[发明专利]复合涂层及其制造方法

说明书

一种制品，包括基材和设置在基材表面上的涂层。该涂层包括至少一个基本上由MoSi₂或WSi₂或(Mo，W)Si₂或铂族金属硅化物构成的金属硅化物层，和至少一个基本上由Si₃N₄构成的层。

技术背景

本发明技术总体上涉及涂层系统和方法，该涂层系统和方法适用于保护暴露在高温环境下的制品或部件，如涡轮发动机的不利热环境。更具体地，本发明技术涉及一种涂层，该涂层可用作抗氧化涂层和/或对于环境和/或热屏障涂层的结合涂层。

陶瓷和耐高温金属间材料和复合材料是目前被认为用于这种高温应用中，如燃烧器衬里、叶片、护罩、叶片和涡轮发动机的其它热区段部件，以及用于设计为在高温下工作的结构中，如换热器和内燃机等应用。复合材料的一些实例包括含硅复合材料，例如其中硅、碳化硅(SiC)、氮化硅(Si₃N₄)和/或耐高温金属硅化物作为增强相和/或基体相的复合材料。然而，这些应用的环境特点经常含有水蒸汽，已知这在高温下会导致含硅材料的显著表面凹陷和质量损失。水蒸汽在高温下与结构材料反应形成挥发性含硅物类，这经常导致无法接受的高凹陷率。

技术的简要说明

本发明技术提供了复合涂层和在由含硅材料制成的制品或部件上制备复合涂层的方法，该含硅材料如陶瓷基体复合材料(CMC)。复合涂层保护暴露于高温的含硅制品，该高温包括涡轮发动机的不利热环境。

根据该技术的一个实例，制品包括基材和设置在基材表面上的涂层。该涂层包括至少一个基本上由MoSi₂、WSi₂、或Mo和W的硅化物的组合((Mo，W)Si₂)或铂族金属硅化物构成的金属硅化物层，和至少一个基本上由Si₃N₄构成的层。

根据本发明技术的另一个实例，一种制品包括基材，该基材包括含硅的区域，该含硅的区域包括在金属基体或非金属基体中的SiC、Si₃N₄和/或过渡金属硅化物作为增强材料；和设置在基材表面上的涂层，该涂层包括MoSi₂和Si₃N₄，其中Si₃N₄的百分比按体积计大于涂层的约55％。

根据本技术的另一个实例，一种涂覆制品的方法包括：在基材的表面涂敷涂层，该涂层包括至少一个基本上由MoSi₂或WSi₂或(Mo，W)Si₂或铂族金属硅化物构成的金属硅化物层和至少一个基本上由Si₃N₄构成的层。

根据本技术的另一个方面，提供了一种涂覆包括基材的制品的方法，该基材包括含硅的区域，该含硅的区域包括在金属基体或非金属基体中的SiC、Si₃N₄和/或过渡金属硅化物作为增强材料；该方法包括：在基材表面上涂敷涂层，该涂层包括MoSi₂和Si₃N₄，其中Si₃N₄按体积计的百分比大于涂层的约55％。

附图的简单说明

通过下面的详细说明并参考附图，可以更好地理解本技术的其它方面和优点，其中相似的附图标记所指的是本发明技术的相似特征，并且其中：

图1示意性地表示一种制品，该制品包括根据本发明技术的一个实例的涂层系统；

图2示意性地表示一种制品，该制品包括根据本发明技术的另一个实例的涂层系统；

图3示意性地表示一种制品，该制品包括根据本发明技术的另一个实例的涂层系统；

图4示意性地表示根据本发明技术的一个实例的一种方法；