일 수 있거나, 이를 함유할 수 있다. 산화제는 물, 오존, 산소(O2), 원자 산소, 아산화질소, 하나 이상의 과산화물들(예를 들어, 과산화수소, 다른 무기 과산화물들, 유기 과산화물들), 하나 이상의 알코올들(예를 들어, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 또는 고차 알코올들), 이들의 플라즈마들, 또는 이들의 임의의 조합일 수 있거나, 이를 함유할 수 있다. 질화제는 암모니아, 산화질소, 원자 질소, 하이드라진, 이들의 플라즈마들, 또는 이들의 임의의 조합일 수 있거나, 이를 함유할 수 있다. 알루미늄-함유 층은 산화알루미늄, 질화알루미늄, 산질화알루미늄, 또는 이들의 임의의 조합을 함유한다.
[0019] 다른 구현예들에서, 항공우주용 부품 상에 보호 코팅을 증착시키는 방법은 ALD 공정에 의해 항공우주용 부품을 크롬 전구체 및 반응물에 순차적으로 노출시켜 항공우주용 부품의 표면 상에 크롬-함유 층을 형성하는 것을 포함한다. 크롬-함유 층은 금속성 크롬, 산화크롬, 질화크롬, 탄화크롬, 규화크롬, 또는 이들의 임의의 조합을 함유한다.
[0020] 일부 구현예들에서, 나노라미네이트 막 스택은 항공우주용 부품의 표면 상에 형성되며, 여기서, 나노라미네이트 막 스택은 크롬-함유 층 및 제2 증착된 층의 교대 층들을 함유한다. 항공우주용 부품은 ALD에 의해 금속 또는 규소 전구체 및 제2 반응물에 순차적으로 노출되어 표면 상에 제2 증착된 층을 형성할 수 있다. 제2 증착된 층은 산화알루미늄, 질화알루미늄, 산화규소, 질화규소, 탄화규소, 산화이트륨, 질화이트륨, 규소질화이트륨, 산화하프늄, 질화하프늄, 규화하프늄, 규산하프늄, 산화티탄, 질화티탄, 규화티탄, 규산티탄, 또는 이들의 임의의 조합을 함유한다. 크롬-함유 층 및 제2 증착된 층의 교대 층들을 함유하는 나노라미네이트 막 스택은 항공우주용 부품 상에서 보호 코팅으로서 사용될 수 있다. 대안적으로, 다른 구현예들에서, 항공우주용 부품 상에 배치된 나노라미네이트 막 스택은 나노라미네이트 막 스택을 병합된 막으로 변환시키기 위해 어닐링 공정에 노출될 수 있으며, 이러한 병합된 막은 항공우주용 부품 상에서 보호 코팅으로서 사용될 수 있다.
[0021] 하나 이상의 구현예들에서, 보호 코팅은 항공우주용 부품 상에 순차적으로 증착되거나 달리 형성된 한 쌍 또는 복수 개의 쌍들의 제1 증착된 층 및 제2 증착된 층을 함유한 나노라미네이트 막 스택을 함유한다. 나노라미네이트 막 스택은 4개 쌍들의 제1 증착된 층 및 제2 증착된 층으로 예시되어 있지만, 나노라미네이트 막 스택은 하기에서 추가로 논의되는 바와 같이 임의의 수의 제1 증착된 층 및 제2 증착된 층을 함유할 수 있다. 예를 들어, 나노라미네이트 막 스택은 한 쌍의 제1 증착된 층 및 제2 증착된 층 내지 약 150개 쌍들의 제1 증착된 층 및 제2 증착된 층을 함유할 수 있다. 다른 구현예들에서, 도시되어 있지 않지만, 보호 코팅은 나노라미네이트 막 스택이 아니고, 대신에 항공우주용 부품 상에 증착되거나 달리 형성된 제1 증착된 층 또는 제2 증착된 층을 함유한다. 추가 구현예들에서, 한 쌍 이상의 제1 증착된 층 및 제2 증착된 층을 함유한 나노라미네이트 막 스택이 초기에 증착되고, 이후에, 병합된 막 또는 결정질 막으로 변환된다.
[0022] 다른 구현예들에서, 보호 코팅은 나노라미네이트 막 스택을 함유한다. 나노라미네이트 막 스택은 제1 증착된 층 및 제2 증착된 층을 함유하며, 본 방법은 나노라미네이트 막 스택의 두께를 증가시키면서 2개 쌍들 내지 약 500개 쌍들의 제1 증착된 층 및 제2 증착된 층을 증착시키는 것을 추가로 포함한다. 하나 이상의 예들에서, 각 쌍의 제1 증착된 층 및 제2 증착된 층은 약 0.2 nm 내지 약 500 nm의 두께를 가질 수 있다. 일부 예들에서, 본 방법은 항공우주용 부품을 어닐링하고 나노라미네이트 막 스택을 병합된 막 또는 결정질 막으로 변환시키는 것을 추가로 포함한다.
[0023] 항공우주용 부품은 기상 증착 공정에 의해 제1 전구체 및 제1 반응물에 노출되어 항공우주용 부품 상에 제1 증착된 층을 형성할 수 있다. 기상 증착 공정은 ALD 공정, 플라즈마-강화 ALD(PE-ALD) 공정, 열 화학 기상 증착(CVD) 공정, 플라즈마-강화 CVD(PE-CVD) 공정, 펄스식-CVD 공정, 또는 이들의 임의의 조합일 수 있다.
[0024] 하나 이상의 구현예들에서, 기상 증착 공정은 ALD 공정이며, 본 방법은 항공우주용 부품의 표면을 제1 전구체 및 제1 반응물에 순차적으로 노출시켜 제1 증착된 층을 형성하는 것을 포함한다. ALD 공정의 각 사이클은 항공우주용 부품의 표면을 제1 전구체에 노출시키고, 펌프-퍼지를 수행하고, 항공우주용 부품을 제1 반응물에 노출시키고, 펌프-퍼지를 수행하여 제1 증착된 층을 형성하는 것을 포함한다. 제1 전구체 및 제1 반응물의 순서는, ALD 사이클이 항공우주용 부품의 표면을 제1 반응물에 노출시키고, 펌프-퍼지를 수행하고, 항공우주용 부품을 제1 전구체에 노출시키고, 펌프-퍼지를 수행하여 제1 증착된 층을 형성하는 것을 포함하도록, 역전될 수 있다.
[0025] 일부 예들에서, 각 ALD 사이클 동안, 항공우주용 부품은 약 0.1초 내지 약 10초 동안 제1 전구체, 약 0.1초 내지 약 10초 동안 제1 반응물, 및 약 0.5초 내지 약 30초 동안 펌프-퍼지에 노출된다. 다른 예들에서, 각 ALD 사이클 동안, 항공우주용 부품은 약 0.5초 내지 약 3초 동안 제1 전구체, 약 0.5초 내지 약 3초 동안 제1 반응물, 및 약 1초 내지 약 10초 동안 펌프-퍼지에 노출된다.
[0026] 각 ALD 사이클은 제1 증착된 층을 형성하기 위해 2, 3, 4, 5, 6, 8, 약 10, 약 12, 또는 약 15회 내지 약 18, 약 20, 약 25, 약 30, 약 40, 약 50, 약 65, 약 80, 약 100, 약 120, 약 150, 약 200, 약 250, 약 300, 약 350, 약 400, 약 500, 약 800, 약 1,000회 이상 반복된다. 예를 들어, 각 ALD 사이클은 제1 증착된 층을 형성하기 위해 2회 내지 약 1,000회, 2회 내지 약 800회, 2회 내지 약 500회, 2회 내지 약 300회, 2회 내지 약 250회, 2회 내지 약 200회, 2회 내지 약 150회, 2회 내지 약 120회, 2회 내지 약 100회, 2회 내지 약 80회, 2회 내지 약 50회, 2회 내지 약 30회, 2회 내지 약 20회, 2회 내지 약 15회, 2회 내지 약 10회, 2회 내지 5회, 약 8회 내지 약 1,000회, 약 8회 내지 약 800회, 약 8회 내지 약 500회, 약 8회 내지 약 300회, 약 8회 내지 약 250회, 약 8회 내지 약 200회, 약 8회 내지 약 150회, 약 8회 내지 약 120회, 약 8회 내지 약 100회, 약 8회 내지 약 80회, 약 8회 내지 약 50회, 약 8회 내지 약 30회, 약 8회 내지 약 20회, 약 8회 내지 약 15회, 약 8회 내지 약 10회, 약 20회 내지 약 1,000회, 약 20회 내지 약 800회, 약 20회 내지 약 500회, 약 20회 내지 약 300회, 약 20회 내지 약 250회, 약 20회 내지 약 200회, 약 20회 내지 약 150회, 약 20회 내지 약 120회, 약 20회 내지 약 100회, 약 20회 내지 약 80회, 약 20회 내지 약 50회, 약 20회 내지 약 30회, 약 50회 내지 약 1,000회, 약 50회 내지 약 500회, 약 50회 내지 약 350회, 약 50회 내지 약 300회, 약 50회 내지 약 250회, 약 50회 내지 약 150회, 또는 약 50회 내지 약 100회 반복된다.
[0027] 다른 구현예들에서, 기상 증착 공정은 CVD 공정이며, 본 방법은 항공우주용 부품을 제1 전구체 및 제1 반응물에 동시에 노출시켜 제1 증착된 층을 형성하는 것을 포함한다. ALD 공정 또는 CVD 공정 동안, 제1 전구체 및 제1 반응물 각각은 독립적으로 하나 이상의 운반 가스들을 포함할 수 있다. 하나 이상의 퍼지 가스들은 제1 전구체와 제1 반응물의 노출들 사이에 프로세싱 챔버 전반에 걸쳐 및/또는 항공우주용 부품에 가로질러 흐를 수 있다. 일부 예들에서, 동일한 가스는 운반 가스 및 퍼지 가스로서 사용될 수 있다. 예시적인 운반 가스들 및 퍼지 가스들은 독립적으로 질소(N2), 아르곤, 헬륨, 네온, 수소(H2), 또는 이들의 임의의 조합 중 하나 이상일 수 있거나, 이를 포함할 수 있다.
[0028] 제1 증착된 층은 약 0.1 nm, 약 0.2 nm, 약 0.3 nm, 약 0.4 nm, 약 0.5 nm, 약 0.8 nm, 약 1 nm, 약 2 nm, 약 3 nm, 약 5 nm, 약 8 nm, 약 10 nm, 약 12 nm, 또는 약 15 nm 내지 약 18 nm, 약 20 nm, 약 25 nm, 약 30 nm, 약 40 nm, 약 50 nm, 약 60 nm, 약 80 nm, 약 100 nm, 약 120 nm, 또는 약 150 nm의 두께를 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 증착된 층은 약 0.1 nm 내지 약 150 nm, 약 0.2 nm 내지 약 150 nm, 약 0.2 nm 내지 약 120 nm, 약 0.2 nm 내지 약 100 nm, 약 0.2 nm 내지 약 80 nm, 약 0.2 nm 내지 약 50 nm, 약 0.2 nm 내지 약 40 nm, 약 0.2 nm 내지 약 30 nm, 약 0.2 nm 내지 약 20 nm, 약 0.2 nm 내지 약 10 nm, 약 0.2 nm 내지 약 5 nm, 약 0.2 nm 내지 약 1 nm, 약 0.2 nm 내지 약 0.5 nm, 약 0.5 nm 내지 약 150 nm, 약 0.5 nm 내지 약 120 nm, 약 0.5 nm 내지 약 100 nm, 약 0.5 nm 내지 약 80 nm, 약 0.5 nm 내지 약 50 nm, 약 0.5 nm 내지 약 40 nm, 약 0.5 nm 내지 약 30 nm, 약 0.5 nm 내지 약 20 nm, 약 0.5 nm 내지 약 10 nm, 약 0.5 nm 내지 약 5 nm, 약 0.5 nm 내지 약 1 nm, 약 2 nm 내지 약 150 nm, 약 2 nm 내지 약 120 nm, 약 2 nm 내지 약 100 nm, 약 2 nm 내지 약 80 nm, 약 2 nm 내지 약 50 nm, 약 2 nm 내지 약 40 nm, 약 2 nm 내지 약 30 nm, 약 2 nm 내지 약 20 nm, 약 2 nm 내지 약 10 nm, 약 2 nm 내지 약 5 nm, 약 2 nm 내지 약 3 nm, 약 10 nm 내지 약 150 nm, 약 10 nm 내지 약 120 nm, 약 10 nm 내지 약 100 nm, 약 10 nm 내지 약 80 nm, 약 10 nm 내지 약 50 nm, 약 10 nm 내지 약 40 nm, 약 10 nm 내지 약 30 nm, 약 10 nm 내지 약 20 nm, 또는 약 10 nm 내지 약 15 nm의 두께를 가질 수 있다.
[0029] 하나 이상의 구현예들에서, 제1 전구체는 하나 이상의 크롬 전구체들, 하나 이상의 알루미늄 전구체들, 또는 하나 이상의 하프늄 전구체들을 함유한다. 제1 반응물은 하나 이상의 환원제들, 하나 이상의 산화제들, 하나 이상의 질화제들, 하나 이상의 규소 전구체들, 하나 이상의 탄소 전구체들, 또는 이들의 임의의 조합을 함유한다. 일부 예들에서, 제1 증착된 층은 금속성 크롬, 산화크롬, 질화크롬, 규화크롬, 탄화크롬, 또는 이들의 임의의 조합일 수 있거나 이를 포함할 수 있는 크롬-함유 층이다. 다른 예들에서, 제1 증착된 층은 금속성 알루미늄, 산화알루미늄, 질화알루미늄, 규화알루미늄, 탄화알루미늄, 또는 이들의 임의의 조합일 수 있거나 이를 포함할 수 있는 알루미늄-함유 층이다. 추가 예들에서, 제1 증착된 층은 금속성 하프늄, 산화하프늄, 질화하프늄, 규화하프늄, 탄화하프늄, 또는 이들의 임의의 조합일 수 있거나 이를 포함할 수 있는 하프늄-함유 층이다.
[0030] 크롬 전구체는 크롬 사이클로펜타디엔 화합물들, 크롬 카보닐 화합물들, 크롬 아세틸아세토네이트 화합물들, 크롬 디아자디에닐 화합물들, 이들의 치환물들, 이들의 착물들, 이들의 부가물들, 이들의 염들, 또는 이들의 임의의 조합 중 하나 이상일 수 있거나, 이를 포함할 수 있다. 예시적인 크롬 전구체는 비스(사이클로펜타디엔) 크롬(Cp2Cr), 비스(펜타메틸사이클로펜타디엔) 크롬((Me5Cp)2Cr), 비스(이소프로필사이클로펜타디엔) 크롬((iPrCp)2Cr), 비스(에틸벤젠) 크롬((EtBz)2Cr), 크롬 헥사카보닐(Cr(CO)6), 크롬 아세틸아세토네이트(Cr(acac)3, 트리스(2,4-펜탄디오노) 크롬으로도 알려짐), 크롬 헥사플루오로아세틸아세토네이트(Cr(hfac)3), 크롬(III) 트리스(2,2,6,6-테트라메틸-3,5-헵탄디오네이트){Cr(tmhd)3}, 크롬(II) 비스(1,4-디3차부틸디아자디에닐), 이들의 이성질체들, 이들의 착물들, 이들의 부가물들, 이들의 염들, 또는 이들의 임의의 조합일 수 있거나, 이를 포함할 수 있다. 예시적인 크롬 디아자디에닐 화합물들은 하기 화학식을 가질 수 있다:
Figure pct00001
[0031] 상기 식에서, 각 R 및 R'는 독립적으로 H, C1-C6 알킬, 아릴, 아실, 알킬아미도, 하이드라지도, 실릴, 알데하이드, 케토, C2-C4 알케닐, 알키닐, 또는 이들의 치환체들로부터 선택된다. 일부 예들에서, 각 R은 독립적으로, 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 또는 이들의 이성질체들로부터 선택된 C1-C6 알킬이며, R'는 H이다. 예를 들어, R은 메틸이며 R'는 H이거나, R은 에틸이며 R'는 H이거나, R은 이소-프로필이며 R'는 H이거나, R은 3차-부틸이며 R'는 H이다.
[0032] 알루미늄 전구체는 알루미늄 알킬 화합물들 중 하나 이상, 알루미늄 알콕시 화합물들 중 하나 이상, 알루미늄 아세틸아세토네이트 화합물들 중 하나 이상, 이들의 치환물들, 이들의 착물들, 이들의 부가물들, 이들의 염들, 또는 이들의 임의의 조합일 수 있거나, 이를 포함할 수 있다. 예시적인 알루미늄 전구체들은 트리메틸알루미늄, 트리에틸알루미늄, 트리프로필알루미늄, 트리부틸알루미늄, 트리메톡시알루미늄, 트리에톡시알루미늄, 트리프로폭시알루미늄, 트리부톡시알루미늄, 알루미늄 아세틸아세토네이트(Al(acac)3, 트리스(2,4-펜탄디오노) 알루미늄으로도 알려짐), 알루미늄 헥사플루오로아세틸아세토네이트(Al(hfac)3), 트리스디피발로일메타네이토알루미늄(DPM3Al; (C11H19O2)3Al), 이들의 이성질체들, 이들의 착물들, 이들의 부가물들, 이들의 염들, 또는 이들의 임의의 조합일 수 있거나, 이를 포함할 수 있다.
[0033] 하나 이상의 예들에서, 전구체는 하나 이상의 알루미늄 알킬 화합물들, 예를 들어, 트리메틸 알루미늄(TMA)이거나, 이를 함유한다. 알루미늄 알킬 화합물(예를 들어, TMA)은 95% 초과, 97% 초과, 또는 99% 초과, 예를 들어, 약 99.3%, 약 99.5 중량%, 약 99.7 중량%, 또는 약 99.9 중량% 내지 약 99.95 중량%, 약 99.99 중량%, 약 99.995 중량%, 약 99.999 중량%, 약 99.9999 중량%, 또는 그 초과의 순도를 갖는다. 하나 이상의 예들에서, 알루미늄 알킬 화합물(예를 들어, TMA)은 99.5 중량% 이상, 예를 들어, 약 99.9 중량% 내지 약 99.999 중량%의 순도를 갖는다.
[0034] 하프늄 전구체는 하프늄 사이클로펜타디엔 화합물들 중 하나 이상, 하프늄 아미노 화합물들 중 하나 이상, 하프늄 알킬 화합물들 중 하나 이상, 하프늄 알콕시 화합물들 중 하나 이상, 이들의 치환물들, 이들의 착물들, 이들의 부가물들, 이들의 염들, 또는 이들의 임의의 조합일 수 있거나, 이를 포함할 수 있다. 예시적인 하프늄 전구체들은 비스(메틸사이클로펜타디엔) 디메틸하프늄((MeCp)2HfMe2), 비스(메틸사이클로펜타디엔) 메틸메톡시하프늄((MeCp)2Hf(OMe)(Me)), 비스(사이클로펜타디엔) 디메틸하프늄((Cp)2HfMe2), 테트라(3차-부톡시) 하프늄, 하프늄 이소프로폭사이드((iPrO)4Hf), 테트라키스(디메틸아미노) 하프늄(TDMAH), 테트라키스(디에틸아미노) 하프늄(TDEAH), 테트라키스(에틸메틸아미노) 하프늄(TEMAH), 이들의 이성질체들, 이들의 착물들, 이들의 부가물들, 이들의 염들, 또는 이들의 임의의 조합일 수 있거나, 이를 포함할 수 있다.
[0035] 티탄 전구체는 티탄 사이클로펜타디엔 화합물들 중 하나 이상, 티탄 아미노 화합물들 중 하나 이상, 티탄 알킬 화합물들 중 하나 이상, 티탄 알콕시 화합물들 중 하나 이상, 이들의 치환물들, 이들의 착물들, 이들의 부가물들, 이들의 염들, 또는 이들의 임의의 조합일 수 있거나, 이를 포함할 수 있다. 예시적인 티탄 전구체들은 비스(메틸사이클로펜타디엔) 디메틸티탄((MeCp)2TiMe2), 비스(메틸사이클로펜타디엔) 메틸메톡시티탄((MeCp)2Ti(OMe)(Me)), 비스(사이클로펜타디엔) 디메틸티탄((Cp)2TiMe2), 테트라(3차-부톡시) 티탄, 티탄 이소프로폭사이드((iPrO)4Ti), 테트라키스(디메틸아미노) 티탄(TDMAT), 테트라키스(디에틸아미노) 티탄(TDEAT), 테트라키스(에틸메틸아미노) 티탄(TEMAT), 이들의 이성질체들, 이들의 착물들, 이들의 부가물들, 이들의 염들, 또는 이들의 임의의 조합일 수 있거나, 이를 포함할 수 있다.
[0036] 하나 이상의 예들에서, 제1 증착된 층은 금속성 크롬일 수 있거나 이를 포함할 수 있는 크롬-함유 층이며, 제1 반응물은 하나 이상의 환원제들을 함유한다. 일부 예들에서, 제1 증착된 층은 금속성 알루미늄일 수 있거나 이를 포함할 수 있는 알루미늄-함유 층이며, 제1 반응물은 하나 이상의 환원제들을 함유한다. 다른 예들에서, 제1 증착된 층은 금속성 하프늄일 수 있거나 이를 포함할 수 있는 하프늄-함유 층이며, 제1 반응물은 하나 이상의 환원제들을 함유한다. 예시적인 환원제들은 수소(H2), 암모니아, 하이드라진, 하나 이상의 하이드라진 화합물들, 하나 이상의 알코올들, 사이클로헥사디엔, 디하이드로피라진, 알루미늄 함유 화합물, 이들의 부가물들, 이들의 염들, 이들의 플라즈마 유도체들, 또는 이들의 임의의 조합일 수 있거나, 이를 포함할 수 있다.
[0037] 일부 예들에서, 제1 증착된 층은 산화크롬일 수 있거나 이를 포함할 수 있는 크롬-함유 층이며, 제1 반응물은 하나 이상의 산화제들을 함유한다. 다른 예들에서, 제1 증착된 층은 산화알루미늄일 수 있거나 이를 포함할 수 있는 알루미늄-함유 층이며, 제1 반응물은 하나 이상의 산화제들을 함유한다. 추가 예들에서, 제1 증착된 층은 산화하프늄일 수 있거나 이를 포함할 수 있는 하프늄-함유 층이며, 제1 반응물은 하나 이상의 산화제들을 함유한다. 예시적인 산화제들은 물(예를 들어, 스팀), 산소(O2), 원자 산소, 오존, 아산화질소, 하나 이상의 과산화물들, 하나 이상의 알코올들, 이들의 플라즈마들, 또는 이들의 임의의 조합일 수 있거나, 이를 포함할 수 있다.
[0038] 하나 이상의 예들에서, 제1 증착된 층은 질화크롬일 수 있거나 이를 포함할 수 있는 크롬-함유 층이며, 제1 반응물은 하나 이상의 질화제들을 함유한다. 다른 예들에서, 제1 증착된 층은 질화알루미늄일 수 있거나 이를 포함할 수 있는 알루미늄-함유 층이며, 제1 반응물은 하나 이상의 질화제들을 함유한다. 일부 예들에서, 제1 증착된 층은 질화하프늄일 수 있거나 이를 포함할 수 있는 하프늄-함유 층이며, 제1 반응물은 하나 이상의 질화제들을 함유한다. 예시적인 질화제들은 암모니아, 원자 질소, 하나 이상의 하이드라진들, 산화질소, 이들의 플라즈마들, 또는 이들의 임의의 조합일 수 있거나, 이를 포함할 수 있다.
[0039] 하나 이상의 예들에서, 제1 증착된 층은 규화크롬일 수 있거나 이를 포함할 수 있는 크롬-함유 층이며, 제1 반응물은 하나 이상의 규소 전구체들을 함유한다. 일부 예들에서, 제1 증착된 층은 규화알루미늄일 수 있거나 이를 포함할 수 있는 알루미늄-함유 층이며, 제1 반응물은 하나 이상의 규소 전구체들을 함유한다. 다른 예들에서, 제1 증착된 층은 규화하프늄일 수 있거나 이를 포함할 수 있는 하프늄-함유 층이며, 제1 반응물은 하나 이상의 규소 전구체들을 함유한다. 예시적인 규소 전구체들은 실란, 디실란, 트리실란, 테트라실란, 펜타실란, 헥사실란, 모노클로로실란, 디클로로실란, 트리클로로실란, 테트라클로로실란, 헥사클로로실란, 치환된 실란들, 이들의 플라즈마 유도체들, 또는 이들의 임의의 조합일 수 있거나, 이를 포함할 수 있다.
[0040] 일부 예들에서, 제1 증착된 층은 탄화크롬일 수 있거나 이를 포함할 수 있는 크롬-함유 층이며, 제1 반응물은 하나 이상의 탄소 전구체들을 함유한다. 다른 예들에서, 제1 증착된 층은 탄화알루미늄일 수 있거나 이를 포함할 수 있는 알루미늄-함유 층이며, 제1 반응물은 하나 이상의 탄소 전구체들을 함유한다. 추가 예들에서, 제1 증착된 층은 탄화하프늄일 수 있거나 이를 포함할 수 있는 하프늄-함유 층이며, 제1 반응물은 하나 이상의 탄소 전구체들을 함유한다. 예시적인 탄소 전구체들은 하나 이상의 알칸들, 하나 이상의 알켄들, 하나 이상의 알킨들, 이들의 치환물들, 이들의 플라즈마들, 또는 이들의 임의의 조합일 수 있거나, 이를 포함할 수 있다.
[0041] 일부 구현예들에서, 항공우주용 부품은 나노라미네이트 막을 생성하는 ALD 공정에 의해 제2 전구체 및 제2 반응물에 노출되어 제1 증착된 층 상에 제2 증착된 층을 형성할 수 있다. 제1 증착된 층 및 제2 증착된 층은 서로 상이한 조성들을 갖는다. 일부 예들에서, 제1 전구체는 제2 전구체와는 다른 전구체이며, 예를 들어, 제1 전구체는 제1 타입의 금속의 소스이며, 제2 전구체는 제2 타입의 금속의 소스이며, 제1 타입 및 제2 타입의 금속은 상이하다.
[0042] 제2 전구체는 하나 이상의 알루미늄 전구체들, 하나 이상의 하프늄 전구체들, 하나 이상의 이트륨 전구체들, 또는 이들의 임의의 조합일 수 있거나, 이를 포함할 수 있다. 제2 반응물은 제1 반응물로서 사용되는 임의의 다른 반응물들일 수 있다. 예를 들어, 제2 반응물은 상기에 기술되고 논의된 바와 같은, 하나 이상의 환원제들, 하나 이상의 산화제들, 하나 이상의 질화제들, 하나 이상의 규소 전구체들, 하나 이상의 탄소 전구체들, 또는 이들의 임의의 조합일 수 있거나, 이를 포함할 수 있다. ALD 공정 동안, 제2 전구체 및 제2 반응물 각각은 독립적으로 하나 이상의 운반 가스들을 포함할 수 있다. 하나 이상의 퍼지 가스들은 제2 전구체 및 제2 반응물의 노출들 사이에서 프로세싱 챔버 전반에 걸쳐 및/또는 항공우주용 부품을 가로질러 흐를 수 있다. 일부 예들에서, 동일한 가스는 운반 가스 및 퍼지 가스로서 사용될 수 있다. 예시적인 운반 가스들 및 퍼지 가스들은 독립적으로 질소(N2), 아르곤, 헬륨, 네온, 수소(H2), 또는 이들의 임의의 조합 중 하나 이상일 수 있거나, 이를 포함할 수 있다.
[0043] 하나 이상의 구현예들에서, 제2 증착된 층은 산화알루미늄, 질화알루미늄, 산화규소, 질화규소, 탄화규소, 산화이트륨, 질화이트륨, 규소질화이트륨, 산화하프늄, 질화하프늄, 규화하프늄, 규산하프늄, 산화티탄, 질화티탄, 규화티탄, 규산티탄, 또는 이들의 임의의 조합을 함유한다. 하나 이상의 예들에서, 제1 증착된 층이 산화알루미늄 또는 질화알루미늄을 함유하는 경우, 제2 증착된 층은 산화알루미늄 또는 질화알루미늄을 함유하지 않는다. 유사하게는, 제1 증착된 층이 산화하프늄 또는 질화하프늄을 함유하는 경우에, 제2 증착된 층은 산화하프늄 또는 질화하프늄을 함유하지 않는다.
[0044] ALD 공정의 각 사이클은 항공우주용 부품을 제2 전구체에 노출시키고, 펌프-퍼지를 수행하고, 항공우주용 부품을 제2 반응물에 노출시키고, 펌프-퍼지를 수행하여 제2 증착된 층을 형성하는 것을 포함한다. 제2 전구체 및 제2 반응물의 순서는, ALD 사이클이 항공우주용 부품의 표면을 제2 반응물에 노출시키고, 펌프-퍼지를 수행하고, 항공우주용 부품을 제2 전구체에 노출시키고, 펌프-퍼지를 수행하여 제2 증착된 층을 형성하는 것을 포함하도록, 역전될 수 있다.
[0045] 하나 이상의 예들에서, 각 ALD 사이클 동안, 항공우주용 부품은 약 0.1초 내지 약 10초 동안 제2 전구체에, 약 0.1초 내지 약 10초 동안 제2 반응물에, 및 약 0.5초 내지 약 30초 동안 펌프-퍼지에 노출된다. 다른 예들에서, 각 ALD 사이클 동안, 항공우주용 부품은 약 0.5초 내지 약 3초 동안 제2 전구체에, 약 0.5초 내지 약 3초 동안 제2 반응물에, 및 약 1초 내지 약 10초 동안 펌프-퍼지에 노출된다.
[0046] 각 ALD 사이클은 제2 증착된 층을 형성하기 위해 2, 3, 4, 5, 6, 8, 약 10, 약 12, 또는 약 15회 내지 약 18, 약 20, 약 25, 약 30, 약 40, 약 50, 약 65, 약 80, 약 100, 약 120, 약 150, 약 200, 약 250, 약 300, 약 350, 약 400, 약 500, 약 800, 약 1,000회 또는 그 이상 반복된다. 예를 들어, 각 ALD 사이클은 제2 증착된 층을 형성하기 위해 2회 내지 약 1,000회, 2회 내지 약 800회, 2회 내지 약 500회, 2회 내지 약 300회, 2회 내지 약 250회, 2회 내지 약 200회, 2회 내지 약 150회, 2회 내지 약 120회, 2회 내지 약 100회, 2회 내지 약 80회, 2회 내지 약 50회, 2회 내지 약 30회, 2회 내지 약 20회, 2회 내지 약 15회, 2회 내지 약 10회, 2회 내지 5회, 약 8회 내지 약 1,000회, 약 8회 내지 약 800회, 약 8회 내지 약 500회, 약 8회 내지 약 300회, 약 8회 내지 약 250회, 약 8회 내지 약 200회, 약 8회 내지 약 150회, 약 8회 내지 약 120회, 약 8회 내지 약 100회, 약 8회 내지 약 80회, 약 8회 내지 약 50회, 약 8회 내지 약 30회, 약 8회 내지 약 20회, 약 8회 내지 약 15회, 약 8회 내지 약 10회, 약 20회 내지 약 1,000회, 약 20회 내지 약 800회, 약 20회 내지 약 500회, 약 20회 내지 약 300회, 약 20회 내지 약 250회, 약 20회 내지 약 200회, 약 20회 내지 약 150회, 약 20회 내지 약 120회, 약 20회 내지 약 100회, 약 20회 내지 약 80회, 약 20회 내지 약 50회, 약 20회 내지 약 30회, 약 50회 내지 약 1,000회, 약 50회 내지 약 500회, 약 50회 내지 약 350회, 약 50회 내지 약 300회, 약 50회 내지 약 250회, 약 50회 내지 약 150회, 또는 약 50회 내지 약 100회 반복된다.
[0047] 제2 증착된 층은 약 0.1 nm, 약 0.2 nm, 약 0.3 nm, 약 0.4 nm, 약 0.5 nm, 약 0.8 nm, 약 1 nm, 약 2 nm, 약 3 nm, 약 5 nm, 약 8 nm, 약 10 nm, 약 12 nm, 또는 약 15 nm 내지 약 18 nm, 약 20 nm, 약 25 nm, 약 30 nm, 약 40 nm, 약 50 nm, 약 60 nm, 약 80 nm, 약 100 nm, 약 120 nm, 또는 약 150 nm의 두께를 가질 수 있다. 예를 들어, 제2 증착된 층은 약 0.1 nm 내지 약 150 nm, 약 0.2 nm 내지 약 150 nm, 약 0.2 nm 내지 약 120 nm, 약 0.2 nm 내지 약 100 nm, 약 0.2 nm 내지 약 80 nm, 약 0.2 nm 내지 약 50 nm, 약 0.2 nm 내지 약 40 nm, 약 0.2 nm 내지 약 30 nm, 약 0.2 nm 내지 약 20 nm, 약 0.2 nm 내지 약 10 nm, 약 0.2 nm 내지 약 5 nm, 약 0.2 nm 내지 약 1 nm, 약 0.2 nm 내지 약 0.5 nm, 약 0.5 nm 내지 약 150 nm, 약 0.5 nm 내지 약 120 nm, 약 0.5 nm 내지 약 100 nm, 약 0.5 nm 내지 약 80 nm, 약 0.5 nm 내지 약 50 nm, 약 0.5 nm 내지 약 40 nm, 약 0.5 nm 내지 약 30 nm, 약 0.5 nm 내지 약 20 nm, 약 0.5 nm 내지 약 10 nm, 약 0.5 nm 내지 약 5 nm, 약 0.5 nm 내지 약 1 nm, 약 2 nm 내지 약 150 nm, 약 2 nm 내지 약 120 nm, 약 2 nm 내지 약 100 nm, 약 2 nm 내지 약 80 nm, 약 2 nm 내지 약 50 nm, 약 2 nm 내지 약 40 nm, 약 2 nm 내지 약 30 nm, 약 2 nm 내지 약 20 nm, 약 2 nm 내지 약 10 nm, 약 2 nm 내지 약 5 nm, 약 2 nm 내지 약 3 nm, 약 10 nm 내지 약 150 nm, 약 10 nm 내지 약 120 nm, 약 10 nm 내지 약 100 nm, 약 10 nm 내지 약 80 nm, 약 10 nm 내지 약 50 nm, 약 10 nm 내지 약 40 nm, 약 10 nm 내지 약 30 nm, 약 10 nm 내지 약 20 nm, 또는 약 10 nm 내지 약 15 nm의 두께를 가질 수 있다.
[0048] 일부 예들에서, 제1 증착된 층은 산화크롬, 질화크롬, 또는 이들의 조합을 함유한 크롬-함유 층이며, 제2 증착된 층은 산화알루미늄, 질화규소, 산화하프늄, 규산하프늄, 산화티탄, 또는 이들의 임의의 조합 중 하나 이상을 함유한다.
[0049] 하나 이상의 구현예들에서, 보호 코팅 또는 나노라미네이트 막 스택은 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 또는 9개 쌍들의 제1 증착된 층 및 제2 증착된 층 내지 약 10, 약 12, 약 15, 약 20, 약 25, 약 30, 약 40, 약 50, 약 65, 약 80, 약 100, 약 120, 약 150, 약 200, 약 250, 약 300, 약 500, 약 800, 또는 약 1,000개 쌍들의 제1 증착된 층 및 제2 증착된 층을 함유할 수 있다. 예를 들어, 나노라미네이트 막 스택은 1 내지 약 1,000, 1 내지 약 800, 1 내지 약 500, 1 내지 약 300, 1 내지 약 250, 1 내지 약 200, 1 내지 약 150, 1 내지 약 120, 1 내지 약 100, 1 내지 약 80, 1 내지 약 65, 1 내지 약 50, 1 내지 약 30, 1 내지 약 20, 1 내지 약 15, 1 내지 약 10, 1 내지 약 8, 1 내지 약 6, 1 내지 5, 1 내지 4, 1 내지 3, 약 5 내지 약 150, 약 5 내지 약 120, 약 5 내지 약 100, 약 5 내지 약 80, 약 5 내지 약 65, 약 5 내지 약 50, 약 5 내지 약 30, 약 5 내지 약 20, 약 5 내지 약 15, 약 5 내지 약 10, 약 5 내지 약 8, 약 5 내지 약 7, 약 10 내지 약 150, 약 10 내지 약 120, 약 10 내지 약 100, 약 10 내지 약 80, 약 10 내지 약 65, 약 10 내지 약 50, 약 10 내지 약 30, 약 10 내지 약 20, 약 10 내지 약 15, 또는 약 10 내지 약 12개 쌍들의 제1 증착된 층 및 제2 증착된 층을 함유할 수 있다.
[0050] 보호 코팅 또는 나노라미네이트 막 스택은 약 1 nm, 약 2 nm, 약 3 nm, 약 5 nm, 약 8 nm, 약 10 nm, 약 12 nm, 약 15 nm, 약 20 nm, 약 30 nm, 약 50 nm, 약 60 nm, 약 80 nm, 약 100 nm, 또는 약 120 nm 내지 약 150 nm, 약 180 nm, 약 200 nm, 약 250 nm, 약 300 nm, 약 350 nm, 약 400 nm, 약 500 nm, 약 800 nm, 약 1,000 nm, 약 2,000 nm, 약 3,000 nm, 약 4,000 nm, 약 5,000 nm, 약 6,000 nm, 약 7,000 nm, 약 8,000 nm, 약 9,000 nm, 약 10,000 nm, 또는 그 이상의 두께를 가질 수 있다. 일부 예들에서, 보호 코팅 또는 나노라미네이트 막 스택은 10 ㎛ 미만(10,000 nm 미만)의 두께를 가질 수 있다. 예를 들어, 보호 코팅 또는 나노라미네이트 막 스택은 약 1 nm 내지 10,000 nm 미만, 약 1 nm 내지 약 8,000 nm, 약 1 nm 내지 약 6,000 nm, 약 1 nm 내지 약 5,000 nm, 약 1 nm 내지 약 3,000 nm, 약 1 nm 내지 약 2,000 nm, 약 1 nm 내지 약 1,500 nm, 약 1 nm 내지 약 1,000 nm, 약 1 nm 내지 약 500 nm, 약 1 nm 내지 약 400 nm, 약 1 nm 내지 약 300 nm, 약 1 nm 내지 약 250 nm, 약 1 nm 내지 약 200 nm, 약 1 nm 내지 약 150 nm, 약 1 nm 내지 약 100 nm, 약 1 nm 내지 약 80 nm, 약 1 nm 내지 약 50 nm, 약 20 nm 내지 약 500 nm, 약 20 nm 내지 약 400 nm, 약 20 nm 내지 약 300 nm, 약 20 nm 내지 약 250 nm, 약 20 nm 내지 약 200 nm, 약 20 nm 내지 약 150 nm, 약 20 nm 내지 약 100 nm, 약 20 nm 내지 약 80 nm, 약 20 nm 내지 약 50 nm, 약 30 nm 내지 약 400 nm, 약 30 nm 내지 약 200 nm, 약 50 nm 내지 약 500 nm, 약 50 nm 내지 약 400 nm, 약 50 nm 내지 약 300 nm, 약 50 nm 내지 약 250 nm, 약 50 nm 내지 약 200 nm, 약 50 nm 내지 약 150 nm, 약 50 nm 내지 약 100 nm, 약 80 nm 내지 약 250 nm, 약 80 nm 내지 약 200 nm, 약 80 nm 내지 약 150 nm, 약 80 nm 내지 약 100 nm, 약 50 nm 내지 약 80 nm, 약 100 nm 내지 약 500 nm, 약 100 nm 내지 약 400 nm, 약 100 nm 내지 약 300 nm, 약 100 nm 내지 약 250 nm, 약 100 nm 내지 약 200 nm, 또는 약 100 nm 내지 약 150 nm의 두께를 가질 수 있다.
[0051] 일부 구현예들에서, 나노라미네이트 막 스택은 하나 이상의 어닐링 공정들에 선택적으로 노출될 수 있다. 일부 예들에서, 나노라미네이트 막 스택은 어닐링 공정 동안 병합된 막 또는 결정질 막으로 변환될 수 있다. 어닐링 공정 동안, 고온은 나노라미네이트 막 스택 내의 층들을, 새로운 결정질 어셈블리가 병합된 막 또는 결정질 막의 보존성 및 보호 특성들을 향상시키는 단일 구조로 병합시킨다. 다른 예들에서, 나노라미네이트 막 스택은 어닐링 공정 동안 가열되고, 조밀화될 수 있지만, 여전히 나노라미네이트 막 스택으로서 유지될 수 있다. 어닐링 공정은 열적 어닐, 플라즈마 어닐, 자외선 어닐, 레이저 어닐, 또는 이들의 임의의 조합일 수 있거나, 이를 포함할 수 있다.
[0052] 항공우주용 부품 상에 배치된 나노라미네이트 막 스택은 어닐링 공정 동안 약 400℃, 약 500℃, 약 600℃, 또는 약 700℃ 내지 약 750℃, 약 800℃, 약 900℃, 약 1,000℃, 약 1,100℃, 약 1,200℃ 또는 그 이상의 온도로 가열된다. 예를 들어, 항공우주용 부품 상에 배치된 나노라미네이트 막 스택은 어닐링 공정 동안 약 400℃ 내지 약 1,200℃, 약 400℃ 내지 약 1,100℃, 약 400℃ 내지 약 1,000℃, 약 400℃ 내지 약 900℃, 약 400℃ 내지 약 800℃, 약 400℃ 내지 약 700℃, 약 400℃ 내지 약 600℃, 약 400℃ 내지 약 500℃, 약 550℃ 내지 약 1,200℃, 약 550℃ 내지 약 1,100℃, 약 550℃ 내지 약 1,000℃, 약 550℃ 내지 약 900℃, 약 550℃ 내지 약 800℃, 약 550℃ 내지 약 700℃, 약 550℃ 내지 약 600℃, 약 700℃ 내지 약 1,200℃, 약 700℃ 내지 약 1,100℃, 약 700℃ 내지 약 1,000℃, 약 700℃ 내지 약 900℃, 약 700℃ 내지 약 800℃, 약 850℃ 내지 약 1,200℃, 약 850℃ 내지 약 1,100℃, 약 850℃ 내지 약 1,000℃, 또는 약 850℃ 내지 약 900℃의 온도로 가열된다.
[0053] 나노라미네이트 막 스택은 어닐링 공정 동안 저압(예를 들어, 약 0.1 Torr 내지 760 Torr 미만)에서의 진공 하에, 주변 압력(예를 들어, 약 760 Torr)에, 및/또는 고압(예를 들어, 760 Torr(1 atm) 초과 내지 약 3,678 Torr(약 5 atm))에 있을 수 있다. 나노라미네이트 막 스택은 어닐링 공정 동안 하나 이상의 가스들을 함유한 대기에 노출될 수 있다. 어닐링 공정 동안 사용되는 예시적인 가스들은 질소(N2), 아르곤, 헬륨, 수소(H2), 산소(O2), 또는 이들의 임의의 조합들일 수 있거나, 이를 포함할 수 있다. 어닐링 공정은 약 0.01초 내지 약 10분 동안 수행될 수 있다. 일부 예들에서, 어닐링 공정은 열적 어닐일 수 있고, 약 1분, 약 5분, 약 10분, 또는 약 30분 내지 약 1시간, 약 2시간, 약 5시간, 또는 약 24시간 동안 지속된다. 다른 예들에서, 어닐링 공정은 레이저 어닐 또는 스파이크 어닐일 수 있고, 약 1밀리초, 약 100밀리초, 또는 약 1초 내지 약 5초, 약 10초, 또는 약 15초 동안 지속된다.
[0054] 보호 코팅 또는 병합된 막 또는 결정질 막은 약 1 nm, 약 2 nm, 약 3 nm, 약 5 nm, 약 8 nm, 약 10 nm, 약 12 nm, 약 15 nm, 약 20 nm, 약 30 nm, 약 50 nm, 약 60 nm, 약 80 nm, 약 100 nm, 또는 약 120 nm 내지 약 150 nm, 약 180 nm, 약 200 nm, 약 250 nm, 약 300 nm, 약 350 nm, 약 400 nm, 약 500 nm, 약 700 nm, 약 850 nm, 약 1,000 nm, 약 1,200 nm, 약 1,500 nm, 약 2,000 nm, 약 3,000 nm, 약 4,000 nm, 약 5,000 nm, 약 6,000 nm, 약 7,000 nm, 약 8,000 nm, 약 9,000 nm, 약 10,000 nm, 또는 그 이상의 두께를 가질 수 있다. 일부 예들에서, 보호 코팅 또는 병합된 막 또는 결정질 막은 10 ㎛ 미만(10,000 nm 미만)의 두께를 가질 수 있다. 예를 들어, 보호 코팅 또는 병합된 막 또는 결정질 막은 약 1 nm 내지 10,000 nm 미만, 약 1 nm 내지 약 8,000 nm, 약 1 nm 내지 약 6,000 nm, 약 1 nm 내지 약 5,000 nm, 약 1 nm 내지 약 3,000 nm, 약 1 nm 내지 약 2,000 nm, 약 1 nm 내지 약 1,500 nm, 약 1 nm 내지 약 1,000 nm, 약 1 nm 내지 약 500 nm, 약 1 nm 내지 약 400 nm, 약 1 nm 내지 약 300 nm, 약 1 nm 내지 약 250 nm, 약 1 nm 내지 약 200 nm, 약 1 nm 내지 약 150 nm, 약 1 nm 내지 약 100 nm, 약 1 nm 내지 약 80 nm, 약 1 nm 내지 약 50 nm, 약 20 nm 내지 약 500 nm, 약 20 nm 내지 약 400 nm, 약 20 nm 내지 약 300 nm, 약 20 nm 내지 약 250 nm, 약 20 nm 내지 약 200 nm, 약 20 nm 내지 약 150 nm, 약 20 nm 내지 약 100 nm, 약 20 nm 내지 약 80 nm, 약 20 nm 내지 약 50 nm, 약 30 nm 내지 약 400 nm, 약 30 nm 내지 약 200 nm, 약 50 nm 내지 약 500 nm, 약 50 nm 내지 약 400 nm, 약 50 nm 내지 약 300 nm, 약 50 nm 내지 약 250 nm, 약 50 nm 내지 약 200 nm, 약 50 nm 내지 약 150 nm, 약 50 nm 내지 약 100 nm, 약 80 nm 내지 약 250 nm, 약 80 nm 내지 약 200 nm, 약 80 nm 내지 약 150 nm, 약 80 nm 내지 약 100 nm, 약 50 nm 내지 약 80 nm, 약 100 nm 내지 약 500 nm, 약 100 nm 내지 약 400 nm, 약 100 nm 내지 약 300 nm, 약 100 nm 내지 약 250 nm, 약 100 nm 내지 약 200 nm, 또는 약 100 nm 내지 약 150 nm의 두께를 가질 수 있다.
[0055] 하나 이상의 구현예들에서, 보호 코팅은 비교적 높은 균일도를 가질 수 있다. 보호 코팅은 개개 보호 코팅의 두께의 50% 미만, 40% 미만, 또는 30% 미만의 균일성을 가질 수 있다. 보호 코팅은 두께의 약 0%, 약 0.5%, 약 1%, 약 2%, 약 3%, 약 5%, 약 8%, 또는 약 10% 내지 약 12%, 약 15%, 약 18%, 약 20%, 약 22%, 약 25%, 약 28%, 약 30%, 약 35%, 약 40%, 약 45%, 또는 50% 미만의 균일성을 가질 수 있다. 예를 들어, 보호 코팅은 두께의 약 0% 내지 약 50%, 약 0% 내지 약 40%, 약 0% 내지 약 30%, 약 0% 내지 30% 미만, 약 0% 내지 약 28%, 약 0% 내지 약 25%, 약 0% 내지 약 20%, 약 0% 내지 약 15%, 약 0% 내지 약 10%, 약 0% 내지 약 8%, 약 0% 내지 약 5%, 약 0% 내지 약 3%, 약 0% 내지 약 2%, 약 0% 내지 약 1%, 약 1% 내지 약 50%, 약 1% 내지 약 40%, 약 1% 내지 약 30%, 약 1% 내지 30% 미만, 약 1% 내지 약 28%, 약 1% 내지 약 25%, 약 1% 내지 약 20%, 약 1% 내지 약 15%, 약 1% 내지 약 10%, 약 1% 내지 약 8%, 약 1% 내지 약 5%, 약 1% 내지 약 3%, 약 1% 내지 약 2%, 약 5% 내지 약 50%, 약 5% 내지 약 40%, 약 5% 내지 약 30%, 약 5% 내지 30% 미만, 약 5% 내지 약 28%, 약 5% 내지 약 25%, 약 5% 내지 약 20%, 약 5% 내지 약 15%, 약 5% 내지 약 10%, 약 5% 내지 약 8%, 약 10% 내지 약 50%, 약 10% 내지 약 40%, 약 10% 내지 약 30%, 약 10% 내지 30% 미만, 약 10% 내지 약 28%, 약 10% 내지 약 25%, 약 10% 내지 약 20%, 약 10% 내지 약 15%, 또는 약 10% 내지 약 12%의 균일성을 가질 수 있다.
[0056] 일부 구현예들에서, 보호 코팅은 베이스 금속 내에 함유된 하나 이상의 도핑 금속들 및/또는 하나 이상의 그레이딩 금속(grading metal)들과 같은, 재료 전반에 걸친 상이한 비율들의 금속들을 함유하거나, 이러한 금속들로 형성되거나, 달리 생성될 수 있으며, 여기서, 임의의 금속들은 임의의 화학적으로 산화된 형태 또는 상태일 수 있다(예를 들어, 산화물, 질화물, 규화물, 탄화물, 또는 이들의 조합들). 하나 이상의 예들에서, 제1 증착된 층은 제1 두께까지 증착되며, 제2 증착된 층은 제2 두께까지 증착된다. 제1 두께는 제2 두께와 동일할 수 있거나, 제1 두께는 제2 두께와 상이할 수 있다(제2 두께 미만 또는 제2 두께 초과일 수 있다). 예를 들어, 제1 증착된 층은 각각 동일한 양의 서브-층들(예를 들어, 각 ALD 사이클에 대해 하나의 서브-층)을 생성하기 위해 2회 이상(3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10회 이상)의 ALD 사이클들에 의해 증착될 수 있으며, 이후에, 제2 증착된 층은 1회의 ALD 사이클 또는 제1 증착된 층을 증착시키기 위해 사용되는 ALD 사이클들의 수 미만 또는 초과인 다수의 ALD 사이클들에 의해 증착될 수 있다. 다른 예들에서, 제1 증착된 층은 CVD에 의해 제1 두께까지 증착될 수 있으며, 제2 증착된 층은 ALD에 의해 제1 두께 미만인 제2 두께까지 증착된다.
[0057] 다른 구현예들에서, ALD 공정은 제1 증착된 층 및/또는 제2 증착된 층을 증착시키기 위해 이용될 수 있으며, 여기서, 증착된 재료는 ALD 공정 동안 도펀트 전구체를 포함시킴으로써 도핑된다. 일부 예들에서, 도펀트 전구체는 베이스 재료를 증착시키기 위해 사용되는 ALD 사이클들과 관련하여 별도의 ALD 사이클들에 포함될 수 있다. 다른 예들에서, 도펀트 전구체는 ALD 사이클 동안 사용되는 임의의 화학적 전구체들과 동시-주입될 수 있다. 추가 예들에서, 도펀트 전구체는 ALD 사이클 동안 화학적 전구체들과 별도로 주입될 수 있다. 예를 들어, 하나의 ALD 사이클은 항공우주용 부품을 제1 전구체, 펌프-퍼지, 도펀트 전구체, 펌프-퍼지, 제1 반응물, 및 펌프-퍼지에 노출시켜 증착된 층을 형성하는 것을 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 하나의 ALD 사이클은 항공우주용 부품을 도펀트 전구체, 펌프-퍼지, 제1 전구체, 펌프-퍼지, 제1 반응물, 및 펌프-퍼지에 노출시켜 증착된 층을 형성하는 것을 포함할 수 있다. 다른 예들에서, 하나의 ALD 사이클은 항공우주용 부품을, 제1 전구체, 도펀트 전구체, 펌프-퍼지, 제1 반응물, 및 펌프-퍼지에 노출시켜 증착된 층을 형성하는 것을 포함할 수 있다.
[0058] 하나 이상의 구현예들에서, 제1 증착된 층 및/또는 제2 증착된 층은 하나 이상의 베이스 재료들 및 하나 이상의 도핑 재료들을 함유한다. 베이스 재료는 산화알루미늄, 산화크롬, 또는 산화알루미늄과 산화크롬의 조합이거나, 이를 함유한다. 도핑 재료는 하프늄, 산화하프늄, 이트륨, 산화이트륨, 세륨, 산화세륨, 규소, 산화규소, 이들의 질화물들, 또는 이들의 임의의 조합이거나, 이를 함유한다. 본원에 기술된 임의의 전구체들 또는 시약들은 도핑 전구체 또는 도펀트로서 사용될 수 있다. 예시적인 세륨 전구체는 하나 이상의 세륨(IV) 테트라(2,2,6,6-테트라메틸-3,5-헵탄디오네이트)(Ce(TMHD)4), 트리스(사이클로펜타디엔) 세륨((C5H5)3Ce), 트리스(프로필사이클로펜타디엔) 세륨([(C3H7)C5H4]3Ce), 트리스(테트라메틸사이클로펜타디엔) 세륨([(CH3)4C5H]3Ce), 또는 이들의 임의의 조합일 수 있거나, 이를 포함할 수 있다.
[0059] 도핑 재료는 제1 증착된 층, 제2 증착된 층, 나노라미네이트 막 스택, 및/또는 병합된 막 또는 결정질 막 내에서 약 0.01 원자 퍼센트(원자%), 약 0.05 원자%, 약 0.08 원자%, 약 0.1 원자%, 약 0.5 원자%, 약 0.8 원자%, 약 1 원자%, 약 1.2 원자%, 약 1.5 원자%, 약 1.8 원자%, 또는 약 2 원자% 내지 약 2.5 원자%, 약 3 원자%, 약 3.5 원자%, 약 4 원자%, 약 5 원자%, 약 8 원자%, 약 10 원자%, 약 15 원자%, 약 20 원자%, 약 25 원자%, 또는 약 30 원자%의 농도를 가질 수 있다. 예를 들어, 도핑 재료는 제1 증착된 층, 제2 증착된 층, 나노라미네이트 막 스택, 및/또는 병합된 막 또는 결정질 막 내에서 약 0.01 원자% 내지 약 30 원자%, 약 0.01 원자% 내지 약 25 원자%, 약 0.01 원자% 내지 약 20 원자%, 약 0.01 원자% 내지 약 15 원자%, 약 0.01 원자% 내지 약 12 원자%, 약 0.01 원자% 내지 약 10 원자%, 약 0.01 원자% 내지 약 8 원자%, 약 0.01 원자% 내지 약 5 원자%, 약 0.01 원자% 내지 약 4 원자%, 약 0.01 원자% 내지 약 3 원자%, 약 0.01 원자% 내지 약 2.5 원자%, 약 0.01 원자% 내지 약 2 원자%, 약 0.01 원자% 내지 약 1.5 원자%, 약 0.01 원자% 내지 약 1 원자%, 약 0.01 원자% 내지 약 0.5 원자%, 약 0.01 원자% 내지 약 0.1 원자%, 약 0.1 원자% 내지 약 30 원자%, 약 0.1 원자% 내지 약 25 원자%, 약 0.1 원자% 내지 약 20 원자%, 약 0.1 원자% 내지 약 15 원자%, 약 0.1 원자% 내지 약 12 원자%, 약 0.1 원자% 내지 약 10 원자%, 약 0.1 원자% 내지 약 8 원자%, 약 0.1 원자% 내지 약 5 원자%, 약 0.1 원자% 내지 약 4 원자%, 약 0.1 원자% 내지 약 3 원자%, 약 0.1 원자% 내지 약 2.5 원자%, 약 0.1 원자% 내지 약 2 원자%, 약 0.1 원자% 내지 약 1.5 원자%, 약 0.1 원자% 내지 약 1 원자%, 약 0.1 원자% 내지 약 0.5 원자%, 약 1 원자% 내지 약 30 원자%, 약 1 원자% 내지 약 25 원자%, 약 1 원자% 내지 약 20 원자%, 약 1 원자% 내지 약 15 원자%, 약 1 원자% 내지 약 12 원자%, 약 1 원자% 내지 약 10 원자%, 약 1 원자% 내지 약 8 원자%, 약 1 원자% 내지 약 5 원자%, 약 1 원자% 내지 약 4 원자%, 약 1 원자% 내지 약 3 원자%, 약 1 원자% 내지 약 2.5 원자%, 약 1 원자% 내지 약 2 원자%, 또는 약 1 원자% 내지 약 1.5 원자%의 농도를 가질 수 있다.
[0060] 하나 이상의 구현예들에서, 보호 코팅은 산화알루미늄(또는 다른 베이스 재료)을 함유한 제1 증착된 층 및 산화하프늄(또는 다른 도핑 재료)을 함유한 제2 증착된 층을 가지거나, 산화하프늄(또는 다른 도핑 재료)을 함유한 제1 증착된 층 및 산화알루미늄(또는 다른 베이스 재료)을 함유한 제2 증착된 층을 갖는 나노라미네이트 막 스택을 포함한다. 하나 이상의 예들에서, 보호 코팅은 산화알루미늄과 산화하프늄의 조합, 하프늄-도핑된 산화알루미늄, 하프늄 알루미네이트, 또는 이들의 임의의 조합을 함유한다. 예를 들어, 보호 코팅은 산화알루미늄을 함유한 제1 증착된 층 및 산화하프늄을 함유한 제2 증착된 층을 가지거나, 산화하프늄을 함유한 제1 증착된 층 및 산화알루미늄을 함유한 제2 증착된 층을 갖는 나노라미네이트 막 스택을 포함한다. 다른 예들에서, 보호 코팅은 산화알루미늄 및 산화하프늄의 층들로부터 형성된 병합된 막 또는 결정질 막을 포함한다. 하나 이상의 구현예들에서, 보호 코팅은 산화알루미늄(또는 다른 베이스 재료)을 함유한 나노라미네이트 막 스택 또는 병합된 막 또는 결정질 막 내에서 약 0.01 원자%, 약 0.05 원자%, 약 0.08 원자%, 약 0.1 원자%, 약 0.5 원자%, 약 0.8 원자%, 또는 약 1 원자% 내지 약 1.2 원자%, 약 1.5 원자%, 약 1.8 원자%, 약 2 원자%, 약 2.5 원자%, 약 3 원자%, 약 3.5 원자%, 약 4 원자%, 약 4.5 원자%, 또는 약 5 원자%의 하프늄(또는 다른 도핑 재료)의 농도를 갖는다. 예를 들어, 보호 코팅은 산화알루미늄(또는 다른 베이스 재료)을 함유한 나노라미네이트 막 스택 또는 병합된 막 또는 결정질 막 내에서 약 0.01 원자% 내지 약 10 원자%, 약 0.01 원자% 내지 약 8 원자%, 약 0.01 원자% 내지 약 5 원자%, 약 0.01 원자% 내지 약 4 원자%, 약 0.01 원자% 내지 약 3 원자%, 약 0.01 원자% 내지 약 2.5 원자%, 약 0.01 원자% 내지 약 2 원자%, 약 0.01 원자% 내지 약 1.5 원자%, 약 0.01 원자% 내지 약 1 원자%, 약 0.01 원자% 내지 약 0.5 원자%, 약 0.01 원자% 내지 약 0.1 원자%, 약 0.01 원자% 내지 약 0.05 원자%, 약 0.1 원자% 내지 약 5 원자%, 약 0.1 원자% 내지 약 4 원자%, 약 0.1 원자% 내지 약 3 원자%, 약 0.1 원자% 내지 약 2.5 원자%, 약 0.1 원자% 내지 약 2 원자%, 약 0.1 원자% 내지 약 1.5 원자%, 약 0.1 원자% 내지 약 1 원자%, 약 0.1 원자% 내지 약 0.5 원자%, 약 0.5 원자% 내지 약 5 원자%, 약 0.5 원자% 내지 약 4 원자%, 약 0.5 원자% 내지 약 3 원자%, 약 0.5 원자% 내지 약 2.5 원자%, 약 0.5 원자% 내지 약 2 원자%, 약 0.5 원자% 내지 약 1.5 원자%, 약 0.5 원자% 내지 약 1 원자%, 약 1 원자% 내지 약 5 원자%, 약 1 원자% 내지 약 4 원자%, 약 1 원자% 내지 약 3 원자%, 약 1 원자% 내지 약 2.5 원자%, 약 1 원자% 내지 약 2 원자%, 또는 약 1 원자% 내지 약 1.5 원자%의 하프늄(또는 다른 도핑 재료)의 농도를 갖는다.
[0061] 항공우주용 부품을 포함하는, 본원에 기술되고 논의되는 항공우주용 부품들은 연료 시스템, 터빈, 항공기, 우주선, 또는 하나 이상의 터빈들을 포함할 수 있는 다른 디바이스들(예를 들어, 압축기들, 펌프들, 터보 팬들, 수퍼 차저(super charger)들, 등)의 하나 이상의 부품들 또는 이들의 부분들일 수 있거나, 이를 포함할 수 있다. 예시적인 항공우주용 부품들은 연료 노즐, 연소기 라이너, 연소기 쉴드, 열교환기, 연료 라인, 연료 밸브, 연료(예를 들어, 비행 연료 또는 제트 연료)에 노출된 임의의 다른 파트 또는 부분뿐만 아니라 하나 이상의 터빈 블레이드들, 터빈 날개들, 리브들, 휜들(fin), 핀 휜들(pin fin), 내부 냉각 채널, 또는 그 위에 보호 코팅이 증착됨으로써 혜택을 받을 수 있는 임의의 다른 항공우주용 부품 또는 파트일 수 있거나, 이를 포함할 수 있다.
[0062] 항공우주용 부품은 하나 이상의 외측 또는 외부 표면들 및 하나 이상의 내측 또는 내부 표면들을 갖는다. 보호 코팅은 항공우주용 부품들의 내부 표면들 및/또는 외부 표면들 상에 증착되거나 달리 형성될 수 있다. 내부 표면들은 항공우주용 부품 내에서 연장하거나 함유되어 있는 하나 이상의 공동들을 규정할 수 있다. 공동들은 내부 표면들 사이에 배치된 채널들, 통로들, 공간들, 등일 수 있다. 공동은 하나 이상의 개구들을 가질 수 있다. 항공우주용 부품 내의 공동들 각각은 통상적으로 1 초과의 종횡비들(예를 들어, 폭으로 나누어진 길이)을 갖는다. 본원에 기술되고 논의되는 방법들은 고종횡비들(1 초과)을 갖고/갖거나 공동들 내에 있는 내부 표면들 상에 보호 코팅을 증착시키고/시키거나 이를 달리 형성하는 것을 제공한다.
[0063] 공동의 종횡비는 약 2, 약 3, 약 5, 약 8, 약 10, 또는 약 12 내지 약 15, 약 20, 약 25, 약 30, 약 40, 약 50, 약 65, 약 80, 약 100, 약 120, 약 150, 약 200, 약 250, 약 300, 약 500, 약 800, 약 1,000 또는 그 초과일 수 있다. 예를 들어, 공동의 종횡비는 약 2 내지 약 1,000, 약 2 내지 약 500, 약 2 내지 약 200, 약 2 내지 약 150, 약 2 내지 약 120, 약 2 내지 약 100, 약 2 내지 약 80, 약 2 내지 약 50, 약 2 내지 약 40, 약 2 내지 약 30, 약 2 내지 약 20, 약 2 내지 약 10, 약 2 내지 약 8, 약 5 내지 약 1,000, 약 5 내지 약 500, 약 5 내지 약 200, 약 5 내지 약 150, 약 5 내지 약 120, 약 5 내지 약 100, 약 5 내지 약 80, 약 5 내지 약 50, 약 5 내지 약 40, 약 5 내지 약 30, 약 5 내지 약 20, 약 5 내지 약 10, 약 5 내지 약 8, 약 10 내지 약 1,000, 약 10 내지 약 500, 약 10 내지 약 200, 약 10 내지 약 150, 약 10 내지 약 120, 약 10 내지 약 100, 약 10 내지 약 80, 약 10 내지 약 50, 약 10 내지 약 40, 약 10 내지 약 30, 약 10 내지 약 20, 약 20 내지 약 1,000, 약 20 내지 약 500, 약 20 내지 약 200, 약 20 내지 약 150, 약 20 내지 약 120, 약 20 내지 약 100, 약 20 내지 약 80, 약 20 내지 약 50, 약 20 내지 약 40, 또는 약 20 내지 약 30일 수 있다.
[0064] 항공우주용 부품 및 하나 이상의 외측 또는 외부 표면들 및/또는 하나 이상의 내측 또는 내부 표면들을 포함하는 이의 임의의 표면은 하나 이상의 금속들, 예를 들어, 니켈, 크롬, 코발트, 크롬-코발트 합금들, 몰리브덴, 철, 티탄, 하나 이상의 니켈 초합금들, 하나 이상의 Inconel 합금들, 하나 이상의 Hastelloy 합금들, 하나 이상의 Invar 합금들, 하나 이상의 Inovoco 합금들, 이들의 합금들, 또는 이들의 임의의 조합으로 제조되거나, 이를 함유하거나, 달리 포함할 수 있다. 보호 코팅은 하나 이상의 외측 또는 외부 표면들 및/또는 하나 이상의 내측 또는 내부 표면들을 포함하는 항공우주용 부품의 임의의 표면 상에 증착되거나, 형성되거나, 달리 생성될 수 있다.
[0065] 본원에 기술되고 논의되는 보호 코팅은 항공우주용 부품의 임의의 표면 상에 증착되거나 달리 형성된 라미네이트 막 스택들, 병합된 막들, 결정질 막, 그레이드된 조성물들(graded compositions), 및/또는 모놀리식 막들 중 하나 이상일 수 있거나, 이를 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 보호 코팅은 약 1% 내지 약 100%의 산화크롬을 함유한다. 보호 코팅은 콘포말(conformal)하고, 표면의 개방 기공들, 블라인드 홀들, 및 비가시선 영역들(non-line-of sight regions)에 포함하는, 표면 토폴로지(surface topology)에 따라 거친 표면 피쳐들을 실질적으로 코팅한다. 보호 코팅은 표면 거칠기를 실질적으로 증가시키지 않으며, 일부 구현예들에서, 보호 코팅은 이러한 것이 병합할 때까지 컨포말한 코팅 거칠기에 의해 표면 거칠기를 감소시킬 수 있다. 보호 코팅은 항공우주용 부품의 거칠기보다 실질적으로 더 큰 입자들을 증착으로부터 함유할 수 있지만, 모놀리식 막과는 별개로 간주된다. 보호 코팅은 실질적으로 잘 접착되고 핀홀이 존재하지 않는다. 보호 코팅의 두께들은 40%의 1-시그마 내에서 달라질 수 있다. 하나 이상의 구현예들에서, 두께는 20%, 10%, 5%, 1%, 또는 0.1%의 1-시그마 미만에서 달라진다.
[0066] 코크스 증착에 대한 보호를 제공하는 것 외에, 보호 코팅은 항공우주용 부품들이 공기, 산소, 황 및/또는 황 화합물들, 산들, 염기들, 염들(예를 들어, Na, K, Mg, Li, 또는 Ca 염들), 또는 이들의 임의의 조합에 노출될 때 부식 및 산화 보호를 제공한다. 항공우주용 부품은 정상 작업 동안 또는 임의의 탄소 축적을 제거하기 위한 세정 공정 동안 이러한 조건들에 노출될 수 있다.
[0067] 본원에 기술되는 하나 이상의 구현예들은 제1 재료(예를 들어, 산화크롬, 산화알루미늄, 및/또는 질화알루미늄) 및 다른 제2 재료의 교대 나노라미네이트를 생성하는 방법들을 이용하여 하부 크롬-함유 합금의 보존을 위한 방법들을 포함한다. 제2 재료는 산화알루미늄, 질화알루미늄, 산질화알루미늄, 산화규소, 질화규소, 탄화규소, 산화이트륨, 질화이트륨, 규소질화이트륨, 산화하프늄, 규산하프늄, 규화하프늄, 질화하프늄, 산화티탄, 질화티탄, 규화티탄, 규산티탄, 이들의 도펀트들, 이들의 합금들, 또는 이들의 임의의 조합 중 하나 이상일 수 있거나, 이를 포함할 수 있다. 얻어진 막은 나노라미네이트 막 스택으로서 사용될 수 있거나, 막은 고온이 막들을 단일 구조로 병합하는 어닐링으로 처리될 수 있으며, 단일 구조에서, 새로운 결정질 어셈블리는 이러한 위에 가로놓인 막의 보존성 및 보호 특성들을 향상시킨다.
[0068] 특정 구현예에서, 크롬 전구체(약 0℃ 내지 약 250℃의 온도에서)는 약 5초의 사전-결정된 펄스 길이 동안 기상 전달을 통해 항공우주용 부품으로 전달된다. 이러한 공정 동안, 증착 반응기는 약 350℃의 사전결정된 온도 및 약 3.5 Torr의 압력에서 유지된 챔버와 함께 질소 운반 가스의 흐름(총 약 1,000 sccm) 하에서 작동된다. 크롬 전구체의 펄스 후에, 챔버에서는 이후에 후속하여 모든 필수 가스들 및 부산물들이 결정된 양의 시간 동안 펌핑되고 퍼징된다. 후속하여, 물(또는 다른 산화제)은 약 3.5 Torr의 챔버 압력에서 약 0.1초 동안 챔버에 펄싱된다. 추가 챔버 퍼지(또는 펌프/퍼지)는 이후에 임의의 과량의 반응물들 및 반응 부산물들을 반응기에서 제거하기 위해 수행된다. 이러한 공정은 표적 산화크롬 막을 원하는 막 두께까지 얻기 위해 필요한 경우 여러 차례 반복된다.
[0069] 제2 막(예: 산화알루미늄)에 대해, 전구체, 트리메틸알루미늄(약 0℃ 내지 약 30℃의 온도에서)은 약 0.1초의 사전결정된 펄스 길이 동안 기상 전달을 통해 항공우주용 부품에 전달된다. 이러한 공정 동안, 증착 반응기는 약 150℃ 내지 약 350℃의 사전결정된 온도 및 약 1 Torr 내지 약 5 Torr의 압력에서 유지된 챔버와 함께 질소 운반 가스의 흐름(총 약 100 sccm) 하에서 작동된다. 트리메틸알루미늄의 펄스 후에, 챔버에서는 이후에 후속하여 결정된 양의 시간 동안 모든 필수 가스들 및 부산물들이 펌핑되고 퍼징된다. 후속하여, 수증기는 약 3.5 Torr의 챔버 압력에서 약 0.1초 동안 챔버에 펄싱된다. 추가 챔버 퍼지는 이후에, 반응기에서 임의의 과량의 반응물들 및 반응 부산물들을 제거하기 위해 수행된다. 이러한 공정은 표적 산화알루미늄 막을 원하는 막 두께로 얻기 위해 필요한 경우 여러 차례 반복된다. 항공우주용 부품은 이후에 약 1시간 동안 약 500 sccm의 불활성 질소 흐름 하에서 약 500℃의 온도에서 어닐링 로에 적용된다.
[0070] 본 개시의 구현예들은 또한 하기 문단들 1 내지 31 중 임의의 하나 이상에 관한 것이다:
[0071] 1. 항공우주용 부품 상에 코팅을 증착시키는 방법으로서, 항공우주용 부품을 세정 공정에 노출시켜 항공우주용 부품 상에 세정된 표면을 생성시키고; 원자층 증착(ALD) 공정에 의해 항공우주용 부품을 하나 이상의 전구체들 및 하나 이상의 반응물들에 순차적으로 노출시켜 항공우주용 부품의 세정된 표면 상에 보호 코팅을 형성하는 것을 포함하는 방법.
[0072] 2. 문단 1에 있어서, 항공우주용 부품이 연료 노즐, 연소기 라이너, 연소기 쉴드, 열교환기, 연료 라인, 연료 밸브, 또는 이들의 임의의 조합인 방법.
[0073] 3. 문단 1 또는 문단 2에 있어서, 항공우주용 부품의 세정된 표면이 항공우주용 부품의 내부 표면인 방법.
[0074] 4. 문단 1 내지 문단 3 중 어느 하나에 있어서, 항공우주용 부품의 세정된 표면이 약 5 내지 약 1,000의 종횡비를 갖는 방법.
[0075] 5. 문단 1 내지 문단 4 중 어느 하나에 있어서, 항공우주용 부품의 세정된 표면이 약 20 내지 약 500의 종횡비를 갖는 방법.
[0076] 6. 문단 1 내지 문단 5 중 어느 하나에 있어서, 항공우주용 부품의 세정된 표면이 니켈, 니켈 초합금, 스테인리스강, 코발트, 크롬, 몰리브덴, 철, 티탄, 이들의 합금들, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 방법.
[0077] 7. 문단 1 내지 문단 6 중 어느 하나에 있어서, 세정 공정 동안에 오염물질이 항공우주용 부품으로부터 제거되어 세정된 표면을 생성하는 방법.
[0078] 8. 문단 7에 있어서, 오염물질이 산화물, 유기 잔류물, 탄소, 미립자들, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 방법.
[0079] 9. 문단 1 내지 문단 8 중 어느 하나에 있어서, 세정 공정이 항공우주용 부품을 용매 세정, 산 세정, 염기성 세정, 습식 세정, 오존 세정, 플라즈마 세정, 초음파처리, 또는 이들의 임의의 조합에 노출시키는 것을 포함하는 방법.
[0080] 10. 문단 1 내지 문단 9 중 어느 하나에 있어서, 보호 코팅이 산화알루미늄, 질화알루미늄, 산질화알루미늄, 산화규소, 질화규소, 산질화규소, 산화크롬, 산화탄탈, 질화탄탈, 산질화탄탈, 이들의 합금들, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 방법.
[0081] 11. 문단 1 내지 문단 10 중 어느 하나에 있어서, 항공우주용 부품이 연료의 존재 하에서 가열될 때, 보호 코팅이 코크스 형성을 감소시키거나 억제하는 방법.
[0082] 12. 문단 1 내지 문단 11 중 어느 하나에 있어서, 보호 코팅이 약 10 nm 내지 약 5,000 nm의 두께를 갖는 방법.
[0083] 13. 문단 1 내지 문단 12 중 어느 하나에 있어서, 보호 코팅이 약 100 nm 내지 약 4,000 nm의 두께를 갖는 방법.
[0084] 14. 문단 1 내지 문단 13 중 어느 하나에 있어서, 보호 코팅이 약 500 nm 내지 약 2,000 nm의 두께를 갖는 방법.
[0085] 15. 문단 1 내지 문단 14 중 어느 하나에 있어서, 보호 코팅이 200% 미만의 두께 변화를 갖는 방법.
[0086] 16. 문단 1 내지 문단 15 중 어느 하나에 있어서, 보호 코팅이 100% 미만의 두께 변화를 갖는 방법.
[0087] 17. 문단 1 내지 문단 16 중 어느 하나에 있어서, 보호 코팅이 25% 미만의 두께 변화를 갖는 방법.
[0088] 18. 문단 1 내지 문단 17 중 어느 하나에 있어서, 보호 코팅이 5% 미만의 두께 변화를 갖는 방법.
[0089] 19. 문단 1 내지 문단 18 중 어느 하나에 있어서, 보호 코팅이 0.5% 미만의 두께 변화를 갖는 방법.
[0090] 20. 문단 1 내지 문단 19 중 어느 하나에 있어서, 전구체가 트리메틸 알루미늄을 포함하는 방법.
[0091] 21. 문단 20에 있어서, 트리메틸 알루미늄이 99.5 중량% 이상의 순도를 갖는 방법.
[0092] 22. 문단 21에 있어서, 트리메틸 알루미늄이 약 99.9 중량% 내지 약 99.999 중량%의 순도를 갖는 방법.
[0093] 23. 문단 1 내지 문단 22 중 어느 하나에 있어서, 반응물이 산화제 및/또는 질화제를 포함하는 방법.
[0094] 24. 문단 1 내지 문단 23 중 어느 하나에 있어서, 반응물이 산화제를 포함하며, 산화제가 물, 오존, 산소(O2), 원자 산소, 아산화질소, 과산화물, 알코올, 이들의 플라즈마들, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 방법.
[0095] 25. 문단 1 내지 문단 24 중 어느 하나에 있어서, 반응물이 질화제를 포함하며, 질화제가 암모니아, 원자 질소, 하이드라진, 이들의 플라즈마들, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 방법.
[0096] 26. 문단 1 내지 문단 25 중 어느 하나에 있어서, 전구체가 알루미늄 전구체를 포함하며, 알루미늄 전구체가 트리스(알킬) 알루미늄, 트리스(알콕시) 알루미늄, 알루미늄 디케토네이트들, 이들의 착물들, 이들의 부가물들, 이들의 염들, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 방법.
[0097] 27. 문단 26에 있어서, 알루미늄 전구체가 트리메틸알루미늄, 트리에틸알루미늄, 트리프로필알루미늄, 트리부틸알루미늄, 트리메톡시알루미늄, 트리에톡시알루미늄, 트리프로폭시알루미늄, 트리부톡시알루미늄, 알루미늄 아세틸아세토네이트, 알루미늄 헥사플루오로아세틸아세토네이트, 트리스디피발로일메타네이토알루미늄, 이들의 이성질체들, 이들의 착물들, 이들의 부가물들, 이들의 염들, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 방법.
[0098] 28. 문단 1 내지 문단 27 중 어느 하나에 있어서, 보호 코팅이 나노라미네이트 막 스택을 포함하는 방법.
[0099] 29. 문단 28에 있어서, 나노라미네이트 막 스택이 제1 증착된 층 및 제2 증착된 층을 포함하며,
방법은 나노라미네이트 막 스택의 두께를 증가시키면서 2개 쌍들 내지 약 500개 쌍들의 제1 증착된 층 및 제2 증착된 층을 증착시키는 것을 추가로 포함하는 방법.
[00100] 30. 문단 29에 있어서, 각 쌍의 제1 증착된 층 및 제2 증착된 층이 약 0.2 nm 내지 약 500 nm의 두께를 갖는 방법.
[00101] 31. 문단 29 또는 문단 30에 있어서, 항공우주용 부품을 어닐링하고 나노라미네이트 막 스택을 병합된 막 또는 결정질 막으로 변환시키는 것을 추가로 포함하는 방법.
[00102] 전술한 바가 본 개시의 구현예들에 관한 것이지만, 다른 및 추가적인 구현예들은 본 개시의 기본적인 범위를 벗어나지 않으면서 안출될 수 있으며, 본 개시의 범위는 다음의 청구항들에 의해 결정된다. 임의의 우선권 문헌들 및/또는 이러한 것들이 이러한 텍스트와 일치하는 않는 범위 내에서 시험 절차들을 포함하는, 본원에 기술된 모든 문헌들은 본원에 참고로 포함된다. 전술한 일반 설명 및 특정 구현예들로부터 명백한 바와 같이, 본 개시의 형태들이 예시되고 기술되었지만, 다양한 변형들은 본 개시의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 이루어질 수 있다. 이에 따라, 본 개시가 이로 제한되는 것으로 의도되지 않는다. 마찬가지로, 용어 "포함하는(comprising)"은 미국법의 목적상 용어 "포함하는(including)"과 동의어로 간주된다. 마찬가지로, 조성물, 엘리먼트 또는 엘리먼트들의 그룹이 연결 어구(transitional phrase) "포함하는(comprising)" 앞에 기술될 때, 본 출원인이 또한, 조성물, 엘리먼트, 또는 엘리먼트들의 기술 뒤에 기술되는 연결 어구 "필수적 요소로 하여 구성하는(consisting essentially of)." "구성하는(consisting of)," "로 구성하는 군으로부터 선택된" 또는 "이다"를 갖는 동일한 조성물 또는 엘리먼트들의 그룹을 고려하고 그 반대도 고려하는 것으로 이해된다.
[00103] 특정 구현예들 및 특징들은 한 세트의 수치적 상한 및 한 세트의 수치적 하한을 사용하여 기술되었다. 달리 명시하지 않는 한, 임의의 2개의 수치들의 조합, 예를 들어, 임의의 하한 수치와 임의의 상한 수치의 조합, 임의의 2개의 하한 수치들의 조합, 및/또는 임의의 상한 수치들의 조합을 포함하는 범위들이 고려되는 것이 인식되어야 한다. 특정 하한, 상한 및 범위는 하기 하나 이상의 청구항들에 나타나 있다.

Claims (15)

  1. 항공우주용 부품 상에 코팅을 증착시키는 방법으로서,
    상기 항공우주용 부품을 세정 공정에 노출시켜 상기 항공우주용 부품 상에 세정된 표면을 생성시키는 단계; 및
    원자층 증착(ALD) 공정에 의해 상기 항공우주용 부품을 전구체 및 반응물에 순차적으로 노출시켜 상기 항공우주용 부품의 상기 세정된 표면 상에 보호 코팅을 형성하는 단계를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 항공우주용 부품이 연료 노즐, 연소기 라이너, 연소기 쉴드, 열교환기, 연료 라인, 연료 밸브, 또는 이들의 임의의 조합이며, 상기 항공우주용 부품의 상기 세정된 표면이 니켈, 니켈 초합금, 스테인리스강, 코발트, 크롬, 몰리브덴, 철, 티탄, 이들의 합금들, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 항공우주용 부품의 상기 세정된 표면이 상기 항공우주용 부품의 내부 표면이며, 상기 항공우주용 부품의 상기 세정된 표면이 약 5 내지 약 1,000의 종횡비를 갖는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 세정 공정 동안 오염물질이 상기 항공우주용 부품으로부터 제거되어 상기 세정된 표면을 생성하며, 상기 오염물질이 산화물, 유기물 잔부, 탄소, 미립자들, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 세정 공정이 상기 항공우주용 부품을 용매 세정, 산 세정, 염기성 세정, 습식 세정, 오존 세정, 플라즈마 세정, 초음파처리, 또는 이들의 임의의 조합에 노출시키는 것을 포함하는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 보호 코팅이 산화알루미늄, 질화알루미늄, 산질화알루미늄, 산화규소, 질화규소, 산질화규소, 산화크롬, 산화탄탈, 질화탄탈, 산질화탄탈, 이들의 합금들, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 항공우주용 부품이 연료의 존재 하에서 가열될 때, 상기 보호 코팅이 코크스 형성을 감소시키거나 억제하는 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 보호 코팅이 약 10 nm 내지 약 5,000 nm의 두께를 가지며, 상기 보호 코팅이 5% 미만의 두께 변화를 갖는 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 전구체가 트리메틸 알루미늄을 포함하며, 상기 트리메틸 알루미늄이 약 99.9 중량% 내지 약 99.999 중량%의 순도를 갖는 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 반응물이 산화제를 포함하며, 상기 산화제가 물, 오존, 산소(O2), 원자 산소, 아산화질소, 과산화물, 알코올, 이들의 플라즈마들, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하거나;
    상기 반응물이 질화제를 포함하며, 상기 질화제가 암모니아, 원자 질소, 하이드라진, 이들의 플라즈마들, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 방법.
  11. 제1항에 있어서, 상기 보호 코팅이 나노라미네이트 막 스택(nanolaminate film stack)을 포함하며, 상기 나노라미네이트 막 스택이 제1 증착된 층 및 제2 증착된 층을 포함하며,
    상기 방법은 상기 나노라미네이트 막 스택의 두께를 증가시키면서 2개 쌍들 내지 약 500개 쌍들의 상기 제1 증착된 층 및 상기 제2 증착된 층을 증착시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  12. 제11항에 있어서, 각 쌍의 상기 제1 증착된 층 및 상기 제2 증착된 층이 약 0.2 nm 내지 약 500 nm의 두께를 갖는 방법.
  13. 제11항에 있어서, 상기 항공우주용 부품을 어닐링하는 단계, 및 상기 나노라미네이트 막 스택을 병합된 막(coalesced film) 또는 결정질 막으로 변환시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  14. 항공우주용 부품 상에 코팅을 증착시키는 방법으로서,
    상기 항공우주용 부품을 세정 공정에 노출시켜 상기 항공우주용 부품 상에 세정된 표면을 생성시키는 단계로서,
    상기 항공우주용 부품은 연료 노즐, 연소기 라이너, 연소기 쉴드, 열교환기, 연료 라인, 연료 밸브, 또는 이들의 임의의 조합이며,
    상기 항공우주용 부품의 상기 세정된 표면은 상기 항공우주용 부품의 내부 표면이며,
    상기 항공우주용 부품의 상기 세정된 표면은 약 5 내지 약 1,000의 종횡비를 갖는 단계; 및
    원자층 증착(ALD) 공정에 의해 상기 항공우주용 부품을 전구체 및 반응물에 순차적으로 노출시켜 상기 항공우주용 부품의 상기 세정된 표면 상에 보호 코팅을 형성하는 단계를 포함하는 방법.
  15. 항공우주용 부품 상에 코팅을 증착시키는 방법으로서,
    상기 항공우주용 부품을 세정 공정에 노출시켜 상기 항공우주용 부품 상에 세정된 표면을 생성시키는 단계로서, 상기 항공우주용 부품의 상기 세정된 표면은 상기 항공우주용 부품의 내부 표면이며, 상기 항공우주용 부품의 상기 세정된 표면은 약 5 내지 약 1,000의 종횡비를 갖는 단계; 및
    원자층 증착(ALD) 공정에 의해 상기 항공우주용 부품을 전구체 및 반응물에 순차적으로 노출시켜 상기 항공우주용 부품의 상기 세정된 표면 상에 보호 코팅을 형성하는 단계로서, 상기 보호 코팅은 약 10 nm 내지 약 5,000 nm의 두께를 가지며, 상기 보호 코팅은 50% 미만의 두께 변화를 갖는 단계를 포함하는 방법.
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