[发明专利]耐环境性被膜

说明书

在水蒸气氧化性气氛下利用的被膜具备包含赛隆的第1层、以及包含莫来石的第2层，所述第2层被覆前述第1层并被暴露于前述气氛，前述第1层与前述第2层相互相接，以此被覆母材。

技术领域

本公开涉及将航空器的发动机等进行被覆的被膜，特别涉及在高温且氧化性环境中保护发动机等的被膜。

背景技术

改善航空器发动机的包含燃料效率在内的诸性能，是一直持续要求的技术课题。如人们熟知的那样，改善燃料效率的重要的关键因素是轻型化，但可以与其并列地举出运行温度的提高。如果在更高温度下运行发动机则热效率得以改善，以此可期待改善燃料效率。

以往以来，人们利用镍基超合金作为耐热材料，但为了实现更进一步的轻型化以及耐热性提高，因而正在研究陶瓷基复合材料(CMC)的利用。CMC例如是通过将由碳化硅(SiC)纤维形成的织物与由SiC形成的基体进行复合化而得到的材料(SiC/SiC)。此外，可以有C/C、C/SiC、SiC/Si₃N₄、Al₂O₃/Al₂O₃等各种组合。

SiC具有极其高的耐热性，另外在氧化后生成的二氧化硅(SiO₂)可以保护SiC以防止被进一步氧化。然而，发动机所吸入的空气中包含有不能忽视的量的水蒸气。该水蒸气在高温下与二氧化硅进行反应而使其变成挥发性的氢氧化物，因而最终不能防止SiC的损耗。为了防止这样的高温水蒸气氧化，提出了利用耐环境性被膜(EBC)来被覆CMC的技术。专利文献1、2中公开了相关的技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：美国专利申请公开2003/0003328A1

专利文献2：日本国专利申请公开H11-12050号

发明内容

发明想要解决的课题

莫来石(mullite：典型地是由3Al₂O₃·2SiO₂表示的硅酸铝)在高温氧化性气氛下也稳定，是在保护母材的被膜中常常利用的物质。然而，根据本发明人等的研究，为了接近实用的条件而置于反复设为常温气氛与高温气氛的循环条件下时，观察到莫来石被膜的耐环境性能常常会发生劣化。很难认为其主要原因可以归因于因所谓热冲击而导致在被膜中产生缺陷。这是因为，即使使缓和莫来石与母材之间的热膨胀系数(thermal expansioncoefficient)的差的层介入，也不能充分防止该劣化。

用于解决问题的方案

本发明人等查明了该问题的原因，以此想到了以下公开内容所涉及的被膜。

根据一方面，在水蒸气氧化性气氛下利用的被膜具备包含赛隆(sialon)的第1层、以及包含莫来石的第2层，所述第2层被覆前述第1层并被暴露于前述气氛，前述第1层与前述第2层相互相接。

发明的效果

被膜即使被反复放置于常温气氛与高温气氛中也能够持续维持耐环境性能。

附图说明

图1为本实施方式的被膜的概念性的截面图。

图2为在水蒸气氧化性的气氛中放置的被膜的概念性的截面图。

具体实施方式

参照附图在以下说明几个实施方式。

本发明涉及的被膜，可以在例如超过1100℃的高温且是氧化性的气氛下，用作保护母材不受环境损害的耐环境性被膜，特别是在包含水蒸气的高温气氛下，可以出于保护SiC/SiC等CMC不受环境损害的目的而适宜利用，但未必受限于此。