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    用于合成環境阻隔涂層的混合化學-物理氣相沉積方法技術

    技術編號:43100601 閱讀:10 留言:0更新日期:2024-10-26 09:44
    公開了用于合成環境阻隔涂層系統(EBC)的制造方法,所述環境阻隔涂層系統保護Si基陶瓷基質復合(CMC)材料在高溫下免于氧化和揮發。該制造方法在真空中進行,并包括沉積硅結合涂層和含氧阻隔涂層的步驟。該方法由等離子體支持,優選通過和電弧放電,其導致氣體前體如硅烷的完全離解。等離子體也用于在不中斷的工藝鏈中預處理基材。公開了具有基本真空和等離子體組分的沉積系統以及通過所述方法制造的EBC涂層。

    【技術實現步驟摘要】
    【國外來華專利技術】


    技術介紹


    技術實現思路

    【技術保護點】

    1.一種用于制造環境阻隔涂層(EBC)系統到基材上的制造方法,其包括沉積硅結合涂層的步驟,和沉積含氧阻隔涂層的至少一個步驟,其特征在于所述制造方法在真空環境中進行。

    2.根據權利要求1所述的方法,其中所述制造方法包括至少一個基材預處理步驟,所述步驟在沉積硅結合涂層的步驟之前在真空環境中進行。

    3.根據權利要求2所述的方法,其特征在于所述至少一個基材預處理步驟和所述沉積硅結合涂層的步驟,以及所述沉積含氧阻隔涂層的至少一個步驟是真空工藝的一部分,其在所述工藝步驟期間或之間無真空的中斷。

    4.根據權利要求1、2或3所述的方法,其特征在于所述真空環境包括等離子體。

    5.根據權利要求4所述的方法,其特征在于所述等離子體環境通過至少一次電弧放電產生,其優選在至少一種稀有氣體中,最優選在氬氣中。

    6.根據權利要求5所述的方法,其特征在于所述至少一次電弧放電在20A至1000A的范圍中的放電電流和15V至100V的范圍中的放電電壓操作。

    7.根據權利要求5所述的方法,其特征在于所述至少一次電弧放電用于離解至少一種含硅前體。</p>

    8.根據權利要求1或權利要求4所述的方法,其特征在于所述方法在低于600℃的所述基材的溫度進行。

    9.根據權利要求1所述的方法,其特征在于所述硅結合涂層沉積至在0.01μm和500μm之間的范圍中的厚度。

    10.根據權利要求9所述的方法,其特征在于所述硅結合涂層在沉積后氧化。

    11.根據權利要求9所述的方法,其特征在于所述硅結合涂層通過濺射來自至少一個濺射來源的至少一種摻雜元素來摻雜。

    12.根據權利要求11所述的方法,其中所述至少一種摻雜元素是選自Al、B、C、O、N、Ga、In、P、Li、Na、K、Ca、Mg、Sr和Ba的一種或多種元素。

    13.根據權利要求1或4所述的方法,其特征在于所述含氧阻隔涂層通過陰極電弧蒸發至少一種金屬靶來制備,所述金屬靶包含Al或包含至少一種稀土元素。

    14.根據權利要求13所述的方法,其特征在于所述電弧蒸發在含氧環境中進行。

    15.根據權利要求13所述的方法,其特征在于在陰極電弧蒸發所述至少一種金屬靶的同時引入至少一種含硅前體。

    16.根據權利要求15所述的方法,其特征在于以1sccm至10l/m的流量范圍,優選以10sccm至1l/m之間的流量范圍引入所述硅前體。

    17.根據權利要求13、14或15所述的方法,其特征在于所述含氧阻隔涂層包含相Yb2Si2O7和Yb2SiO5。

    18.根據權利要求13、14或15所述的方法,其特征在于所述含氧阻隔涂層包含至少一種Yb-Si-O相和至少一種第二類型相,所述第二類型相為Al2O3、堿金屬氧化物或堿土金屬氧化物中的至少一種。

    19.根據權利要求2所述的方法,其特征在于所述預處理將表面氧化物,特別是在Si基基材情況下的氧化硅的厚度降低至低于30nm,優選低于10nm的厚度。

    20.根據權利要求1所述的方法,其中所述基材由陶瓷基質復合材料(CMC)組成或包含陶瓷基質復合材料(CMC)。

    21.用于使用根據權利要求1所述的方法制造環境阻隔涂層的沉積系統,其特征在于所述沉積系統包括至少一個真空沉積室、至少一個泵抽系統和至少一個等離子體來源。

    22.根據權利要求1制造的環境阻隔涂層系統,其沉積在基材上,其特征在于所述基材和所述硅結合涂層之間的界面清晰且無孔隙率。

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    【技術特征摘要】
    【國外來華專利技術】

    1.一種用于制造環境阻隔涂層(ebc)系統到基材上的制造方法,其包括沉積硅結合涂層的步驟,和沉積含氧阻隔涂層的至少一個步驟,其特征在于所述制造方法在真空環境中進行。

    2.根據權利要求1所述的方法,其中所述制造方法包括至少一個基材預處理步驟,所述步驟在沉積硅結合涂層的步驟之前在真空環境中進行。

    3.根據權利要求2所述的方法,其特征在于所述至少一個基材預處理步驟和所述沉積硅結合涂層的步驟,以及所述沉積含氧阻隔涂層的至少一個步驟是真空工藝的一部分,其在所述工藝步驟期間或之間無真空的中斷。

    4.根據權利要求1、2或3所述的方法,其特征在于所述真空環境包括等離子體。

    5.根據權利要求4所述的方法,其特征在于所述等離子體環境通過至少一次電弧放電產生,其優選在至少一種稀有氣體中,最優選在氬氣中。

    6.根據權利要求5所述的方法,其特征在于所述至少一次電弧放電在20a至1000a的范圍中的放電電流和15v至100v的范圍中的放電電壓操作。

    7.根據權利要求5所述的方法,其特征在于所述至少一次電弧放電用于離解至少一種含硅前體。

    8.根據權利要求1或權利要求4所述的方法,其特征在于所述方法在低于600℃的所述基材的溫度進行。

    9.根據權利要求1所述的方法,其特征在于所述硅結合涂層沉積至在0.01μm和500μm之間的范圍中的厚度。

    10.根據權利要求9所述的方法,其特征在于所述硅結合涂層在沉積后氧化。

    11.根據權利要求9所述的方法,其特征在于所述硅結合涂層通過濺射來自至少一個濺射來源的至少一種摻雜元素來摻雜。

    12.根據權利要求11所述的方法,其中所述至少一種摻雜元素是選自al、b、...

    【專利技術屬性】
    技術研發人員:陳殿營,B·韋德里格J·拉姆
    申請(專利權)人:歐瑞康表面解決方案股份公司,普費菲孔,
    類型:發明
    國別省市:

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