特開 2023-153097 コーティング、物品、およびセラミック系基材を保護する方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023153097

(43)【公開日】2023-10-17

(54)【発明の名称】コーティング、物品、およびセラミック系基材を保護する方法

(51)【国際特許分類】

   C04B 41/89 20060101AFI20231005BHJP

   F02C 7/00 20060101ALN20231005BHJP

   F01D 5/28 20060101ALN20231005BHJP

【ＦＩ】

C04B41/89 Z

F02C7/00 C

F01D5/28

【審査請求】有

【請求項の数】20

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023059893

(22)【出願日】2023-04-03

(31)【優先権主張番号】17/711,600

(32)【優先日】2022-04-01

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(71)【出願人】

【識別番号】590005449

【氏名又は名称】アールティーエックス コーポレイション

【氏名又は名称原語表記】ＲＴＸ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ

【住所又は居所原語表記】１０００ Ｗｉｌｓｏｎ Ｂｏｕｌｅｖａｒｄ，Ａｒｌｉｎｇｔｏｎ，ＶＡ ２２２０９，Ｕ．Ｓ．Ａ．

(74)【代理人】

【識別番号】100086232

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 博通

(74)【代理人】

【識別番号】100092613

【弁理士】

【氏名又は名称】富岡 潔

(72)【発明者】

【氏名】リチャード ウェズリー ジャクソン ３世

(72)【発明者】

【氏名】シャア タン

(72)【発明者】

【氏名】ジェームズ ティー．ビールズ

【テーマコード（参考）】

3G202

【Ｆターム（参考）】

3G202EA05

3G202EA08

(57)【要約】

【課題】 環境バリアコーティングを提供する。
【解決手段】 本開示の例示的実施形態によるコーティングは、可能なものの中でもとりわけ、マトリックス中に分散されたゲッタリング粒子及び拡散粒子を含むボンドコート、ボンドコート上に配置されたトップコート、及びボンドコートとトップコートとの間の中間層を含む。中間層は、マトリックス中に分散された非ケイ酸塩酸化物粒子を含む。セラミック系基材を保護する物品及び方法も開示される。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

マトリックス中に分散されたゲッタリング粒子及び拡散粒子を含むボンドコートと、
前記ボンドコート上に配置されたトップコートと、
前記ボンドコートと前記トップコートとの間の中間層であって、マトリックス中に分散した非ケイ酸塩酸化物粒子を含む、前記中間層と、
を備える、コーティング。

【請求項2】

前記中間層の前記マトリックスが前記ボンドコートの前記マトリックスと同じである、請求項１に記載のコーティング。

【請求項3】

前記非ケイ酸塩酸化物粒子が、前記中間層の約２５～約５０体積％を構成する、請求項１に記載のコーティング。

【請求項4】

前記非ケイ酸塩酸化物粒子が、約１０～約２５ミクロン（約０．５～約１ミル）の平均直径を有する、請求項１に記載のコーティング。

【請求項5】

前記非ケイ酸塩酸化物粒子が、前記ゲッタリング粒子の平均直径とほぼ同じ平均直径を有する、請求項１に記載のコーティング。

【請求項6】

前記非ケイ酸塩酸化物粒子が二酸化ハフニウム粒子である、請求項１に記載のコーティング。

【請求項7】

前記トップコートがケイ酸ハフニウムを含む、請求項６に記載のコーティング。

【請求項8】

前記ゲッタリング粒子が二ケイ化モリブデン粒子を含む、請求項６に記載のコーティング。

【請求項9】

前記ゲッタリング粒子が、炭化ケイ素粒子及びオキシ炭化ケイ素粒子をさらに含む、請求項８に記載のコーティング。

【請求項10】

前記中間層が、前記トップコートの材料の粒子を含む、請求項１に記載のコーティング。

【請求項11】

前記中間層が、前記拡散粒子の材料の領域を含む、請求項１に記載のコーティング。

【請求項12】

セラミック系基材と、
前記セラミック系基材上に配置されたコーティングであって、
マトリックス中に分散されたゲッタリング粒子及び拡散粒子を含むボンドコートと、
前記ボンドコート上に配置されたトップコートと、
前記ボンドコートと前記トップコートとの間の中間層であって、マトリックス中に分散した非ケイ酸塩酸化物粒子を含む前記中間層と、
を含む、前記コーティングと、
を備える、物品。

【請求項13】

前記中間層がケイ酸塩反応生成物を含む、請求項１２に記載の物品。

【請求項14】

前記ケイ酸塩反応生成物が前記トップコートと同じ材料である、請求項１３に記載の物品。

【請求項15】

前記中間層が前記拡散粒子の材料の領域を含む、請求項１３に記載の物品。

【請求項16】

前記非ケイ酸塩酸化物粒子が二酸化ハフニウムであり、前記トップコート及び前記ケイ酸塩反応生成物がケイ酸ハフニウムである、請求項１３に記載の物品。

【請求項17】

前記ゲッタリング粒子が二ケイ化モリブデン粒子を含む、請求項１２に記載の物品。

【請求項18】

セラミック系基材を保護する方法であって、
前記セラミック系基材上にコーティングを提供することであって、前記コーティングは、
マトリックス中に分散されたゲッタリング粒子及び拡散粒子を含むボンドコートと、
前記ボンドコート上に配置されたトップコートと、
前記ボンドコートと前記トップコートとの間の中間層であって、マトリックス中に分散した非ケイ酸塩酸化物粒子を含む、前記中間層と、
を備える、前記提供すること
を含み、
前記ゲッタリング粒子は酸化体と反応して酸化生成物を形成し、前記非ケイ酸塩酸化物粒子は前記酸化生成物と反応して前記中間層にケイ酸塩を形成する、
前記方法。

【請求項19】

前記非ケイ酸塩酸化物粒子が二酸化ハフニウムであり、前記ケイ酸塩がケイ酸ハフニウムである、請求項１８に記載の方法。

【請求項20】

前記ゲッタリング粒子が二ケイ化モリブデン粒子を含む、請求項１８に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、環境バリアコーティングに関する。

【背景技術】

【0002】

ガスタービンエンジンは、通常、ファンセクション、圧縮機セクション、燃焼器セクション、及びタービンセクションを含む。圧縮機セクションに入る空気は圧縮されて燃焼器セクションに送られ、そこで燃料と混合されて点火され、高エネルギーの排気ガス流が生成される。高エネルギーの排気ガス流は、タービンセクションを通って膨張し、圧縮機セクションとファンセクションを駆動する。圧縮機セクションは通常、低圧及び高圧圧縮機を含み、タービンセクションは低圧及び高圧タービンを含む。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

本開示は、ガスタービンエンジンで使用されるものなどの複合物品に関する。ガスタービンエンジン部品などの部品は、高温、腐食性及び酸化性条件、及び高い応力レベルにさらされる場合がある。熱安定性及び／または酸化安定性を改善するために、部品は保護バリアコーティングを含み得る。

【課題を解決するための手段】

【0004】

本開示の例示的実施形態によるコーティングは、可能なものの中でもとりわけ、マトリックス中に分散されたゲッタリング粒子及び拡散粒子を含むボンドコート、ボンドコート上に配置されたトップコート、及びボンドコートとトップコートとの間の中間層を含む。中間層は、マトリックス中に分散された非ケイ酸塩酸化物粒子を含む。

【0005】

前述のさらなる例では、中間層のマトリックスはボンドコートのマトリックスと同じである。

【0006】

前述のいずれかのさらなる例では、非ケイ酸塩酸化物粒子は、中間層の約２５～約５０体積％を構成する。

【0007】

前述のいずれかのさらなる例では、非ケイ酸塩酸化物粒子は、約１０～約２５ミクロン（約０．５～約１ミル）の間の平均直径を有する。

【0008】

前述のいずれかのさらなる例では、非ケイ酸塩酸化物粒子は、ゲッタリング粒子の平均直径とほぼ同じ平均直径を有する。

【0009】

前述のいずれかのさらなる例では、非ケイ酸塩酸化物粒子は二酸化ハフニウム粒子である。

【0010】

前述のいずれかのさらなる例では、トップコートはケイ酸ハフニウムを含む。

【0011】

前述のいずれかのさらなる例では、ゲッタリング粒子は二ケイ化モリブデン粒子を含む。

【0012】

前述のいずれかのさらなる例では、ゲッタリング粒子は、炭化ケイ素粒子及びオキシ炭化ケイ素粒子をさらに含む。

【0013】

前述のいずれかのさらなる例では、中間層はトップコートの材料の粒子を含む。

【0014】

前述のいずれかのさらなる例では、中間層は拡散粒子の材料の領域を含む。

【0015】

本開示の例示的な実施形態による物品は、可能なものの中でもとりわけ、セラミック系基材と、セラミック系基材上に配置されたコーティングとを含む。コーティングは、マトリックス中に分散されたゲッタリング粒子及び拡散粒子を含むボンドコート、ボンドコート上に配置されたトップコート、及びボンドコートとトップコートとの間の中間層を含む。中間層は、マトリックス中に分散された非ケイ酸塩酸化物粒子を含む。

【0016】

前述のさらなる例では、中間層はケイ酸塩反応生成物を含む。

【0017】

前述のいずれかのさらなる例では、ケイ酸塩反応生成物はトップコートと同じ材料である。

【0018】

前述のいずれかのさらなる例では、中間層は拡散粒子の材料の領域を含む。

【0019】

前述のいずれかのさらなる例では、非ケイ酸塩酸化物粒子は二酸化ハフニウムであり、トップコート及びケイ酸塩反応生成物はケイ酸ハフニウムである。

【0020】

前述のいずれかのさらなる例では、ゲッタリング粒子は二ケイ化モリブデン粒子を含む。

【0021】

本開示の例示的実施形態による、セラミック系基材を保護する方法は、可能なものの中でもとりわけ、マトリックス中に分散されたゲッタリング粒子及び拡散粒子を含むボンドコート、ボンドコート上に配置されたトップコート、及びボンドコートとトップコートとの間の中間層を含む。中間層は、マトリックス中に分散されたケイ酸塩酸化物粒子を含む。ゲッタリング粒子は酸化体と反応して酸化生成物を形成する。非ケイ酸塩酸化物粒子は酸化生成物と反応して、中間層にケイ酸塩を形成する。

【0022】

前述のさらなる例では、非ケイ酸塩酸化物粒子は二酸化ハフニウムであり、ケイ酸塩はケイ酸ハフニウムである。

【0023】

前述のいずれかのさらなる例では、ゲッタリング粒子は二ケイ化モリブデン粒子を含む。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】例示的なガスタービンエンジンの概略図である。

【図2】コーティングを有する請求項１のガスタービンエンジン用物品を示す。

【発明を実施するための形態】

【0025】

図１は、ガスタービンエンジン２０を概略的に示す。ガスタービンエンジン２０は、本明細書中では、一般的にファンセクション２２、圧縮機セクション２４、燃焼器セクション２６、及びタービンセクション２８を組み込む２スプール式ターボファンとして開示される。ファンセクション２２は、ファンケースまたはナセルなどのハウジング１５内に画定されたバイパスダクト内のバイパス流路Ｂに沿って空気を駆動し、またコア流路Ｃに沿って空気を駆動し、圧縮及び燃焼器セクション２６への連通、次いでタービンセクション２８を通る膨張を行う。開示された非限定的な実施形態では２スプールターボファンガスタービンエンジンとして示されているが、本教示は３スプール構造を含む他のタイプのタービンエンジンにも適用し得るため、本明細書に記載の概念は２スプールターボファンでの使用に限定されないことを理解されたい。

【0026】

例示的なエンジン２０は、いくつかのベアリングシステム３８を介してエンジン静的構造体３６に対してエンジンの中心長手方向軸Ａを中心として回転するように装着された低速スプール３０及び高速スプール３２を一般的に含む。様々な位置に様々なベアリングシステム３８を代替的または追加的に設けてもよく、ベアリングシステム３８の位置を用途に応じて適宜変更してもよいことを理解されたい。

【0027】

低速スプール３０は、第１（または低圧）圧縮機４４、及び第１（または低圧）タービン４６を相互接続する内側シャフト４０を一般的に含む。内側シャフト４０は、低速スプール３０よりも低速でファン４２を駆動するために、例示的なガスタービンエンジン２０では歯車構造４８として示されている速度変更機構を介してファン４２に接続されている。高速スプール３２は、第２（または高圧）圧縮機５２、及び第２（または高圧）タービン５４を相互接続する外側シャフト５０を含む。燃焼器５６は、高圧圧縮機５２と高圧タービン５４との間の例示的なガスタービン２０に配置される。エンジン静的構造体３６の中間タービンフレーム５７は、一般に高圧タービン５４と低圧タービン４６との間に配置され得る。中間タービンフレーム５７はさらに、タービンセクション２８内のベアリングシステム３８を支持する。内側シャフト４０及び外側シャフト５０は、同心であり、ベアリングシステム３８を介して、その長手方向軸と共線の、エンジンの中心長手方向軸Ａを中心として回転する。

【0028】

コア空気流は、低圧圧縮機４４、次いで高圧圧縮機５２によって圧縮され、燃焼器５６内で燃料と混合及び燃焼され、次いで高圧タービン５４及び低圧タービン４６を通って膨張する。中間タービンフレーム５７は、コア空気流路Ｃ内にあるエアフォイル５９を含む。タービン４６、５４は、膨張に応答して、それぞれの低速スプール３０及び高速スプール３２を回転駆動する。ファンセクション２２、圧縮機セクション２４、燃焼器セクション２６、タービンセクション２８、及びファン駆動歯車システム４８の位置のそれぞれが変更され得ることが理解されるであろう。例えば、歯車システム４８は、低圧圧縮機の後方、または燃焼器セクション２６の後方、またはさらにはタービンセクション２８の後方に配置してもよく、ファン４２は、歯車システム４８の位置の前方または後方に配置してもよい。

【0029】

一例では、エンジン２０は、高バイパス歯車航空機エンジンである。さらなる例では、エンジン２０のバイパス比は約６よりも大きく、例示的な実施形態では約１０よりも大きく、約１８．０以下、またはより厳密な範囲で１６．０以下にすることができる。歯車構造４８は、約２．３より大きい歯車減速比を有する、遊星歯車システムまたは他の歯車システムなどの遊星歯車列である。歯車減速比は４．０以下であってもよい。低圧タービン４６は、約５より大きい圧力比を有する。低圧タービン圧力比は、１３．０以下、またはより厳密には１２．０以下とすることができる。開示された一実施形態では、エンジン２０のバイパス比は約１０（１０：１）より大きく、ファンの直径は低圧圧縮機４４の直径よりもかなり大きく、低圧タービン４６の圧力比は約５（５：１）を超える。低圧タービン４６の圧力比は、排気ノズルの前の低圧タービン４６の出口での圧力に対して、低圧タービン４６の入口の前で測定された圧力である。歯車構造４８は、約２．３：１より大きく約５：１より小さい歯車減速比を有する、遊星歯車システムまたは他の歯車システムなどの遊星歯車列であってもよい。しかしながら、上記のパラメータは歯車構造エンジンの一実施形態の単なる例示であり、本発明は直接駆動ターボファンを含む他のガスタービンエンジンに適用可能であることを理解されたい。

【0030】

バイパス比が高いため、バイパス流Ｂによってかなりの量の推力が提供される。エンジン２０のファンセクション２２は、特定の飛行条件、典型的にはマッハ約０．８及び約３５，０００フィート（１０，６６８メートル）で巡航するように設計されている。マッハ０．８及び３５，０００フィート（１０，６６８メートル）の飛行状態で、エンジンが最高の燃料消費量にある場合（「バケットクルーズ推力比燃料消費量（’ＴＳＦＣ’）」とも呼ばれる）は、エンジンがその最小点で生成する推力のｌｂｆで割った、燃焼される燃料のｌｂｍの業界標準パラメータである。上記及びこの段落で説明するエンジンパラメータは、特に指定がない限り、この条件で測定されたものである。「低ファン圧力比」は、ファン出口ガイドベーン（「ＦＥＧＶ」）システムを使用しないファンブレードのみの全体の圧力比である。非限定的な一実施形態によれば、本明細書に開示される低ファン圧力比は、約１．４５未満であり、またはより厳密には１．２５以上である。「低補正ファン先端速度」は、［（Ｔｒａｍ°Ｒ）／（５１８．７°Ｒ）］０．５という産業標準温度補正値で除算した実際のファン先端での速度である。非限定的な一実施形態によれば、本明細書に開示される「低補正ファン先端速度」は、約１１５０．０フィート／秒（３５０．５メートル／秒）未満であり、１０００．０フィート／秒（３０４．８メートル／秒）以上であり得る。

【0031】

図２は、バリア層として機能する複合材料ボンドコート１０２を含む、ガスタービンエンジン２０用の例示的な物品１００の代表的な部分を概略的に示している。物品１００は、例えば、圧縮機セクション２４またはタービンセクション２８内のブレードまたはベーンなどのエアフォイル、燃焼器セクション２６内の燃焼器ライナパネル、ブレード外側エアシール、または、本明細書の例の恩恵を受ける他の部品であり得る。この例では、ボンドコート１０２は環境バリア層として使用され、下にある基材１０４を環境条件及び熱条件から保護する。理解されるように、ボンドコート１０２は、独立したバリア層として、追加の下層を有する最外／トップコートとして、または、限定するものではないがセラミック系トップコートなどの他のコーティング下層または上層と組み合わせて使用することができる。

【0032】

ボンドコート１０２は、マトリックス１０６、「ゲッタリング」粒子１０８の分散体、及び拡散粒子１１０の分散体を含む。一例では、マトリックス１０６は二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）であってもよい。一例では、ゲッタリング粒子１０８は、オキシ炭化ケイ素粒子（ＳｉＯＣ）または二ケイ化モリブデン（ＭｏＳｉ_２）粒子１０８であるが、他の例も考えられる。ゲッタリング粒子１０８は、例えば二ケイ化モリブデン粒子、他のケイ化物、酸炭化ケイ素粒子、炭化ケイ素（ＳｉＣ）粒子、窒化ケイ素（Ｓｉ_３Ｎ_４）粒子、酸炭窒化ケイ素（ＳｉＯＣＮ）粒子、酸窒化ケイ素アルミニウム（ＳｉＡｌＯＮ）粒子、酸炭窒化ケイ素ホウ素（ＳｉＢＯＣＮ）粒子、またはそれらの組み合わせであり得る。拡散粒子１１０は、例えば、アルミノケイ酸バリウムマグネシウム（ＢＭＡＳ）粒子、ケイ酸バリウムストロンチウムアルミニウム粒子、ケイ酸マグネシウム粒子、アルミノケイ酸カルシウム粒子（ＣＡＳ）、アルカリ土類ケイ酸アルミニウム粒子、ケイ酸イットリウムアルミニウム粒子、イッテルビウムアルミニウムケイ酸塩粒子、他の希土類金属アルミニウムケイ酸塩粒子、ホウケイ酸塩粒子、またはそれらの組み合わせであり得る。

【0033】

特定の例では、ゲッタリング粒子１０８は、炭化ケイ素粒子、オキシ炭化ケイ素粒子、及び二ケイ化モリブデン粒子の組み合わせを含む。この例では、ボンドコート１０２は、ゲッタリング粒子の酸化前に、少なくとも約５０体積％の炭化ケイ素とオキシ炭化ケイ素を一緒に含む。

【0034】

ボンドコート１０２は、下にある基材１０４を酸素及び水分から保護する。例えば、基材１０４は、ケイ素含有セラミック材料などのセラミック系基材とすることができる。その一例が炭化ケイ素である。別の非限定的な例は、炭化ケイ素マトリックス中の炭化ケイ素繊維である。ゲッタリング粒子１０８及び拡散粒子１１０は、下にある基材１０４が周囲環境からの酸素及び／または水分にさらされるのを制限する酸素及び水分の拡散バリアとして機能する。特定の理論に束縛されるものではないが、ＢＭＡＳ粒子１１０などの拡散粒子１１０は、基材１０４の反対側のバリア層の外面に拡散し、下にある基材１０４を酸素／水分への暴露からシールするシール層を形成することによって、酸化及び水分保護を強化する。さらに、拡散粒子１１０の陽イオン金属種（例えば、ＢＭＡＳ粒子、バリウム、マグネシウム、及びアルミニウム）は、ゲッタリング粒子１０８内に拡散して、ゲッタリング材料の酸化安定性を高めることができる。さらに、拡散粒子１１０の拡散挙動は、バリア層に形成される可能性のあるあらゆるマイクロクラックをシールするように機能し得る。マイクロクラックをシールすることで、酸素がバリア層に浸透するのを防ぐことができ、バリア層の耐酸化性がさらに向上する。ゲッタリング粒子１０８は、ボンドコート１０２に拡散する可能性のある酸素や水などの酸化体種と反応する可能性がある。このようにして、ゲッタリング粒子は、これらの酸化体種が基材１０４に到達して酸化する可能性を低減することができる。

【0035】

セラミック系トップコート１１４は、ボンドコート１０２と接触している。一例として、セラミック系トップコート１１４は、酸化物系材料の１つまたは複数の層を含むことができる。酸化物系材料は、例えば、ハフニウム系酸化物またはイットリウム系酸化物（ハフニア、ケイ酸ハフニウム、ケイ酸イットリウム、イットリア安定化ジルコニアまたはガドリニア安定化ジルコニアなど）、またはそれらの組み合わせであり得るが、そのような酸化物に限定されない。

【0036】

トップコート１１４及びボンドコート１０２は一緒に、基材１０４のためのバリアコーティング１１６を形成する。

【0037】

ゲッタリング粒子１０８が上記の保護メカニズムで酸化体と反応すると、ゲッタリング粒子１０８の酸化生成物がボンドコート１０２に蓄積する。反応生成物は、主にトップコート１１４に近いボンドコート１０２の最外面の間に蓄積する。例えば、反応生成物は二酸化ケイ素であるか、または二酸化ケイ素を含むことができる。しかしながら、二酸化ケイ素は、例えば、物品１００を含むガスタービンエンジン２０の運転中に酸化反応が起こる高温に部分的に起因して、望ましくない微細構造を有する場合がある。特定の例では、二酸化ケイ素はクリストバライト相にあり、これは比較的不安定であり、マトリックス１０６と比較して低下した機械的特性を示す。クリストバライト相は平面層で形成され、クラックが生じやすい。したがって、コーティング１１６におけるこれらの酸化生成物の蓄積は、コーティング１１６の保護特性及び機械的完全性を損なう場合がある。

【0038】

反応生成物の影響を緩和するために、トップコート１１４とボンドコート１０２との間のコーティング１１６に中間層１１８が設けられる。中間層１１８は、二酸化ハフニウム、二酸化ジルコニウム、二酸化チタン、または他の希土類金属非ケイ酸塩酸化物などの非ケイ酸塩酸化物粒子１２０を充填したマトリックス１０６を含む。非ケイ酸塩酸化物粒子１２０は、ケイ素含有酸化物反応生成物と反応してケイ酸塩を形成することにより、上述のゲッタリング粒子１０８の酸化からの酸化物反応生成物を消費する。したがって、非ケイ酸塩酸化物粒子１２０は、上述のように望ましくない酸化物相の大きなポケットの形成を妨げ、クラッキングの機会を最小限に抑え、それによってコーティング１１６の有効性及び完全性を改善する。さらに、ケイ酸塩は比較的低い熱伝導率を有し、一般に結晶性であるため、熱保護を提供し、コーティング１１６の機械的安定性を改善し得る。

【0039】

中間層１１８は厚さＴ１を有し、ボンドコート１０２は厚さＴ２を有する。いくつかの例では、厚さＴ２のＴ１に対する比は少なくとも約３である。特定の例では、比は約３から約４の間である。例えば、厚さＴ１は約５０ミクロン（２ミル）であり、厚さＴ２は、約１５０から約２００ミクロン（約６から約８ミル）の間である。

【0040】

物品１００の寿命の間、トップコート１１４及び／またはボンドコート１０２の様々な成分がコーティング１１６内に拡散する場合がある。例えば、トップコート１１４の材料は中間層１１８に拡散し得、及び／またはコーティング１０２の成分は中間層１１８に拡散し得る。したがって、中間層１１８は、トップコート１１４材料の粒子１２２を含み得る。中間層１１８はまた、拡散粒子１１０材料及び／またはホウケイ酸ガラスのアモルファス領域１２４を含み得る。

【0041】

他の例では、中間層１１８は、トップコート１１４材料及び／または拡散粒子１１０材料の粒子を含むように形成することができる。

【0042】

いくつかの特定の例では、非ケイ酸塩酸化物粒子１２０とゲッタリング粒子１０８の酸化の反応生成物との間の反応のケイ酸塩生成物は、トップコート１１４の材料と同じ材料である。例えば、トップコート１１４はケイ酸ハフニウムであり、非ケイ酸塩酸化物粒子１２０は二酸化ハフニウムである。二酸化ハフニウムは、ゲッタリング粒子１０８の酸化のケイ素含有反応生成物と反応してケイ酸ハフニウムを形成する。

【0043】

一般に、非ケイ酸塩酸化物粒子１２０の表面積が大きいほど、非ケイ酸塩酸化物粒子１２０が関与する反応が促進される。したがって、非ケイ酸塩酸化物粒子１２０のサイズは、所望の反応動力学を提供して、上で論じた望ましくない相を消費し、コーティング１１６の特性を改善するように選択される。非ケイ酸塩酸化物粒子１２０は、いくつかの例では、約１０～約２５ミクロン（約０．５～約１ミル）の間の平均直径を有し得る。いくつかの特定の例では、非ケイ酸塩酸化物粒子１２０は、ゲッタリング粒子１０８が酸化体と反応する前のゲッタリング粒子１０８の平均直径とほぼ同じ平均直径を有する。

【0044】

非ケイ酸塩酸化物粒子１２０は、上述のようにコーティング１１６の他の成分と反応する前に、中間層１１８の約２５～約５０体積％を構成し得る。中間層中の非ケイ酸塩酸化物粒子１２０の量は、コーティング１１６の所望の熱的及び機械的特性ならびに上述の所望の反応動力学を考慮して、非ケイ酸塩酸化物粒子１２０のサイズとバランスが取られる。

【0045】

特定の例では、ゲッタリング粒子１０８は二ケイ化モリブデン粒子を含む。非ケイ酸塩酸化物粒子１２０は、二酸化ハフニウム粒子である。トップコート１１４はケイ酸ハフニウムである。

【0046】

コーティング１１６は、スラリーベースの方法などの任意の既知の方法によって部品１００に塗布することができる。例えば、ボンドコート１０２成分を含有するスラリーを部品１００に塗布し、次いで熱処理などの任意の既知の方法によって硬化または固化させることができる。同様のスラリー塗布及び硬化／固化方法を、中間層１１８について繰り返すことができる。トップコート１１４は、同様の方法、またはスプレーコーティングなどの当技術分野で知られている他の方法によって塗布することができる。

【0047】

本明細書で使用される「約」という用語は、当技術分野における典型的な意味を有するが、特定の例では、「約」は、本明細書に記載される値の最大１０％の偏差を意味し得る。

【0048】

異なる例が、特定の構成要素を有するものとして説明されているが、本開示の例は、これらの特定の組み合わせに限定されない。実施形態の任意のものからの構成要素または特徴の一部を他の実施形態の任意のものからの特徴または構成要素と組み合わせて用いることが可能である。

【0049】

前述の説明は、例示として解釈されるべきであり、いかなる限定的な意味においても解釈されるべきではない。当業者は、特定の修正が本開示の範囲内に入り得ることを理解するであろう。これらの理由のため、以下の特許請求の範囲は、本開示の真の範囲及び内容を決定するために、検討されるべきである。

【図1】

【図2】