(57)【要約】【課題】  低熱伝導率を有する断熱コーティングを提供する。【解決手段】  金属基体の断熱または断熱コーティングとして特に有用なセラミック材料を提供する。セラミック材料は、少なくとも１つの酸化物と、ジルコニア、セリアおよびハフニアからなるグループから選択された第１の酸化物からなる残余とからなる。少なくとも１つの酸化物は、ＡがＬａ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｉｎ、Ｓｃ、Ｙ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕおよびこれらの混合物からなるグループから選択されるところの化学式Ａ２Ｏ３を有する。本発明はまた、金属基体と上述した断熱コーティングとを有する物品に関する。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１５ｍｏｌ％の少なくとも１つのランタニドセスキオキシドと、残余のジルコニアとセリアとハフニアとからなるグループから選択された第１の酸化物とを有してなり、
各ランタニドセスキオキシドが、ＡがＬａ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｔｂおよびこれらの混合物からなるグループから選択される化学式Ａ２Ｏ３を有しており、また前記第１の酸化物が少なくとも５０ｍｏｌ％の量で存在する、ことを特徴とする断熱コーティング。
【請求項２】
前記少なくとも１つのランタニドセスキオキシドが、総量で１５から４５ｍｏｌ％の範囲で存在する、ことを特徴とする請求項１記載の断熱コーティング。
【請求項３】
前記少なくとも１つのランタニドセスキオキシドが、総量で少なくとも２５ｍｏｌ％で存在する、ことを特徴とする請求項１記載の断熱コーティング。
【請求項４】
前記第１の酸化物がジルコニアである、ことを特徴とする請求項１記載の断熱コーティング。
【請求項５】
前記第１の酸化物がハフニアである、ことを特徴とする請求項１記載の断熱コーティング。
【請求項６】
前記第１の酸化物がセリアである、ことを特徴とする請求項１記載の断熱コーティング。
【請求項７】
ＡがＬａ、Ｓｍ、Ｔｂ、ＴｍおよびＬｕからなるグループから選択される化学式Ａ２Ｏ３を有する少なくとも１つの第１の酸化物を０．５から２２．５ｍｏｌ％で有してなり、ジルコニア、ハフニアおよびセリアからなるグループから選択された第２酸化物が組み合わされてなる、ことを特徴とする断熱コーティング。
【請求項８】
前記第２酸化物が少なくとも７７．５ｍｏｌ％の量で存在する、ことを特徴とする請求項７記載の断熱コーティング。
【請求項９】
Ｉｎ２Ｏ３、Ｓｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＣａＯおよびこれらの混合物からなるグループから選択された少なくとも１つの酸化物を０．５から５９．５ｍｏｌ％でさらに有してなり、前記第２の酸化物が４０ｍｏｌ％より多い量で存在する、ことを特徴とする請求項７記載の断熱コーティング。
【請求項１０】
ＣｅＯ２、Ｐｒ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｄｙ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３およびこれらの混合物からなるグループから選択された少なくとも１つの第３の酸化物を０．５から２２．０ｍｏｌ％でさらに有してなり、前記少なくとも１つの第１の酸化物と前記少なくとも１つの第３の酸化物とが合わせて２２．５ｍｏｌ％以下で存在する、ことを特徴とする請求項７記載の断熱コーティング。
【請求項１１】
０．５から１．０ｍｏｌ％のＣｅＯ２、Ｐｒ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｄｙ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｉｎ２Ｏ３、Ｓｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３およびこれらの混合物からなるグループから選択された少なくとも１つの第１の酸化物を有してなり、ジルコニア、ハフニアおよびセリアからなるグループから選択された第２の酸化物が組み合わされてなる、ことを特徴とする断熱コーティング。
【請求項１２】
Ｌａ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｔｂ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＣａＯおよびこれらの混合物からなるグループから選択された少なくとも１つの第３酸化物を０．５ないし２２．５ｍｏｌ％で有してなり、前記少なくとも１つの第１の酸化物および前記少なくとも１つの第３酸化物が合わせて２２．５ｍｏｌ％以下で存在し、および前記第２の酸化物が少なくとも７７．５ｍｏｌ％の量で存在する、ことを特徴とする請求項１１記載の断熱コーティング。
【請求項１３】
２０．５から２２．５ｍｏｌ％のＣｅＯ２を有してなり、ジルコニア、ハフニアおよびセリアからなるグループから選択された酸化物が組み合わされてなる、ことを特徴とする断熱コーティング。
【請求項１４】
前記酸化物が少なくとも７７．５ｍｏｌ％の量で存在する、ことを特徴とする請求項１３記載の断熱コーティング。
【請求項１５】
０．５から２２．０ｍｏｌ％のＣｅＯ２と、０．５から２２．０ｍｏｌ％のＬａ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｔｂ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＣａＯ、Ｐｒ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｄｙ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３およびこれらの混合物からなるグループから選択された少なくとも１つの第１の酸化物とを有してなり、ジルコニアおよびハフニアからなるグループから選択された第２の酸化物が組み合わされてなり、および前記ＣｅＯ２および前記少なくとも１つの第１の酸化物が合わせて２２．５ｍｏｌ％以下で存在する、ことを特徴とする断熱コーティング。
【請求項１６】
前記第２の酸化物が少なくとも７７．５ｍｏｌ％の量で含まれる、ことを特徴とする請求項１５記載の断熱コーティング。
【請求項１７】
０．５から２２．５ｍｏｌ％のＣｅＯ２と、０．５から５９．５ｍｏｌ％のＩｎ２Ｏ３、Ｓｃ２Ｏ３およびこれらの混合物からなるグループから選択された少なくとも１つの酸化物とを有してなり、少なくとも４０ｍｏｌ％のジルコニアおよびハフニアからなるグループから選択された酸化物が組み合わされてなる、ことを特徴とする断熱コーティング。
【請求項１８】
９．０から２２．５ｍｏｌ％のＰｒ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３およびこれらの混合物からなるグループから選択された少なくとも１つの第１の酸化物を有してなり、ジルコニア、ハフニアおよびセリアからなるグループから選択された第２の酸化物が組み合わされてなる、ことを特徴とする断熱コーティング。
【請求項１９】
前記第２の酸化物が７７．５ｍｏｌ％より多くの量で存在する、ことを特徴とする請求項１８記載の断熱コーティング。
【請求項２０】
０．５から５１．０ｍｏｌ％のＹｂ２Ｏ３、Ｉｎ２Ｏ３、Ｓｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＣａＯおよびこれらの混合物からなるグループから選択された少なくとも１つの第３の酸化物を有してなり、および前記第２の酸化物が少なくとも４０ｍｏｌ％の量で存在する、ことを特徴とする請求項１８記載の断熱コーティング。
【請求項２１】
１５．０から２２．５ｍｏｌ％のＤｙ２Ｏ３およびＹｂ２Ｏ３からなるグループから選択された第１の酸化物を有してなり、少なくとも７７．５ｍｏｌ％のジルコニア、ハフニアおよびセリアからなるグループから選択された第２の酸化物が組み合わされてなる、ことを特徴とする断熱コーティング。
【請求項２２】
０．５から５９．５ｍｏｌ％のＤｙ２Ｏ３と、０．５から５９．５ｍｏｌ％のＩｎ２Ｏ３、Ｓｃ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＣａＯおよびこれらの混合物からなるグループから選択された少なくとも１つの酸化物とを有してなり、少なくとも４０ｍｏｌ％のジルコニア、ハフニアおよびセリアからなるグループから選択された酸化物が組み合わされてなる、ことを特徴とする断熱コーティング。
【請求項２３】
０．５から２２．５ｍｏｌ％のＹｂ２Ｏ３と、０．５から５９．５ｍｏｌ％のＩｎ２Ｏ３、Ｓｃ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＣａＯおよびこれらの混合物からなるグループから選択された少なくとも１つの酸化物とを有してなり、少なくとも４０ｍｏｌ％のジルコニア、ハフニアおよびセリアからなるグループから選択された酸化物が組み合わされてなる、ことを特徴とする断熱コーティング。
【請求項２４】
２０．５から６０ｍｏｌ％のＩｎ２Ｏ３、Ｓｃ２Ｏ３およびＹ２Ｏ３からなるグループから選択された少なくとも１つの酸化物を有してなり、少なくとも４０ｍｏｌ％のジルコニア、ハフニアおよびセリアからなるグループから選択された酸化物が組み合わされてなる、ことを特徴とする断熱コーティング。
【請求項２５】
１５から５９．５ｍｏｌ％のＹ２Ｏ３と、０．５から４５．０ｍｏｌ％のＬａ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｔｂ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＣａＯ、Ｐｒ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｄｙ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｉｎ２Ｏ３、Ｓｃ２Ｏ３およびこれらの混合物からなるグループから選択された少なくとも１つの第１の酸化物とを有してなり、少なくとも４０ｍｏｌ％のジルコニア、ハフニアおよびセリアからなるグループから選択された酸化物が組み合わされてなる、ことを特徴とする断熱コーティング。
【請求項２６】
９．０から２３ｍｏｌ％のＧｄ２Ｏ３と、０．５から５１．０ｍｏｌ％のＬａ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｔｂ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＣａＯ、Ｐｒ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｄｙ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｉｎ２Ｏ３、Ｓｃ２Ｏ３およびこれらの混合物からなるグループから選択された少なくとも１つの第１の酸化物とを有してなり、少なくとも４０ｍｏｌ％のジルコニア、ハフニアおよびセリアからなるグループから選択された酸化物が組み合わされてなる、ことを特徴とする断熱コーティング。
【請求項２７】
３０ｍｏｌ％より多くのＳｃ２Ｏ３と、ＡがＮｄ、Ｅｕ、Ｄｙ、Ｇｄ、Ｅｒ、Ｐｒおよびこれらの混合物からなるグループから選択される化学式Ａ２Ｏ３を有するランタニドセスキオキシドと、残余のジルコニアとを有してなる、ことを特徴とする断熱コーティング。
【請求項２８】
前記ジルコニアが４０ｍｏｌ％より多くの量で存在する、ことを特徴とする請求項２７記載の断熱コーティング。
【請求項２９】
前記コーティングが１０ｖｏｌ％未満のパイロクロア結晶構造の相を有する、ことを特徴とする請求項２７記載の断熱コーティング。
【請求項３０】
前記ランタニドセスキオキシドが０．００１から３０ｍｏｌ％の範囲の量で存在する、ことを特徴とする請求項２７記載の断熱コーティング。
【請求項３１】
２０ｍｏｌ％より多くのＩｎ２Ｏ３と、ＡがＥｒ、Ｎｄ、Ｅｕ、Ｄｙ、Ｇｄ、Ｐｒおよびこれらの混合物からなるグループから選択される化学式Ａ２Ｏ３を有するランタニドセスキオキシドと、残余のジルコニアとを有してなる、ことを特徴とする断熱コーティング。
【請求項３２】
前記ジルコニアが４０ｍｏｌ％より多くの量で存在する、ことを特徴とする請求項３１記載の断熱コーティング。
【請求項３３】
前記コーティングが１０ｖｏｌ％未満のパイロクロア結晶構造の相を含む、ことを特徴とする請求項３１記載の断熱コーティング。
【請求項３４】
前記ランタニドセスキオキシドが０．００１から４０ｍｏｌ％の量で含まれる、ことを特徴とする請求項３１記載の断熱コーティング。
【請求項３５】
５から６０ｍｏｌ％のＬａ２Ｏ３およびＳｍ２Ｏ３の少なくとも一方と、５から６０ｍｏｌ％の、ＡがＳｃ、Ｉｎ、Ｙ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｅｕ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｅｒ、Ｙｂおよびこれらの混合物からなるグループから選択される化学式Ａ２Ｏ３を有する、少なくとも１つの酸化物と、残余のジルコニアとを有してなる、ことを特徴とする断熱コーティング。
【請求項３６】
前記ジルコニアが４０ｍｏｌ％より多くの量で存在する、ことを特徴とする請求項３５記載の断熱コーティング。
【請求項３７】
前記コーティングが１０ｖｏｌ％未満のパイロクロア結晶構造の相を含む、ことを特徴とする請求項３５記載の断熱コーティング。
【請求項３８】
前記断熱コーティングが柱状構造を有する、ことを特徴とする請求項１、７、１１、１３、１５、１７、１８、２０、２２、２３、２４、２５、２６、２７、３１および３５のいずれかに記載の断熱コーティング。
【請求項３９】
金属基体と、請求項１、７、１１、１３、１５、１７、１８、２０、２２、２３、２４、２５、２６、２７、３１および３５のいずれかに記載の断熱コーティングとを有してなる、ことを特徴とする物品。
【請求項４０】
前記金属基体が、ニッケルベース超合金、コバルトベース超合金、鉄合金、チタン合金、および銅合金のうちの少なくとも１つからなる、ことを特徴とする請求項３９記載の物品。
【請求項４１】
前記金属基体と前記断熱コーティングの間に介在するボンディングコートをさらに有してなる、ことを特徴とする請求項３９記載の物品。
【請求項４２】
前記ボンディングコートが、アルミニウム含有材料、アルミナイド、白金アルミナイド、ＭＣｒＡｌＹ材料およびイットリア安定化ジルコニアのうちの少なくとも１つから形成される、ことを特徴とする請求項４１記載の物品。
【請求項４３】
前記物品が、タービンエンジンまたは内燃エンジンに用いられる構成部品である、ことを特徴とする請求項３９記載の物品。
【請求項４４】
金属基体が外側表面に実質的にアルミナからなる酸化スケールを有し、および断熱コーティングが酸化スケールに接着されている、ことを特徴とする請求項３９記載の物品。
【請求項４５】
ボンディングコーティングがその外側表面に酸化スケールを有し、および断熱コーティングが外側表面上の酸化スケールに接着されている、ことを特徴とする請求項４４記載の物品。
【請求項４６】
断熱コーティングと金属基体との間にセラミックのボンディングコーティングをさらに有してなる、ことを特徴とする請求項３９記載の物品。
【請求項４７】
前記断熱コーティング上に付加的なセラミック層をさらに有してなり、および、前記付加的なセラミック層が、酸素の拡散を減少させ、腐食および磨耗抵抗性を付与し、および／または光放射率０．７のレベルを有する各材料からなるグループから選択された材料から形成される、ことを特徴とする請求項４１記載の物品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はセラミック材料からなる断熱コーティング（遮熱コーティング）、およびそのような断熱コーティングを有する金属部品に関するものである。断熱コーティングはガスタービンエンジンに特に有用である。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンエンジンは、燃料という形態の化学的ポテンシャルエネルギーを熱エネルギー次いで力学的エネルギーに変換するために旨く開発された機構であり、そのようなエネルギーは航空機の推進や、電力の発生、流体の汲み上げなどに使用される。現時点において、ガスタービンエンジンの効率を改善させるための考えられる主要な手段は、より高温での運転ということである。しかしながら、ガスタービンエンジンに用いられている金属材料は、今やそれらの熱安定性の上限に非常に近くなっている。現代のガスタービンエンジンの最も高温部分では、金属材料はそれらの融点よりも高い気体温度のもとで使用されている。それらがなんとかもっているのは、空冷されるからである。しかし、空冷はエンジンの効率を低下させる。
【０００３】
従って、冷却されたガスタービンの航空機用金属部品に使用する断熱コーティングが広く開発されている。断熱コーティングを用いることで、必要な冷却空気の量を大幅に減らすことができ、その分だけ効率を上げることができる。
【０００４】
そのようなコーティングはどれもセラミックベースである。ムライトやアルミナも提案されているが、ジルコニアが最近選択されている材料である。ジルコニアは、単斜晶相の生成を抑制するため、安定剤で変性されなければならない。代表的な安定剤としては、イットリア、カルシア、セリア、マグネシアなどが挙げられる。
【０００５】
一般的に言って、金属材料は、セラミック材料の熱膨張係数より大きな熱膨張係数を有する。このため、成功する断熱コーティングの開発に解決しなければならない問題のひとつとして、セラミック材料の熱膨張係数を金属基体にあわせ、加熱によって基体が膨張する際、セラミックコーティング材料が割れないようにすることが挙げられる。ジルコニアは高い熱膨張係数を有することが、金属基体の断熱材としてジルコニアが成功した主要な理由である。
【０００６】
断熱コーティングの成功にかかわらず、優れた断熱能力を発揮する改善されたコーティング、特に、コーティング濃度を標準化した際の断熱能力が改善されたコーティングに対する継続的な要望がある。重量はガスタービンエンジン、特に回転部品、を設計するうえで常に重要な要素である。セラミック断熱コーティングは荷重支持材（強度部材）ではない。よって強度を増すことなしに重量を増やすものである。重量はできるだけ増やさず、最大の断熱能力を供するセラミック断熱材が強く求められている。加えて、長い寿命、安定性および経済性に対する一般的な要望も存在する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、本発明の目的は、熱伝導率が低い、つまり低熱伝導率を有する断熱コーティングを提供することにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、ガスタービンエンジンに有用な上記の断熱コーティングを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の各目的は、本発明の断熱コーティングによって達成される。
【００１０】
本発明の第１の実施形態によれば、概略的には、少なくとも１５ｍｏｌ％の少なくとも１つのランタニドセスキオキシド（ランタニドの三二酸化物）と、残余のジルコニア、セリアおよびハフニアとからなるグループから選択された第１の酸化物とを有してなる、断熱コーティング（遮熱コーティング）が提供される。第１の酸化物は、好ましくは、５０ｍｏｌ％より多くの量だけ含まれる。前記少なくとも１つのランタニドセスキオキシドは、化学式Ａ２Ｏ３を有する。ここで、ＡはＬａ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｔｂおよびこれらの混合物からなるグループから選択されるものである。
【００１１】
本発明による断熱コーティングの他の実施形態には次のものが含まれる。
本発明の第２の実施形態では、概略的には、５から６０ｍｏｌ％の量で存在する酸化物と、残余のジルコニア、ハフニアおよびセリアからなるグループから選択された第１の酸化物とを有してなる断熱コーティングが提供される。酸化物はＡがＩｎ、Ｓｃ、Ｙ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕおよびこれらの混合物からなるグループから選択されるところの化学式Ａ２Ｏ３を有するものである。
【００１２】
本発明の第３の実施形態では、概略的には、ランタニドセスキオキシドと、残余のジルコニア、ハフニアおよびセリアからなるグループから選択された第１の酸化物とを有してなる断熱コーティングが提供される。ランタニドセスキオキシドは、ジルコニウムイオン、ハフニウムイオン、セリウムイオンに隣接する酸素空孔を平均して１つ以上形成するのに十分な量だけ含まれる。
【００１３】
本発明の第４の実施形態では、概略的には、１５から６０ｍｏｌ％の、ＡがＥｒ、Ｎｄ、Ｙｂ、Ｅｕ、Ｄｙ、Ｐｒ、ＳｍおよびＬａからなるグループから選択されるところの化学式Ａ２Ｏ３を有する、ランタニドセスキオキシドと、残余のジルコニアとを有してなる断熱コーティングが提供される。
【００１４】
本発明の第５の実施形態では、概略的には、少なくとも１５ｍｏｌ％のイットリアと、ＡがＥｒ、Ｎｄ、Ｙｂ、Ｅｕ、Ｄｙ、ＧｄおよびＰｒからなるグループから選択されるところの化学式Ａ２Ｏ３を有するランタニドセスキオキシドと、残余のジルコニアとを有してなる断熱コーティングが提供される。
【００１５】
本発明の第６の実施形態では、概略的には、９から１５ｍｏｌ％のＹｂ２Ｏ３と、１．０から４８ｍｏｌ％の、ＡがＥｒ、Ｎｄ、Ｅｕ、Ｄｙ、ＧｄおよびＰｒからなるグループから選択されるところの化学式Ａ２Ｏ３を有する、ランタニドセスキオキシドと、残余のジルコニアとを有してなる断熱コーティングが提供される。
【００１６】
本発明の第７の実施形態では、概略的には、１５ｍｏｌ％より多くのＹｂ２Ｏ３と、ＡがＥｒ、Ｎｄ、Ｅｕ、Ｄｙ、ＧｄおよびＰｒからなるグループから選択されるところの化学式Ａ２Ｏ３を有するランタニドセスキオキシドと、残余のジルコニアとを有してなる断熱コーティングが提供される。
【００１７】
本発明の第８の実施形態では、概略的には、２０から３０ｍｏｌ％のＳｃ２Ｏ３と、ＡがＥｒ、Ｎｄ、Ｅｕ、Ｄｙ、ＧｄおよびＰｒからなるグループから選択されるところの化学式Ａ２Ｏ３を有するランタニドセスキオキシドと、残余のジルコニアとを有してなる断熱コーティングが提供される。
【００１８】
本発明の第９の実施形態では、概略的には、３０ｍｏｌ％より多くのＳｃ２Ｏ３と、ＡがＮｄ、Ｅｕ、Ｄｙ、Ｇｄ、ＥｒおよびＰｒからなるグループから選択されるところの化学式Ａ２Ｏ３を有するランタニドセスキオキシドと、残余のジルコニアとを有してなる断熱コーティングが提供される。
【００１９】
本発明の第１０の実施形態では、概略的には、１１から２０ｍｏｌ％のＩｎ２Ｏ３と、ＡがＥｒ、Ｎｄ、Ｅｕ、Ｄｙ、ＧｄおよびＰｒからなるグループから選択されるところの化学式Ａ２Ｏ３を有するランタニドセスキオキシドと、残余のジルコニアとを有してなる断熱コーティングが提供される。
【００２０】
本発明の第１１の実施形態では、概略的には、２０ｍｏｌ％より多くのＩｎ２Ｏ３と、ＡがＥｒ、Ｎｄ、Ｅｕ、Ｄｙ、ＧｄおよびＰｒからなるグループから選択されるところの化学式Ａ２Ｏ３を有するランタニドセスキオキシドと、残余のジルコニアとを有してなる断熱コーティングが提供される。
【００２１】
本発明の第１２の実施形態では、概略的には、５から６０ｍｏｌ％のＬａ２Ｏ３およびＳｍ２Ｏ３のうち少なくとも一方と、５から６０ｍｏｌ％の、ＡがＳｃ、Ｉｎ、Ｙ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｅｕ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｄｙ、ＥｒおよびＹｂからなるグループから選択されるところの化学式Ａ２Ｏ３を有する、少なくとも１つの酸化物と、残余のジルコニアとを有してなる断熱コーティングが提供される。
【００２２】
本発明に係わる断熱コーティングの他の実施形態は明細書中に含まれている。
【００２３】
本発明はまた、概略的には、金属基体と、上記断熱コーティングのうちの１つとを有してなる物品に関するものである。この物品は、金属基体と断熱コーティングとの間に介在するボンディングコート（結合被覆層）を有してもよい。
【００２４】
本発明の断熱コーティングの他の詳細は、付随する他の目的および特長と共に、以下の詳細な説明において記載されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明の要旨は、特定のセラミック材料が金属基体上の、特にタービンエンジン構成部品のエアフォイルなどの部品を形成するために用いられる、断熱コーティングとして極めて有用であることを見出したことによるものである。これらセラミック材料が有用であるというのは、７重量パーセントのイットリアで安定化されたジルコニア（イットリア安定化ジルコニア）などの従来の断熱コーティングと比べて低い熱伝導率を発揮するからである。
【００２６】
本発明によれば、そのような低い熱伝導率を発揮する断熱コーティングの第１の実施形態は、少なくとも１５ｍｏｌ％の少なくとも１つのランタニドセスキオキシドと、残余のジルコニアとセリアとハフニアとからなるグループから選択された第１の酸化物とからなる。第１の酸化物は、好ましくは、５０ｍｏｌ％より多くの量だけ含まれる。各ランタニドセスキオキシドは、化学式Ａ２Ｏ３を有する。ここで、ＡはＬａ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｔｂおよびこれらの混合物からなるグループから選択されるものである。好ましい実施形態では、少なくとも１つのランタニドセスキオキシドは、総量が１５から４５ｍｏｌ％の範囲で存在する。最も好ましい実施例では、少なくとも１つのランタニドセスキオキシドは、総量が少なくとも２５ｍｏｌ％で存在する。本発明の断熱コーティングにおいて、第１の酸化物がジルコニアである場合、ジルコニアイオンはそれぞれ平均して１つ以上の隣接する酸素空孔、好ましくは少なくとも２つの隣接する酸素空孔、を有する。第１の酸化物がハフニアまたはセリアの場合は、ハフニアイオンおよびセリウムイオンはそれぞれ平均して１つ以上の隣接する酸素空孔、好ましくは少なくとも２つの隣接する酸素空孔、を有する。これらの酸素空孔の存在によって、コーティングの熱伝導率が最小化する。よって、本発明のコーティングは、高度に要求された特性をもつ。
【００２７】
本発明の第２の断熱コーティングは、５から６０ｍｏｌ％の量で存在する酸化物と、残余のジルコニア、ハフニアおよびセリアからなるグループから選択された第１の酸化物とからなる。酸化物は、化学式Ａ２Ｏ３を有する。ここで、ＡはＩｎ、Ｓｃ、Ｙ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕおよびこれらの混合物からなるグループから選択されるものである。このコーティングの好ましい実施例では、ランタニドセスキオキシドは１０から４０ｍｏｌ％の量で存在する。
【００２８】
断熱コーティングの第３の実施形態は、ランタニドセスキオキシドと、残余のジルコニア、ハフニア、セリアおよびこれら混合物からなるグループから選択された第１の酸化物とからなる。ランタニドセスキオキシドは、各ジルコニウムイオン、各ハフニウムイオン、各セリウムイオンに隣接する酸素空孔を１つ以上形成するに十分な量で含まれる。
【００２９】
本発明による低熱伝導率を有する断熱コーティングの第４の実施形態は、１５から６０ｍｏｌ％の、ＡがＥｒ、Ｎｄ、Ｙｂ、Ｅｕ、Ｄｙ、Ｐｒ、Ｓｍ、Ｌａおよびこれらの混合物からなるグループから選択されるところの化学式Ａ２Ｏ３を有する、ランタニドセスキオキシドと、残余のジルコニアとからなる。断熱コーティングは、好ましくは、パイロクロア結晶構造（pyrochlore crystal structure）を有する相を１０ｖｏｌ％未満で含む。ジルコニアは、好ましくは、４０ｍｏｌ％より多くの量で含まれる。断熱コーティングは、また、次の組成のうち１つ以上を含んでもよい。つまり、イットリア：０．００１から２．５ｍｏｌ％、ＣａＯおよびＭｇＯのうち少なくとも一方：０．００１から１０ｍｏｌ％、Ｙｂ２Ｏ３：０．００１から１．０ｍｏｌ％、Ｓｃ２Ｏ３：０．００１から４．０ｍｏｌ％、および／またはＩｎ２Ｏ３：０．００１から４．０ｍｏｌ％。
【００３０】
本発明による低熱伝導率を発揮する断熱コーティングの第５の実施形態は、少なくとも１５ｍｏｌ％のイットリアと、ＡがＥｒ、Ｎｄ、Ｙｂ、Ｅｕ、Ｄｙ、Ｇｄ、Ｐｒおよびこれらの混合物からなるグループから選択されるところの化学式Ａ２Ｏ３を有するランタニドセスキオキシドと、残余のジルコニアとからなる。好ましい実施例では、ジルコニアは、４０ｍｏｌ％より多くの量含まれ、コーティングは、パイロクロア結晶構造を有する相を１０ｖｏｌ％未満含む。このコーティング系内のイットリアは、１５から２２ｍｏｌ％の範囲で存在し、ランタニドセスキオキシドは、１．０から３５ｍｏｌ％の量で含まれる。この断熱コーティング系の特に有用な実施例では、イットリアは２２ｍｏｌ％より多くの量含まれ、ランタニドセスキオキシドは１．０から３８ｍｏｌ％の量含まれる。
【００３１】
本発明の第６の実施形態では、低熱伝導率を有する断熱コーティングは、９から１５ｍｏｌ％のＹｂ２Ｏ３と、１．０から４８ｍｏｌ％の、ＡがＥｒ、Ｎｄ、Ｅｕ、Ｄｙ、Ｇｄ、Ｐｒおよびこれらの混合物からなるグループから選択されるところの化学式Ａ２Ｏ３を有する、ランタニドセスキオキシドと、残余のジルコニアとからなる。ジルコニアは、好ましくは、４０ｍｏｌ％より多くの量含まれ、コーティングは、パイロクロア結晶構造を１０ｖｏｌ％未満で含む。
【００３２】
本発明による断熱コーティングの第７の実施形態は、１５ｍｏｌ％より多くのＹｂ２Ｏ３と、ＡがＥｒ、Ｎｄ、Ｅｕ、Ｄｙ、Ｇｄ、Ｐｒおよびこれらの混合物からなるグループから選択されるところの化学式Ａ２Ｏ３を有するランタニドセスキオキシドと、残余のジルコニアとからなる。ジルコニアは、好ましくは、４０ｍｏｌ％より多くの量で含まれる。さらにコーティングは、パイロクロア結晶構造を有する相を１０ｖｏｌ％未満で含む。ランタニドセスキオキシドは０．００１から４５ｍｏｌ％の量で含まれてもよい。
【００３３】
本発明の第８の実施形態では、２０から３０ｍｏｌ％のＳｃ２Ｏ３と、ＡがＥｒ、Ｎｄ、Ｅｕ、Ｄｙ、Ｇｄ、Ｐｒおよびこれらの混合物からなるグループから選択されるところの化学式Ａ２Ｏ３を有するランタニドセスキオキシドと、残余のジルコニアとからなる断熱コーティングが提供される。前述と同様、ジルコニアは、好ましくは、４０ｍｏｌ％より多くの量で含まれる。さらに断熱コーティングは、パイロクロア結晶構造を１０ｖｏｌ％未満で含む。好ましい実施形態では、ランタニドセスキオキシドは０．００１から３０ｍｏｌ％の量で含まれる。
【００３４】
本発明の第９の実施形態では、３０ｍｏｌ％より多くのＳｃ２Ｏ３と、ＡがＮｄ、Ｅｕ、Ｄｙ、Ｇｄ、Ｅｒ、Ｐｒおよびこれらの混合物からなるグループから選択されるところの化学式Ａ２Ｏ３を有するランタニドセスキオキシドと、残余のジルコニアとからなる断熱コーティングが提供される。ジルコニアは、好ましくは、４０ｍｏｌ％より多くの量で含まれる。断熱コーティングは、パイロクロア結晶構造を１０ｖｏｌ％未満で含む。好ましい実施形態では、ランタニドセスキオキシドは０．００１から３０ｍｏｌ％の範囲で含まれる。
【００３５】
本発明の第１０の実施形態では、断熱コーティングは、１１から２０ｍｏｌ％のＩｎ２Ｏ３と、ＡがＥｒ、Ｎｄ、Ｅｕ、Ｄｙ、Ｇｄ、Ｐｒおよびこれらの混合物からなるグループから選択されるところの化学式Ａ２Ｏ３を有するランタニドセスキオキシドと、残余のジルコニアからなる。好ましい実施例では、ランタニドセスキオキシドは０．００１から３６ｍｏｌ％の量で含まれる。ジルコニアは、好ましくは、４０ｍｏｌ％より多くの量で含まれる。コーティングは、また、パイロクロア結晶構造を１０ｖｏｌ％未満で含む。
【００３６】
第１１の実施形態では、２０ｍｏｌ％より多くのＩｎ２Ｏ３と、ＡがＥｒ、Ｎｄ、Ｅｕ、Ｄｙ、Ｇｄ、Ｐｒおよびこれらの混合物からなるグループから選択されるところの化学式Ａ２Ｏ３を有するランタニドセスキオキシドと、残余のジルコニアとからなる断熱コーティングが提供される。このコーティング系においては、ジルコニアは、好ましくは、４０ｍｏｌ％より多くの量で含まれ、ランタニドセスキオキシドは０．００１から４０ｍｏｌ％の量で含まれ、コーティングはパイロクロア結晶構造を１０ｖｏｌ％未満で含む。
【００３７】
本発明の第１２の実施形態では、断熱コーティングは、５から６０ｍｏｌ％のＬａ２Ｏ３およびＳｍ２Ｏ３のうち少なくとも一方と、５から６０ｍｏｌ％の、ＡがＳｃ、Ｉｎ、Ｙ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｅｕ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｅｒ、Ｙｂおよびこれらの混合物からなるグループから選択されるところの化学式Ａ２Ｏ３を有する、少なくとも１つの酸化物と、残余のジルコニアとからなる。このコーティング系においては、ジルコニアは、好ましくは、４０ｍｏｌ％より多くの量で含まれ、コーティングはパイロクロア結晶構造を１０ｖｏｌ％未満で含む。
【００３８】
本発明による断熱コーティングの他の実施形態には次のものが含まれる。
【００３９】
（１３）０．５から２２．５ｍｏｌ％の、ＡがＬａ、Ｓｍ、Ｔｂ、ＴｍおよびＬｕからなるグループから選択されるところの化学式Ａ２Ｏ３を有する、少なくとも１つの第１の酸化物からなり、ジルコニア、ハフニアおよびセリアからなるグループから選択された第２の酸化物と組み合わせてなる断熱コーティング。好ましい実施例では、第２の酸化物は少なくとも７７．５ｍｏｌ％の量で含まれる。コーティングはまた、Ｉｎ２Ｏ３、Ｓｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＣａＯおよびこれらの混合物からなるグループから少なくとも１つの第３酸化物を０．５から５９．５ｍｏｌ％で含んでもよく、第３の酸化物がある場合、第２の酸化物は４０ｍｏｌ％より多い量で含まれる。さらに別の変形例において、コーティングは、ＣｅＯ２、Ｐｒ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｄｙ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３およびこれらの混合物からなるグループから少なくとも１つの第３の酸化物を０．５から２２．０ｍｏｌ％で含んでもよく、この場合、少なくとも１つの第１の酸化物と少なくとも１つの第３の酸化物は合わせて２２．５ｍｏｌ％以下で含まれる。
【００４０】
（１４）０．５から１．０ｍｏｌ％のＣｅＯ２、Ｐｒ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｄｙ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｉｎ２Ｏ３、Ｓｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３およびこれらの混合物からなるグループのうち少なくとも１つの第１の酸化物からなり、ジルコニア、ハフニアおよびセリアからなるグループから選択された第２の酸化物と組み合わせてなる断熱コーティング。断熱コーティングはまた、Ｌａ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｔｂ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＣａＯおよびこれらの混合物からなるグループから少なくとも１つの第３の酸化物を０．５から２２．０ｍｏｌ％含んでもよく、この場合は少なくとも１つの第１の酸化物と少なくとも１つの第３酸化物は合わせて２２．５ｍｏｌ％以下含まれ、第２の酸化物は少なくとも７７．５ｍｏｌ％含まれる。
【００４１】
（１５）２０．５から２２．５ｍｏｌ％のＣｅＯ２からなり、ジルコニア、ハフニアおよびセリアからなるグループから選択された酸化物と組み合わせてなる断熱コーティング。好ましい実施形態では、酸化物は少なくとも７７．５ｍｏｌ％の量で含まれる。
【００４２】
（１６）０．５から２２．０ｍｏｌ％のＣｅＯ２と、０．５から２２．０ｍｏｌ％のＬａ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｔｂ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＣａＯ、Ｐｒ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｄｙ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３およびこれらの混合物からなるグループから選択された少なくとも１つの第１の酸化物とからなり、ジルコニアおよびハフニアからなるグループから選択された第２の酸化物と組み合わせてなり、ＣｅＯ２と少なくとも１つの第１の酸化物は合わせて２２．５ｍｏｌ％以下で含まれる、断熱コーティング。好ましい実施形態では、第２の酸化物は少なくとも７７．５ｍｏｌ％の量で含まれる。
【００４３】
（１７）０．５から２２．５ｍｏｌ％のＣｅＯ２と、０．５から５９．５ｍｏｌ％のＩｎ２Ｏ３、Ｓｃ２Ｏ３およびこれらの混合物からなるグループから選択された少なくとも１つの酸化物とからなり、少なくとも４０ｍｏｌ％のジルコニアおよびハフニアからなるグループから選択された酸化物と組み合わせてなる断熱コーティング。
【００４４】
（１８）９．０から２２．５ｍｏｌ％のＰｒ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３およびこれらの混合物からなるグループ選択された少なくとも１つの第１の酸化物からなり、ジルコニア、ハフニアおよびセリアからなるグループから選択された第２の酸化物と組み合わせてなる断熱コーティング。好ましい実施形態では、第２の酸化物は７７．５ｍｏｌ％より多くの量含まれる。さらに、断熱コーティングはまた、Ｙｂ２Ｏ３、Ｉｎ２Ｏ３、Ｓｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＣａＯおよびこれらの混合物からなるグループから選択された少なくとも１つの第３の酸化物を０．５から５１ｍｏｌ％で含んでもよく、この場合は第２の酸化物は少なくとも４０ｍｏｌ％の量で含まれる。
【００４５】
（１９）１５．０から２２．５ｍｏｌ％のＤｙ２Ｏ３およびＹｂ２Ｏ３からなるグループから選択された第１の酸化物からなり、少なくとも７７．５ｍｏｌ％のジルコニア、ハフニアおよびセリアからなるグループから選択された第２の酸化物と組み合わせてなる断熱コーティング。
【００４６】
（２０）０．５から５９．５ｍｏｌ％のＤｙ２Ｏ３と、０．５から５９．５ｍｏｌ％のＩｎ２Ｏ３、Ｓｃ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＣａＯおよびこれらの混合物からなるグループからの少なくとも１つの酸化物からなり、少なくとも４０ｍｏｌ％のジルコニア、ハフニアおよびセリアからなるグループから選択された酸化物と組み合わせてなる断熱コーティング。
【００４７】
（２１）０．５から２２．５ｍｏｌ％のＹｂ２Ｏ３と、０．５から５９．５ｍｏｌ％のＩｎ２Ｏ３、Ｓｃ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＣａＯおよびこれらの混合物からなるグループからの少なくとも１つの酸化物とからなり、少なくとも４０ｍｏｌ％のジルコニア、ハフニアおよびセリアからなるグループから選択された酸化物と組み合わせてなる断熱コーティング。
【００４８】
（２２）２０．５から６０ｍｏｌ％のＩｎ２Ｏ３、Ｓｃ２Ｏ３およびＹ２Ｏ３からなるグループから選択された少なくとも１つの酸化物からなり、少なくとも４０ｍｏｌ％のジルコニア、ハフニアおよびセリアからなるグループから選択された酸化物と組み合わせてなる断熱コーティング。
【００４９】
（２３）１５から５９．５ｍｏｌ％のＹ２Ｏ３と、０．５から４５ｍｏｌ％のＬａ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｔｂ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＣａＯ、Ｐｒ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｄｙ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｉｎ２Ｏ３、Ｓｃ２Ｏ３およびこれらの混合物からなるグループから選択された少なくとも１つの第１の酸化物とからなり、少なくとも４０ｍｏｌ％のジルコニア、ハフニアおよびセリアからなるグループから選択された酸化物と組み合わせてなる断熱コーティング。
【００５０】
（２４）９．０から２３．０ｍｏｌ％のＧｄ２Ｏ３と、０．５から５１．０ｍｏｌ％のＬａ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｔｂ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＣａＯ、Ｐｒ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｄｙ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｉｎ２Ｏ３、Ｓｃ２Ｏ３およびこれらの混合物からなるグループから選択された少なくとも１つの第１の酸化物とからなり、少なくとも４０ｍｏｌ％のジルコニア、ハフニアおよびセリアからなるグループから選択された酸化物と組み合わせてなる断熱コーティング。
【００５１】
本明細書において説明された種々の断熱コーティングは、柱状構造を有することを特徴としてもよい。
【００５２】
ガスタービンエンジンにおける部品として特に有用な物品が本発明にしたがって提供されてもよい。その物品は、金属基体と、基体に施された上記の断熱コーティングのうちの１つとを有してよい。断熱コーティングは基体の表面に直接施されても、金属基体の１つ以上の表面に堆積されたボンディングコートに施されてもよい。本発明の実施例のうちの１つによる断熱コーティングを堆積させるために、当業界で公知の適切な技術であればどれでも用いることができる。適切な技術には、電子ビーム物理蒸着、化学蒸着、減圧プラズマ溶射（ＬＰＰＳ）技術および拡散方式が含まれる。金属基体は、ニッケルベース超合金、コバルトベース超合金、鋼などの鉄合金、チタン合金、および銅合金のうちの１つからなるものが挙げられる。
【００５３】
ボンディングコートは、当業界で公知の適切なボンディングコートであればどれでもよい。例えば、ボンディングコートは、アルミニウム含有材料、アルミナイド、白金アルミナイド、７重量％のイットリアにより安定化されたジルコニアなどのセラミック材料、またはＭＣｒＡｌＹ材料から形成されてよい。ボンディングコートは、当業界で公知の適切ないずれかの方法を用いて基体上に形成されてよい。適切な方法には、減圧プラズマ溶射、電子ビーム物理蒸着、拡散方式、および化学蒸着が挙げられるが、これに限られない。必要であれば、外側表面に酸化スケール（酸化物スケール）を有してもよい。その酸化スケールは本質的にアルミナからなるものである。本発明の断熱コーティングは、当業界で公知の適切な技術を用いて酸化スケールに接着されてよい。
【００５４】
必要であれば、セラミック層が断熱コーティングに接着されてもよい。この付加的セラミック材料は、酸素の拡散を減少させ、腐食および磨耗抵抗性を付与し、および／または光放射率０．７を付与する材料からなるグループから選択されてよい。使用可能な高光放射率のセラミック材料の例として、アルミナおよびムライトが挙げられる。放射率が高いと、コーティングの熱い外側表面と、コーティングおよびＴＧＯ（Thermally Grown Oxide）間の比較的冷たい界面との温度差による内部放射（断熱コーティング材料自身の放射）によって断熱コーティングを通る熱伝達が減少する。これによって、ＴＧＯの温度、よってボンディングコートしいては合金の温度を下げる。従って、高い放射率は、ＴＢＣ（断熱コーティング）の断熱性を増加させる。付加的セラミック層は、断熱コーティングの外表面上に形成されてよい。
【００５５】
いくつかの実施例においては、物品はその表面上に酸物スケールを有し、本発明の断熱コーティングのうちの１つが当業界で公知の適切ないずれかの技術を用いて酸化スケール上に直接施されて接着される。適切な方法には、拡散方式、電子ビーム物理蒸着および／または化学蒸着技法が挙げられるが、これに限られない。その酸化スケールは実質的にアルミナからなる。
【００５６】
本発明の断熱コーティングはガスタービンエンジンへの適用のために開発されたが、例えば加熱炉や内燃エンジンなど、高温に曝される他の用途にも有用である。
【００５７】
次の実施例は、本発明のコーティングの利点を示すことを目的とする。
【実施例１】
【００５８】
２７．３ｍｏｌｅ％のＹ２Ｏ３と残余のＺｒＯ２とからなる混合物を理論上濃度９５％となるように冷却圧縮および焼結を行うことで各試料を製造した。試料ディスクは、０．６３５ｍｍ（０．０２５インチ）の厚みとされ、グラファイトがコーティングされた。比熱および熱拡散は、レーザーフラッシュ装置を用いて測定された。かさ密度は、試料の寸法および重量を正確に測定することによって決定された。１．９５Ｗ／ｍＫの熱伝導率の値は、６４８．９°Ｃ（１２００°Ｆ）で測定されたデータから、理論濃度に対して線形に修正されて、算出された。
【実施例２】
【００５９】
同様に、１６．７ｍｏｌｅ％のＹ２Ｏ３と、１６．７ｍｏｌｅ％のＧｄ２Ｏ３と、残余のＺｒＯ２とからなる混合物を理論上濃度９０．８％となるように冷却圧縮および焼結を行うことによって各試料が製造された。は、０．６３５ｍｍ（０．０２５インチ）厚の試料ディスクは、グラファイトがコーティングされ、レーザーフラッシュ装置を用いて測定された。試料の寸法および重量の正確な測定から、試料のかさ密度が決定された。１．３７Ｗ／ｍＫ平均の熱伝導率の値は、８７１．１°Ｃ（１６００°Ｆ）で測定されたデータから、理論濃度に対して線形に修正され、算出された。
【実施例３】
【００６０】
１９ｍｏｌｅ％のＳｍ２Ｏ３と、残余のＺｒＯ２とからなる平均組成によるコーティングが、アルミナディスク上に電子ビーム物理蒸着によって堆積された。熱拡散の高温測定は、レーザーフラッシュ装置で行われた。高温比熱値は、３３ｍｏｌｅ％のＳｍ２Ｏ３と残余のＺｒＯ２とからなるモノリシック試料の先に行った測定から推定された。試料の嵩密度はコーティング中のディスクの重量と厚みの変化と、その径から算出された。１．２６Ｗ／ｍＫ平均の熱伝導率の値は、７６０°Ｃ（１４００°Ｆ）で測定されたデータから、濃度に対する修正なしに、算出された。