(57)【要約】【課題】  発電用ガスタービンエンジンなどの過酷な熱・化学環境に暴露される合金部品用の二層ボンドコート及びその施工法。【解決手段】  本ボンドコートは、高速ガスフレーム（ＨＶＯＦ）溶射法で金属基材に施工した二層ボンドコートを含む。本発明のボンドコートは遮熱コーティング（ＴＢＣ）と共に使用できるが、単独のオーバーレイコーティングのような他の形態でもよい。本発明のボンドコートは、金属基材を酸化から保護する緻密な第一の内層（鉄基、ニッケル基、コバルト基合金など）と、粗さ、機械的コンプライアンス及びＴＢＣの接着性を高める多孔度の制御された第二の外層からなる。好ましくは、二層ボンドコートの低密度外層は金属粉体とポリエステルの混合物から形成され、機械的コンプライアンスを損なわずに多孔度を調整制御する。これらの層は基材との接着性を高め、皮膜系の総合寿命を向上させる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービンエンジンの金属部品用のコーティング系であって、
合金基材（１８）と、
合金基材（１８）に施工された二層ボンドコート（１０）であって、該ボンドコート（１０）が、アルミニウム又はクロムを含む１種以上の金属間化合物からなる第一の耐酸化層（１６）と、アルミニウム及び／又はクロムを含む１種以上の金属間化合物とポリエステルとの粉体ブレンドからなる第二の低密度層（１４）とを有し、上記第一及び第二の層が高速ガスフレーム（ＨＶＯＦ）溶射法で合金基材（１８）に施工される二層ボンドコート（１０）と、
遮熱セラミックを含んでなるトップ層（１２）と
を備えるコーティング系。
【請求項２】
第一の層（１６）の金属間化合物がＭＣｒＡｌＹ（式中、Ｍは鉄、コバルト又はニッケルである。）からなる、請求項１記載のコーティング系。
【請求項３】
第二の層（１４）の１種以上の金属間化合物がＭＣｒＡｌＹ（式中、Ｍは鉄、コバルト又はニッケルである。）からなる、請求項１記載のコーティング系。
【請求項４】
第二の層（１４）のポリエステルが金属間化合物の５〜２０重量％の量で存在する、請求項１記載のコーティング系。
【請求項５】
二層ボンドコート（１０）の全厚が約８〜２５ミルである、請求項１記載のコーティング系。
【請求項６】
第一の耐酸化層（１６）の厚さが約３〜１０ミルである、請求項１記載のコーティング系。
【請求項７】
第二の低密度層（１４）の厚さが約５〜１５ミルである、請求項１記載のコーティング系。
【請求項８】
ガスタービンエンジンの金属部品にボンドコート（１０）を形成する方法であって、
合金基材（１８）を用意する段階、
合金基材（１８）にボンドコート（１０）を施工する段階であって、アルミニウム又はクロムを含む１種以上の金属間化合物からなる第一の耐酸化層（１６）を高速ガスフレーム（ＨＶＯＦ）溶射法を用いて合金基材（１８）に施工し、次いでアルミニウム又はクロムを含む１種以上の金属間化合物とポリエステルとの粉体ブレンドからなる第二の低密度層（１４）をＨＶＯＦ法を用いて施工する段階、及び
ボンドコート（１０）上に遮熱セラミック（１２）を施工する段階
を含んでなる方法。
【請求項９】
前記第一及び第二の層内の粒子を拡散結合させるため、形成後のボンドコート（１０）を熱処理する段階をさらに含み、該熱処理でポリエステルが焼散して皮膜に細孔を生じる、請求項８記載の方法。
【請求項１０】
第二の低密度層（１４）が、金属間化合物と金属間化合物の５〜２０重量％の量のポリエステルとのブレンドを用いて形成される、請求項８記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高温ガス環境及び苛酷な作動条件に暴露されるガスタービンエンジンの作動部品のような合金部品用の保護皮膜に関する。さらに具体的には、本発明は、高速ガスフレーム（「ＨＶＯＦ」）溶射法を用いて金属基材に施工された二層ボンドコートを含む新規タイプの保護ボンドコートに関する。一実施形態では、本発明に係るボンドコートは遮熱コーティング（「ＴＢＣ」）と共に使用できる。ただし、本発明は単独のオーバーレイコーティングのような他の形態も取り得る。
【０００２】
本発明に係る例示的な二層ボンドコートは、金属基材を酸化から保護する緻密な第一の内層と、粗さを高めてＴＢＣとボンドコートとの接着を促す制御された多孔度を有する第二の外層とを含む。好ましくは、二層ボンドコートの第二の低密度層は、多孔度を所望レベルに制御・調整するため、金属粉体とポリエステルとの混合物から形成される。これらの層は共にボンドコートとＴＢＣとの接着性を向上させ、コーティング系の総合寿命を向上させる。
【０００３】
本発明は、二層ボンドコートを形成するための新規方法であって、該ボンドコートの両層をＨＶＯＦ溶射法で合金部品に施工する方法にも関する。後述の通り、ＨＶＯＦ法は、皮膜の多孔度を制御するためのポリエステル含有皮膜、特に金属基材に施工される多層ボンドコートの一部としての皮膜には従前用いられていない。
【０００４】
本発明は、ガスタービンエンジン部品での使用に特に適している。かかる部品の作動条件は熱的及び化学的に厳しくなることが知られているからである。必然的に、タービン、燃焼器及びオーグメンタの部品の製造に用いられる金属基材の表面は、過酷な高温ガス環境中で平均を上回る機械的強度、耐久性、耐酸化性及び耐エロージョン性を示さなければならない。
【背景技術】
【０００５】
近年、ガスタービン系において、タービン部品（特に動翼及び静翼）の金属基材上に設けられるベース皮膜に鉄基、ニッケル基及びコバルト基組成物の高温合金を導入することによって大幅な進歩が達成されている。例えば、従来のある種のコーティング系は、遮熱セラミックからなるトップ層（一般に遮熱コーティングもしくは「ＴＢＣ」と呼ばれる。）を、合金基材に付着させた耐環境性下層ボンドコートと共に含んでいる。大気プラズマ溶射（「ＡＰＳ」）法、真空プラズマ溶射（「ＶＰＳ」）法或いは電子ビーム物理気相成長（「ＥＢＰＶＤ」）法のような物理気相成長法で遮熱セラミック層を形成するため、イットリア（Ｙ２Ｏ３）、マグネシア（ＭｇＯ）その他の酸化物で部分的又は完全に安定化したジルコニア（ＺｒＯ２）のような金属酸化物が用いられてきた。本願出願人に譲渡された米国特許第５９８１０８８号（熱サイクル疲労特性を改善するためＥＢＰＶＤ法で堆積したイットリア安定化ジルコニアの使用について開示されている。）を参照されたい。併せて、米国特許第５８１７３７２号（遮熱コーティング系用ボンドコートの堆積法について記載されている。）、同第６１６５６２８号（金属系基材用保護コーティング及び関連方法について開示されている。）、同第６２７４２０１号（金属系基材用保護コーティング及び関連方法について開示されている。）及び同第６３６８６７２号（タービンエンジン部品用遮熱コーティング系の形成法について開示されている。）も参照されたい。
【０００６】
金属基材の有効なボンドコートの目標は二つある。第一に、コーティングはその下の基材を酸化、腐食及び劣化から保護する緻密な接着性保護層を形成しなければならない。第二に、コーティングはセラミック層の接着を促す役目を果たすべきである。溶射皮膜では、機械的かみ合わせが得られるように高度の表面粗さが必要とされるが、ＥＢＰＶＤによるＴＢＣでは、ＴＢＣ柱状晶が一様に成長するように格段に平滑な表面粗さが必要とされる。ボンド層は、通例、ＭＣｒＡｌＹ（式中、ＭはＮｉ、Ｃｏ又はＦｅのような金属を表す。）のような合金から形成される。ＥＢＰＶＤ法によるＴＢＣでは、アルミナイドボンドコートが多用される。ボンドコート組成の複雑さが増すにつれて、高い所要強度レベル（特に最高ガスタービン作動温度での）と満足すべきレベルの耐食性及び耐酸化性を同時に達成することは次第に難しくなっている。ガスタービン燃焼温度の高温化という最近の傾向から、酸化、腐食及び劣化の問題は一段と困難さを増している。
【０００７】
通例、従来の系で使用されるボンドコートは、ＭＣｒＡｌＹのような耐酸化性合金或いは耐酸化性金属間化合物を形成する拡散アルミナイド又は白金アルミナイドに基づくものであった。かかる組成物から形成される緻密な皮膜は、ボンドコートの最外面に基材に対する酸化障壁を形成することによってその下の合金を保護する。この酸化障壁は、通例、高温で生成する緻密な接着性酸化アルミニウム層（「アルミナスケール」とも呼ばれる。）である。酸化物スケールは、継続的な酸化からボンドコートを保護する。例えばプラズマ溶射セラミック層は、ボンドコートが比較的粗い表面を有していれば、ボンドコートによく接着する。ボンドコートの粗い表面は、ボンドコートミクロ組織とＴＢＣミクロ組織のかみ合わせを介して機械的接着性を高める。
【０００８】
こうした遮熱セラミック層と金属基材ボンドコートとの公知の関係に関しては、本願出願人の米国特許第５８１７３７２号（Ｚｈｅｎｇ）に記載されており、その開示内容は援用によって本明細書の内容の一部をなす。米国特許第５８１７３７２号には、遮熱セラミック層とボンドコートとの結合の強度及び健全性が往々にして使用した堆積法に依存することが記載されている。即ち、ボンドコートの構造及び物理的性質はその堆積法及び装置に依存する。
【０００９】
従来、ボンドコートはＡＰＳ法、ＶＰＳ法及びＨＶＯＦ法などの溶射法で施工されており、これらはいずれも金属粉体を用いてボンドコートを堆積させるものである。これらの技術で堆積させたボンドコートは成功裡に使用されてきたが、いずれも所望の用途によって一長一短がある。例えば、ＶＰＳ法では、堆積時に金属粒子の酸化がほとんど起こらず、そのため得られるボンドコートは緻密で酸化物含量が比較的少なく、連続した保護酸化物スケールに成長する固有の能力のために高い温度性能を示す。ＶＰＳ法は溶射粉体を融解するための熱容量が比較的低く、通例、非常に微細な粒度分布を有する粉体が使用される。その結果、ＶＰＳボンドコートは緻密であるが、比較的平滑な表面（通例２００〜３５０マイクロインチ（約４〜約９μｍ））を有する。そのため、プラズマ溶射セラミック層の多くはその下のＶＰＳボンドコートに十分に接着しない。米国特許第５８１７３７２号には、堆積プロセスで完全には融解しない粗粒粉体を使用して形成した粗さの向上したＶＰＳ皮膜が記載されている。
【００１０】
大気プラズマ溶射（ＡＰＳ）法は、比較的大きな粒子を融解できる高い熱容量を有し、ＶＰＳ法で形成されるものよりも幾分粗い表面のボンドコートを与える金属粉体が使用できる。そこで、ＡＰＳボンドコートの粗い表面によってＡＰＳボンドコートに対するセラミック層の接着性は通常向上する。かかる粉体の粒度分布も広く、大きな粒子間の隙間を微細粒子が部分的に埋めて多孔度を低下させるようにする。しかし、ＡＰＳ法で用いられる微細粒子は、溶射プロセスの際に酸化され易く、通例酸化物含有量の非常に高いボンドコートが得られる。封じ込められた酸化物及びＡＰＳ皮膜に用いられる大きな粒度は、皮膜の多孔度を高める傾向がある。その結果、ＡＰＳボンドコートは本質的に酸化物含有量が比較的高く、ＶＰＳボンドコートよりも密度が低いため、ＶＰＳボンドコートよりも酸化され易くなる。
【００１１】
ボンドコートの施工に用いられてきた従来法は、大きくは次の３つに分類される。（１）ＡＰＳ法、ＶＰＳ法又はＨＶＯＦ法で形成される完全に緻密な皮膜、（２）ＡＰＳ法で形成される完全に多孔質の皮膜、及び（３）緻密な皮膜に続いて１以上の多孔質層を含む二層皮膜である。二層皮膜は２つの異なるプロセス（典型的には、緻密層のためのＨＶＯＦ又はＶＰＳと多孔質層のためのＡＰＳ）で形成されることが多い。二層構造は、表面粗さ又は多孔度の高い外層が生ずるように粒度及び／又は溶射パラメーターを変更することによって形成することもできる。上述の通り、これまで緻密層と多孔質層の両者の形成にＨＶＯＦ法が使用されたことはなかった。
【００１２】
二層ボンドコートの形成に２つの異なる溶射法を使用することは、製造プロセスに不要な複雑さをもたらす。通例、公知のＨＶＯＦ／ＡＰＳ二層皮膜では、ＨＶＯＦ層を施工した後の中間処理として真空熱処理が必要とされる。上述の米国特許第５８１７３７２号には、かかる二層ボンドコート系の一つで、表面粗さを高めるため異なる粉体粒度を利用した２つのＨＶＯＦ層からなるものが記載されている。しかし、外層は最大密度に近く、多孔性の高い皮膜層でみられる機械的利点に欠ける。今回、二層皮膜の緻密層及び多孔質層双方の施工に単一のＨＶＯＦ装置を使用すると、製造プロセスを大幅に簡略化でき、サイクル時間の短縮によってコスト削減にもつながることが判明した。サイクル時間の短縮は、米国特許第５８１７３７２号に記載のＨＶＯＦ法の中間真空熱処理をなくすことによっても達成できる。
【００１３】
従来の幾つかの大気プラズマ溶射コーティングでは、多孔度を調整・制御するため（例えばアブレイダブル皮膜を生じさせるため）、逃散性充填材としてポリエステル粉体が使用されてきたが、二層ＨＶＯＦボンドコートに多孔性を生じさせるためポリエステル充填材を使用することは従前知られていない。ＨＶＯＦ技術で堆積させたボンドコートは、ＨＶＯＦプロセスの溶射温度が比較的低いため粉体の粒度分布に非常に鋭敏であることが知られている。したがって、通常は、粒度分布の非常に狭い粉体に合わせて溶射パラメーターを調整しなければならない。さらに、ＨＶＯＦ法を用いて有効なボンドコートを形成するには、適度な表面粗さが得られるように粗粒粉体を使用しなければならない。しかし、低いＨＶＯＦ温度パラメーターでは粗粒粒子を十分に融解できないので、粗粒粉体から形成したＨＶＯＦボンドコートは高い多孔度を示すとともに粒子間の結着性に乏しいのが通例である。微細粉体から形成したＨＶＯＦ皮膜は緻密度は高いが、ＴＢＣとの良好な接着性を得るための十分な粗さに欠ける。
【特許文献１】米国特許第５９８１０８８号明細書
【特許文献２】米国特許第５８１７３７２号明細書
【特許文献３】米国特許第６１６５６２８号明細書
【特許文献４】米国特許第６２７４２０１号明細書
【特許文献５】米国特許第６３６８６７２号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
このように、ボンドコートに関しては、ＴＢＣと併用される幾つかの二層皮膜を始め、進展がみられるものの、ガスタービンエンジンの高温環境に暴露される合金部品の改良保護皮膜に対するニーズが依然として存在する。また、高温での過酷な条件に暴露される主要タービン部品にかかるコーティングを施工するための改良法に対するニーズも存在する。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、ガスタービンエンジンの高温ガス流路にみられる静翼、動翼、シュラウド、翼形部その他の部品のような過酷な環境で使用される合金部品で遮熱コーティングと共に用いられる新規ボンドコートを提供する。本発明に係るボンドコートは、燃焼器を始めとする、ガスタービンの「ホットセクション」の部品に施工できる。本発明の方法は、航空機エンジンのオーグメンタ部品のような他の環境にも使用できる。そこで、この皮膜は工業用ガスタービンでの使用に限定されず、ディーゼル機関その他の内燃機関の所定の部品に施工することもできる。本発明は通常は遮熱コーティング（「ＴＢＣ」）と共に用いられるボンドコートを形成するが、単独の金属オーバーレイコーティング（つまり、セラミックトップ層のないもの）の形成にも使用できる。
【００１６】
上述の通り、本発明に係る改良ボンドコートは、好ましくはいずれもＨＶＯＦ溶射法で施工した二層ボンドコートを用いて形成される。二層皮膜は、金属基材を酸化から保護する緻密な内層と、粗さを高め、機械的コンプライアンス、強度又は安定性を損なわずにボンドコートの延性を向上させる役目を果たす多孔度の制御された外層とからなる。今回、金属粉体とポリエステルとの混合物をＨＶＯＦ法で溶射することによって多孔度の制御された第二のＨＶＯＦ外層を形成できるという予想外の知見が得られた。
【００１７】
本発明は、基材への酸素の侵入を防止する高密度材料層、ＴＢＣなどとの接着性を高める高度の粗さ、及び良好な機械的コンプライアンスのための制御された多孔度という、ＴＢＣ系と共に用いられるボンドコートの望ましい３つの属性を達成する。かかる属性を有する二層ボンドコートを形成するためＨＶＯＦ法とＡＰＳ法とを用いる現行技術は、製造途中に加工法を切り換える必要があるだけでなく、ＨＶＯＦ層の施工後に中間熱処理を行う必要があるので、「製造し易い」とはいえない。したがって、単一の溶射法で緻密な内層と多孔質外層を形成し、これらの二層をＨＶＯＦ法で施工した後に熱処理を実施すれば、製造プロセスの大幅な簡略化とコスト削減がなされ、最終製品の機械的性質が向上する。
【００１８】
本発明に係るボンドコート系は、耐酸化性が向上し、ガスタービンエンジンのサイクル寿命が延びることも判明した。本発明に係る例示的な二層皮膜は、両ＨＶＯＦ層の完成後に熱処理することができ、製造プロセスが簡略化され、コストを削減できる。その結果、本発明は、既存のＨＶＯＦ／ＡＰＳ系よりも簡単でコスト効率の高いＨＶＯＦ加工だけで形成される有効な二層ボンドコートを提供する。
【００１９】
本発明のその他の目的及び利点は、以下の詳しい説明から明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
上述の通り、本発明に係る二層ボンドコートは第一の緻密な内層と第二の粗い多孔質外層とを含み、両層共にＨＶＯＦ法で形成される。ＨＶＯＦ法は、非常に緻密な皮膜を形成できるので、ボンドコート内層のみに用いられるのが通常である。本発明では、金属粉体とポリエステル粉体との粉体ブレンドの溶射によってＨＶＯＦ最外層に多孔性を生じさせる。ポリエステル約５〜１５重量％（ブレンドの全重量を基準）を含むブレンドについて具体的に評価したが、本発明では、粉体粒度を調整し、溶射時にポリエステルの流れと分布を補助する添加剤を配合することによって、皮膜に導入されるポリエステル量を最大約２０％とすることができる。かかる添加剤は、ＭＣｒＡｌＹ（例えば、ＮｉＣｒＡｌＹ）中でのポリエステルの分散性を向上させ、塊形成を防止する。ポリエステルの分散性の向上は、通常の磨砕ミル内でコーティング成分を予備混合（ドライブレンド）すること、噴霧乾燥すること、或いは角ばった形状のポリエステル粉体を使用することによっても達成できる。かかる技術は、ポリエステルとＭＣｒＡｌＹの完全な混合を促して、基材に皮膜を施工する際にポリエステルを均一に分散させる。かかる混合は、溶射時の流れ特性も向上させる。
【００２１】
ＨＶＯＦ最外層において所望レベルの多孔度を設定するためのポリエステルの使用に加えて、本発明では最外層における多孔度の調節を達成するため他の成分を使用することも考えられる。かかる成分としては、炭素粉体或いはその他の線状ポリマー又はプラスチック（例えば、ポリエチレン、ポリスチレン又はナイロン）が挙げられる。
【実施例】
【００２２】
実施例１
ＴＡＦＡ社製のＪＰ５０００  ＨＶＯＦ装置を用いて、本発明に従って二層皮膜を形成した。最初に、Ｐｒａｘａｉｒ  Ｐｏｗｄｅｒ  Ｎｏ．Ｎｉ２１１−１７（Ｂａｌ−Ｎｉ−２２Ｃｒ−１０Ａｌ−１Ｙ）を用いたＮｉＣｒＡｌＹの第一緻密層をＩＮ７１８基材（５２Ｎｉ−１９Ｆｅ−１９Ｃｒ−５Ｎｂ−３Ｍｏ−１Ｔｉ）にＨＶＯＦ法を用いて施工した。
【００２３】
次いで、ＮｉＣｒＡｌＹ（Ｎｉ２１１−１７）とポリエステル粉体（Ｍｅｔｃｏ  ６００ＮＳ粉体）との混合物を溶射して第二の多孔質層を形成した。Ｍｅｔｃｏ  ６００ＮＳ、Ｎｉ２１１及びＩＮ７１８は市販の材料である。ＨＶＯＦ法を用いて第二の皮膜を溶射した後、金属組織学的切片を作成して評価した。検査の結果、外層は緻密な内層に比べて多孔度が増大していることが確認された。定量的画像分析を用いて、外層中の多孔度が全層体積の約３〜４％であることが判明した。
【００２４】
続く実験で、比率の異なるＮｉＣｒＡｌＹ／ポリエステル混合物を評価した。５、９及び１５重量％のポリエステルを含むブレンドを調製し、金属組織学的検査及び炉サイクル試験によって評価した。比較のため、従来のＨＶＯＦ／ＡＰＳ二層からなる基準系も作成した。各種試験皮膜に関する比較金属組織学的検査の結果を図１〜図５に示す。
【００２５】
図１は、ＨＶＯＦ法を用いて基材に施工した本発明に係る例示的な二層皮膜系を示す。基材に施工された皮膜全体は、遮熱セラミック層１２と、緻密なボンドコート１６上に多孔質ボンドコート１４を設けた二層ボンドコート１０を含んでいる。二層皮膜自体は、タービン動翼の基材をなす合金基材１８上に設けられる。好ましくは、多孔質ボンドコート１４は約３〜１０ミルの厚さを有し、緻密なボンドコート１６は約５〜１５ミルの厚さを有し、二層ボンドコート１０の厚さは８〜２５ミルの範囲内にある。
【００２６】
図２〜図５は、本発明の様々な実施形態を示し、ＨＶＯＦ溶射法を用いて施工される第二の多孔質層に含まれるポリエステルの量を変えたものである。これら様々な実施形態の断面の顕微鏡写真は、下から上に向かって同じ積層構造を示すが、様々な実施形態の（低密度）外層に含まれるポリエステル量が異なる。、図２〜図５において、ベースとなる金属基材はそれぞれ符号２０、３０、４０及び５０で示す。図２〜図５において、第一の緻密なＨＶＯＦ層（耐酸化性を与える）はそれぞれ符号２１、３１、４１及び５１で示し、第二の多孔質層（ポリエステル量がこと杏里、制御された密度を有する）はそれぞれ符号２２、３２、４２及び５２で示し、トップの遮熱セラミック層はそれぞれ符号２３、３３、４３及び５３で示す。
【００２７】
タービンエンジンの高温部品の場合、基材１８は鉄基、ニッケル基又はコバルト基合金から形成できるが、他の高温材料を使用することも可能である。セラミック層１２は、大気プラズマ溶射法又は真空プラズマ溶射法（減圧プラズマ溶射（ＬＰＰＳ）法ともいう。）のようなプラズマ溶射技術で堆積させることができる。上述の通り、セラミック層１２用の好ましい材料はイットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）であるが、マグネシア（ＭｇＯ）、セリア（ＣｅＯ２）又はスカンジア（Ｓｃ２Ｏ３）のような他の酸化物で安定化したジルコニアを始めとする他のセラミック材料も使用できる。
【００２８】
図１〜図５に示すボンドコートは、プラズマ溶射セラミック層１３をボンドコートにさらに強固に接着させながら、下方の基材を酸化から保護できる耐酸化性をもつ。さらに、かかるボンドコートは十分に緻密であるが、酸化物レベルが比較的低いので基材の酸化をさらに抑制する。
【００２９】
以下の表１は、本発明に係る各種のＨＶＯＦ／ポリエステルボンドコートを対比して評価した結果を示す。この表には、本発明の改良二層ボンドコートを有するＴＢＣ系で実施した炉サイクル試験（ＦＣＴ）の結果を、ＨＶＯＦ／ＡＰＳ二層皮膜系の「基準」と対比して示す。これらの系はボンドコートの施工法の点で異なるが、ＴＢＣ部分はすべての系で一定である。ＦＣＴ試験は酸化性の熱サイクル試験である。試験は、自動昇降装置を備えた底部装入式の空気炉内で実施される。自動昇降装置は試験片を高温域に上昇、又は冷却ステーションに降下させ、冷却ステーションでは複数のファンで室温の空気を試験片に吹き付ける。典型的なサイクルは、約１０分間の昇温、２０００°Ｆの設定試験温度で４５分間保持、及び試験片を４００°Ｆ未満に冷却する１０分間の強制空気冷却からなる。ＴＢＣの剥落について試験片を毎日１回検査し、剥落が表面積の２０％を超えたときに試験を中止するか、又は設定サイクル後に試験を中止する。
【００３０】
ＨＶＯＦ二層系の試験の結果、９％のポリエステルを含む系は基準系とほぼ同等であることが実証された。この系はＮ５上で６２０サイクルを超える寿命を有しており、ＦＣＴ試験は６２０サイクルで中止したが、ＧＴＤ１１１基材上では４２０サイクルの寿命を有していた。この試験からはＨＶＯＦ二層が基準系よりも明らかに優れているとはいえないが、この系にはさらに改良及び改善できる大きな可能性があることを示している。さらに、単一のプロセス（ＨＶＯＦ法）で緻密層と多孔質層を施工することで加工が簡略化されるという利点は、本発明と従来のボンドコート系との重要な相違点の一つである。
【００３１】
【表１】
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【００３２】
以上、現時点で最も実用的で好ましいと考えられる実施形態に関して本発明を説明してきたが、本発明は開示した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の技術的思想及び技術的範囲に含まれる様々な変更及び均等な構成も包含する。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】金属基材（高圧ガスタービン動翼など）の断面図であり、本発明に従って両層共にＨＶＯＦ堆積法を用いて施工した二層ポンド皮膜の例を示す。
【図２】第一の層をＨＶＯＦ溶射法で施工し、第二の層をＡＰＳ法で施工する従来技術で金属基材に施工した従来の二層ボンドコート（「基準」という語で示す。）の断面を示す顕微鏡写真。
【図３】二層ボンドコートの両層共にＨＶＯＦ溶射法を用いて施工した本発明に係る二層ボンドコートの第二の実施形態の断面を示す顕微鏡写真であり、上層は約５重量％のポリエステルを含む。
【図４】二層ボンドコートの両層共にＨＶＯＦ溶射法を用いて施工した本発明に係る二層ボンドコートの第三の実施形態の断面を示す顕微鏡写真であり、上層は約１５重量％のポリエステルを含む。
【図５】二層ボンドコートの両層共にＨＶＯＦ法を用いて施工した本発明に係る二層ボンドコートの第四の実施形態の断面を示す顕微鏡写真であり、上層は約９重量％のポリエステルを含む。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【外国語明細書】
2005330586000001.pdf