[发明专利]隔热涂层、被涂部件以及制造被涂部件的方法

说明书

本发明涉及隔热涂层、被涂部件及其制造方法，目的是提供一种具有与传统上不同的新颖形态/结构的隔热涂层。本发明提供一种具有海绵体的隔热涂层，所述海绵体由非直管状孔隙和结合了所述孔隙的骨架组成。所述骨架是包含Al、Si、O和杂质的非晶质体，在晶格间距为以上的位置处具有通过X射线衍射分析确定的非晶质峰。隔热涂层的表观密度为1g/cm³以下，体积比热为1000kJ/m³·K以下，热传导率为2W/m·K以下。通过例如通过热喷涂包含大量Si的铝合金形成基层并通过交流/直流重叠通电对基层进行阳极氧化处理来获得海绵体。基层中的Si的量相对于合金整体可以是例如16至48质量％。本发明的隔热涂层的摇摆特性优异，并且可以设置在内燃发动机的燃烧室的内壁面上。

技术领域

本发明涉及隔热涂层和相关技术。

背景技术

为了提高内燃发动机和其他类似机器的热效率，对具有低热传导率(高隔热性能)和低热容量(高温追随性)的隔热涂层(所谓的“摇摆(swing)特性”优良的隔热涂层)已经提出了各种建议。在以下文献中描述了此类隔热涂层。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]JP2016-125082A

[专利文献2]JP2016-216763A

[专利文献3]JP2017-14597A

[专利文献4]JP2017-214603A

[专利文献5]US2017/0167373A

发明内容

[技术问题]

专利文献1至4提出了在阳极氧化涂层中分散有微尺寸孔隙(空隙)的隔热涂层。这些阳极氧化涂层本身由具有在一个方向上延伸的直管状细孔的多孔层组成，这些多孔层为公知形态。

专利文献5提出了使用二氧化硅气凝胶的隔热涂层，但是没有描述由铝基氧化物组成的隔热涂层。

本发明是考虑到这些情况而做出的，并且本发明的一个目的是提供一种具有与常规隔热涂层不同的新颖结构或形态的隔热涂层和相关技术。

[问题的解决方案]

作为为实现以上目的而进行的深入研究的结果，本发明人已通过对Si以过饱和状态固溶于其中的铝合金(简称为“Al合金”)进行阳极氧化处理而成功地获得了具有与常规阳极氧化涂层不同的形态和/或结构的低热容量和低热传导率的隔热涂层。通过发展该成果，本发明人完成了以下将描述的本发明。

《隔热涂层》

本发明提供了具有海绵体的隔热涂层。海绵体包括非直管状孔隙和结合了所述孔隙的骨架。骨架是包含Al、Si、O和杂质的非晶质体，并且在晶格间距为以上的位置处具有通过X射线衍射分析确定的非晶质峰部。隔热涂层的表观密度在1g/cm³以下，体积比热在1000kJ/m³·K以下，热传导率在2W/m·K以下。

本发明的隔热涂层具有海绵体，该海绵体的形态明显不同于常规阳极氧化涂层的形态。由海绵体构成的隔热涂层具有低密度、低热容量和低热传导率，并且表现出优异的隔热性能。

《被涂部件》

也可以将本发明认为是涂覆有隔热涂层的部件。例如，本发明可以被认为是主体(本体)表面的至少一部分涂覆有上述隔热涂层的被涂部件。

《被涂部件的制造方法》

也可以将本发明认为是制造被涂部件的方法。例如，本发明可以被认为是一种制造被涂部件的方法，该方法包括在主体表面上形成铝合金基层的第一工序和对该基层进行阳极氧化处理的第二工序，其中，获得了上述被涂部件。