(57)【要約】【課題】衝撃損傷、亀裂伝搬、コーティング破砕などに抵抗するバリアコーティングを提供する。【解決手段】基板用の強化コーティングは、基板の表面に結合されたボンドコート層と、ボンドコート層に結合された中間層と、中間層に結合された補強層とを含み、補強層は、補強層において実質的な平面位置に配設された繊維メッシュ織物を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板用の強化コーティングであって、
前記基板の表面に結合されたボンドコート層と、
前記ボンドコート層に結合された中間層と、
前記中間層に結合された補強層とを備え、前記補強層は、前記補強層において実質的な平面位置に配設された繊維メッシュ織物を備える強化コーティング。
【請求項２】
前記補強層に結合されたさらなる補強層をさらに備え、前記さらなる補強層は、前記さらなる補強層において実質的な平面位置に配設されたさらなる繊維メッシュ織物を備える、請求項１記載の強化コーティング。
【請求項３】
前記中間層は、２つ以上の個別の層を備える、請求項１記載の強化コーティング。
【請求項４】
前記繊維メッシュ織物は、平織りに形成された複数の個々の繊維を備える、請求項１記載の強化コーティング。
【請求項５】
前記繊維メッシュ織物は、しゅす織りに形成された複数の個々の繊維を備える、請求項１記載の強化コーティング。
【請求項６】
前記繊維メッシュ織物は、綾織りに形成された複数の個々の繊維を備える、請求項１記載の強化コーティング。
【請求項７】
前記複数の個々の繊維の各々は、直径が約３マイクロメートルから約１０マイクロメートルである、請求項４記載の強化コーティング。
【請求項８】
前記繊維メッシュ織物は複数の繊維束を備える、請求項１記載の強化コーティング。
【請求項９】
前記複数の繊維束の各繊維束は、直径が約１５マイクロメートルから約５０マイクロメートルである、請求項８記載の強化コーティング。
【請求項１０】
前記繊維メッシュ織物は、アルミナ、ジルコニア、チタニア、酸化マグネシウム、ムライト、スピネル、炭化ケイ素、炭化ホウ素、炭化チタン、窒化ケイ素、窒化ホウ素、アルミニウム化ニッケル、アルミニウム化チタン、および二ケイ化モリブデンから成る群から選択される材料の複数の繊維を備える、請求項１記載の強化コーティング。
【請求項１１】
前記補強層は、ＲＥ2ＳｉＯ5の一般組成を有する材料をさらに備え、前記材料と前記繊維メッシュ織物は結合されてマトリックスを形成する、請求項１記載の強化コーティング。
【請求項１２】
前記中間層は、ＲＥ2Ｓｉ2Ｏ7の一般組成を有する材料を備える、請求項１記載の強化コーティング。
【請求項１３】
基板上に強化コーティングを形成する方法であって、
前記基板の表面上にボンドコート層を結合することと、
前記ボンドコート層に中間層を結合することと、
前記中間層の表面上で実質的な平面位置に繊維メッシュ織物を配設することと、
前記中間層上に強化コーティング材料を配設し、前記繊維メッシュ織物が埋め込まれた補強層を形成することとを含む方法。
【請求項１４】
複数の個々の繊維を織って前記繊維メッシュ織物を形成することをさらに含む、請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
複数の繊維束を織って前記繊維メッシュ織物を形成することをさらに含む、請求項１３記載の方法。
【請求項１６】
プラズマ溶射、高速プラズマ溶射、低圧プラズマ溶射、溶液プラズマ溶射、懸濁液プラズマ溶射、化学蒸着、電子ビーム物理蒸着、ゾルゲル法、スパッタリング、浸漬、噴霧、テープ成形、圧延、および塗装から成る群から前記ボンドコート層、前記中間層、および前記補強層の少なくとも１つが形成される、請求項１３記載の方法。
【請求項１７】
前記補強層の表面上で実質的な平面位置にさらなる繊維メッシュ織物を配設することと、前記補強層上にさらなる強化コーティング材料を配設し、前記さらなる繊維メッシュ織物が埋め込まれたさらなる補強層を形成することとをさらに含む、請求項１３記載の方法。
【請求項１８】
ガスタービンエンジンの構成部材であって、
外面を有する基板材料と、
前記外面の少なくとも一部に結合された強化コーティングとを備え、前記強化コーティングは、
前記外面に結合されたボンドコート層と、
前記ボンドコート層に結合された中間層と、
前記中間層に結合された補強層とを備え、前記補強層は、前記補強層において実質的な平面位置に配設された繊維メッシュ織物を備える構成部材。
【請求項１９】
前記補強層は、前記補強層に結合されたさらなる補強層をさらに備え、前記さらなる補強層は、前記さらなる補強層において実質的な平面位置に配設されたさらなる繊維メッシュ織物を備える、請求項１８記載の構成部材。
【請求項２０】
前記繊維メッシュ織物は、複数の個々の繊維および複数の繊維束から成る群から形成される、請求項１８記載の構成部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書で開示する主題は、強化コーティングに関し、特に基板を保護するための強化バリアコーティングに関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえばガスタービンエンジンなどの高温機械的システムの各構成部材は過酷な環境で動作しなければならない。そのような高温機械的システムの各構成部材は、ＮｉまたはＣｏ系の超合金基板を含むことがある。通常、遮熱コーティング（ＴＢＣ）によって基板を被覆し、表面温度を低下させることができる。遮熱コーティングは、断熱セラミックトップコートを含んでもよく、下方の金属ボンドコートによって基板に結合される。
【０００３】
しかし、効率を向上させ排気を低減させることが望まれているので、入口温度のより高い高度なガスタービンエンジンの開発が引き続き推進されている。場合によっては、このため、超合金基板がシリコン系のセラミック基板またはセラミックマトリックス複合材料（ＣＭＣ）基板と置き換えられることがある。シリコン系のセラミクスまたはＣＭＣは、優れた高温機械的特性、物理的特性および化学的特性を有し、それによって、ガスタービンエンジンは、超合金構成部材を有するガスタービンエンジンよりも高温で動作することができる。したがって、このようなガスタービンエンジンは、従来のＴＢＣを必要としない場合がある。しかし、このような基板は、燃焼環境において水蒸気によってシリカが揮発するために急激に後退することがある。したがって、シリコン系のセラミック基板およびＣＭＣ基板は、基板を水蒸気による浸食から保護する環境バリアコーティング（ＥＢＣ）によってコーティングされてもよい。さらに、ＥＢＣは、基板を断熱することができ、さらなるＴＢＣをＥＢＣの上方に設けてシリコン系のセラミック基板またはＣＭＣ基板をさらに断熱してもよい。
【０００４】
コーティングは、水蒸気および／または極端な温度による後退に抵抗するが、それにもかかわらず燃焼残渣などの異物の影響による損傷を受ける可能性がある。コーティングに亀裂を生じさせる損傷は、構成部材基板とコーティングとの間の界面まで伝搬することがある。これによって、一般に、コーティングが破砕され、構成部材基板が保護されなくなる恐れがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１０／０１２９６７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、同じく衝撃損傷、亀裂伝搬、コーティング破砕などに抵抗する環境コーティングまたは熱コーティングなどのバリアコーティングを提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様によれば、基板用の強化コーティングは、基板の表面に結合されたボンドコート層と、ボンドコート層に結合された中間層と、中間層に結合された補強層とを備え、補強層は、補強層において実質的な平面位置に配設された繊維メッシュ織物を備える。
【０００８】
本発明の別の態様によれば、ガスタービンエンジンの構成部材は、外面を有する基板材料と、外面の少なくとも一部に結合された強化コーティングとを備え、強化コーティングは、基板の表面に結合されたボンドコート層と、ボンドコート層に結合された中間層と、中間層に結合された補強層とを備え、補強層は、補強層において実質的な平面位置に配設された繊維メッシュ織物を備える。
【０００９】
本発明のさらに別の態様によれば、基板上に強化コーティングを形成する方法は、基板の表面上にボンドコート層を結合することと、ボンドコート層に中間層を結合することと、中間層の表面上で実質的な平面位置に繊維メッシュ織物を配設することと、中間層上に強化コーティング材料を配設し、繊維メッシュ織物が埋め込まれた補強層を形成することとを含む。
【００１０】
これらの利点および特徴ならびにその他の利点および特徴は、以下の説明を図面に関連付けて読むことによって明らかになろう。
【００１１】
本発明とみなされる主題は、明細書の最後に記載された特許請求の範囲で特に指摘され明確に請求される。本発明の上記の特徴および利点ならびにその他の特徴および利点は、以下の詳細な説明を添付の図面に関連付けて検討することによって明らかになろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本明細書の説明による強化コーティングの一実施形態の概略断面図である。
【図２】異物からの衝撃によって損傷した従来のバリアコーティングの概略断面図である。
【図３】図２と同様の異物からの衝撃によって損傷した本明細書の説明による強化コーティングの一実施形態の概略断面図である。
【図４】本明細書の説明による強化コーティングの一実施形態の概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
詳細な説明では、本明細書の各実施形態について、利点および特徴と一緒に、一例として図面を参照して説明する。
【００１４】
本明細書では、強化コーティングおよび強化コーティングを製造する方法を開示する。特に、本明細書では、それぞれ超合金基板またはセラミックマトリックス複合材料（ＣＭＣ）基板を保護するための環境バリアコーティング（ＥＢＣ）または遮熱コーティング（ＴＢＣ）などの強化バリアコーティングを開示する。本明細書で説明する強化バリアコーティングは、本明細書で説明する強化が施されない従来のＥＢＣおよびＴＢＣと比べて衝撃抵抗が向上するように構成される。強化コーティングは、基板上に配設される任意の保護コーティングの衝撃抵抗を改善するのに有用であることがあり、ＥＢＣおよびＴＢＣとして特に有用である。したがって、説明を容易にするために、コーティングを有さない基板または代表的なＥＢＣおよびＴＢＣのような従来の保護コーティングを有する基板と比べて衝撃抵抗が向上するという利点を有する任意の基板にこの強化コーティングが適用可能であってよいことを理解されたい。
【００１５】
図１は、強化コーティング１００の例示的な実施形態の断面図を概略的に示す。強化コーティング１００は、基板１０２上に配設された５つの層を備える。別の実施形態において、強化コーティングが含む層の数は５つより多くてもあるいは少なくてもよい。たとえば、強化コーティング１００は、制限なしに約２個から約１０個、特に約３個から約７個の層を含んでもよい。基板１０２上にボンドコート層１０４が配設されている。ボンドコート層１０４の上方に中間層１０６が配設されている。この実施形態において、中間層１０６は、互いに同じであってもあるいは異なっていてもよい３つの別個の層を含む。別の実施形態において、中間層が備える層の数は３つより多くてもあるいは少なくてもよい。中間層１０６の上方に補強層１０８が配設されている。別の実施形態において、強化コーティング１００は、２つの補強層、すなわち、中間層上に配設された第１の補強層と第１の補強層上に配設された第２の補強層とを含んでもよい。２つの補強層は互いに同じであってもあるいは異なっていてもよい。この最も外側の補強層（または複数のそのような補強層）１０８が、強化コーティング１００の衝撃抵抗を強化する。補強層１０８は、コーティングの衝撃抵抗を向上させ亀裂伝搬を実質的にそらすように補強層の材料内に埋め込まれた複数の繊維織物１１０を含む。
【００１６】
一時的に図２を参照する。従来のＥＢＣなどの本コーティング２００が基板２０２上に配設されるように示されている。コーティング２００は４つの層を含み、このうちの第１の層は、基板２０２に接触するボンドコート層２０４である。ボンドコート層２０４上に中間層２０６が配設され、中間層２０６上に２つの耐後退性層２０８が配設されている。従来のＥＢＣの頂部耐後退性層は、剛性および脆性を有する傾向がある。したがって、頂部耐後退性層は、高速に動く異物がこれらの層に衝突したときに衝撃の運動エネルギーを下方の層に伝達する可能性がある。コーティング２００に対する衝撃の方向は、矢印２１０によって、コーティング表面に対して実質的に垂直であるように示されている。衝撃による損傷のゾーンは、領域２１２に示されている。図に見られるように、損傷ゾーンは、最初、剛性および脆性を有する耐後退性層２０８に衝撃が加えられた後、層２０８の下方のコーティングの各層を下方に移動する。亀裂は、コーティング２００内を伝搬するにつれて外側にも放射状に広がり、それによって、損傷が最初の衝撃点からコーティング内を下降して基板２０２の方へ向うにつれて水平方向および垂直方向の損傷の幅が大きくなっていく。衝撃によってコーティングの一部が欠けるかまたは破砕された場合、基板が過酷な環境にさらされ、それによって構成部材の寿命が短くなる恐れがある。
【００１７】
比較として、図３は、基板３０２上に配設された強化コーティング３００の例示的な実施形態を示す。強化コーティング３００は４つの層を含み、そのうちの第１の層は、基板３０２に接触するボンドコート層３０４である。ボンドコート層３０４上に中間層３０６が配設され、中間層３０６上に耐後退性層３０８が配設されている。耐後退性層３０８上に補強層３１０が配設されている。別の実施形態において、コーティングは、２つの補強層を含んでもよく、耐後退性層３０８も本明細書で説明するように強化される。補強層３１０は、たとえば耐後退性材料であってもよいコーティング材料にメッシュ織物３１２が埋め込まれており、以下により詳しく説明するように、メッシュ織物３１２は、強化コーティングの１つまたは複数の最外層３００を補強する。メッシュ織物３１２は、高温（たとえば、約２４００°Ｆ（１３１５．５５６℃）以上）においてコーティング材料自体よりも耐酸化性が高くかつ機械的強度の保持に優れている繊維で形成されてよく、それによって、従来のバリアコーティングに存在しない強化コーティング３００の重要な要素が得られる。強化メッシュ織物は、コーティングの衝撃抵抗を向上させる。図３に示すように、燃焼残渣などから衝撃が生じると、衝撃の運動エネルギーが、３１４として指定される領域によって示されるように、補強層３１０のコーティング材料とメッシュ織物３１２の両方によって吸収される。このエネルギーが吸収されることによって、場合によっては、補強層マトリックスに亀裂が生じ、メッシュ織物３１２の繊維が破断するか、または繊維とマトリックスが界面において剥離する可能性がある。しかし、亀裂が強化コーティング３００のすべての層を通過するわけではなく、その代わり、メッシュ繊維織物の長さに沿って実質的に水平方向にそれる。なお、基板は、コーティングされたままであり、強化コーティングの損傷していない層によって引き続き保護される。１つまたは複数の補強層は基本的に、衝撃の運動エネルギーを分散させ、運動エネルギーが実質的にそれてコーティングの内部層に進入するのを防止し、それによってコーティングの完全性をよりうまく維持する効果を有する。
【００１８】
次に再び図１を参照して、強化コーティングについてより詳しく検討する。補強層１０８は、強化コーティング１００の最外層であり、１つまたは複数の補強層を含まない従来のコーティングに勝る改善された機械的強度および衝撃抵抗をコーティングにもたらすように構成されている。補強層１０８は複数の繊維１１０を含む。複数の繊維１１０は、補強層１０８の材料内に配設されており、繊維とコーティング材料の組合せがマトリックスを形成する。繊維は、耐酸化性が高く、高温環境において機械的強度を保持することのできる材料で形成されている。補強層に使用できる例示的な繊維には、制限なしに、単一酸化物、単一炭化物、単一窒化物、金属間化合物、またはそれらの組合せなどを含めてもよい。例示的な酸化物には、制限なしに、アルミナ、ジルコニア、チタニア、酸化マグネシウム、ムライト、スピネルなどを含めてもよい。例示的な炭化物には、制限なしに、炭化ケイ素、炭化ホウ素、炭化チタンなどを含めてもよい。例示的な窒化物には、制限なしに、窒化ケイ素、窒化ホウ素などを含めてもよい。例示的な金属間化合物には、制限なしに、アルミニウム化ニッケル、アルミニウム化チタン、二ケイ化モリブデンなどを含めてもよい。通常、たとえばアルミナ、ムライト、イットリウムアルミニウムガーネットなどの多結晶酸化物繊維は、融点が高く、約２４００°Ｆ（１３１５．５５６℃）よりも低い温度で機械的強度を保持するが、これらの繊維の単結晶形態は、２４００°Ｆよりも高い温度で優れたクリープ抵抗を示す。このことは、特にガスタービンエンジンなどのエンジン用途で使用される、ＥＢＣおよびＴＢＣなどのバリアコーティングに望ましい。
【００１９】
繊維は、１つまたは複数の補強層に容易に埋め込まれるように十分に小さい直径を有する。一実施形態において、複数の繊維１１０の各繊維は、直径が約３マイクロメートルから約１０マイクロメートルであってもよい。ある実施形態において、繊維をまず、補強層１０８に組み込む前に結束してもよい。繊維の各束は、直径が約１５マイクロフィートから約５０マイクロフィートであってもよい。補強層１０８内の複数の繊維を層内に強化メッシュを形成するように織る。繊維は、平織りされても、しゅす織りされても、綾織りされても、またはそれらの織り方を組み合わせて織られてもよい。メッシュ織物４００の例示的な実施形態を図４に示す。図４には、繊維メッシュ織物４００が埋め込まれた補強層４０２の斜視図が示されている。繊維メッシュ織物４００は、補強層４０２内に実質的な平面位置に埋め込まれている。繊維束の織り設計と、繊維束が補強層内の実質的な平面位置に配置されることによって、有利なことに、補強層に対する衝撃が水平方向に緩和され、１つまたは複数の補強層の下方に配設された層への損傷が実質的に軽減され、それによってコーティング全体の寿命が改善される。繊維メッシュ織物と補強層コーティング材料は界面の所でさらに結合してマトリックスを形成し、この界面結合は補強コーティングの衝撃抵抗をさらに向上させる。
【００２０】
補強層コーティング材料は、高温環境における耐酸化性および／または耐熱性をもたらすとともに、コーティングにあるレベルの機械的完全性を付与するように構成された任意の材料であってもよい。補強層コーティング材料はまた、繊維メッシュ織物に適合する材料でなくてはならず、したがって、補強層コーティング材料と繊維メッシュ織物は化学的に不活性であり、補強層コーティング材料および繊維メッシュ織物に繊維メッシュ織物を埋め込んでもよい。一実施形態では、補強層１０８は、ＲＥ2ＳｉＯ5の一般組成を有するＹ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｔｈ、Ｙｂ、および／またはＬｕを含むがそれらに限らない少なくとも１つの希土類（ＲＥ）ケイ酸塩を有するコーティング材料を含んでもよい。補強層１０８のコーティング材料は、中間層、または中間層が存在しない場合にはボンドコート層のようなあらゆる下方の層に化学的に適合している。例示的な実施形態において、補強層１０８のコーティング材料は、高い耐後退性を有する。たとえば、補強層１０８では、Ｙ2ＳｉＯ5がＹ2Ｓｉ2Ｏ7外面を含む中間層１０６に塗布されるかまたは中間層１０６上に配設されてもよい。当業者には、補強層、耐後退性層、およびその間の他のあらゆる中間層が、１つまたは複数の希土類金属を含む任意の適切な材料を含んでもよいことが明らかであり、かつ本明細書の教示によって明らかになろう。
【００２１】
一実施形態において、繊維メッシュ織物を補強層の頂部層または最外層、この場合は中間層１０６上に繊維メッシュ織物を配置してもよい。次いで、補強コーティング材料を中間層１０６に一様に塗布するかまたは中間層１０６上に一様に配設し、それによってワイヤメッシュ織物をコーティングし、ワイヤメッシュ織物を中間層１０６に埋め込んでもよい。補強層１０８は厚さが約０．５ミル（０．０１２７ｍｍ）から約２．０ミル（０．０５０８ｍｍ）であってもよい。たとえば、一実施形態において、補強層は厚さが約０．００１インチ（２５マイクロメートル）未満である。図１の実施形態は１つの補強層１０８を示しているが、本明細書で説明する強化コーティングが、２つの補強層を有してもよいことを理解されたい。ただし、この場合、２つの補強層はどちらも強化コーティングの最外層でなければならない。言い換えれば、２つの補強層は、基板から最も遠い２つの層である。
【００２２】
強化コーティング１００は、基板１０２の表面上に配設されたボンドコート層１０４をさらに含む。ボンドコート層は、基板に結合されるかまたは基板上に配設されている。ボンドコート層１０４は、強化コーティング１００内の残りの層に対する結合面を形成し、１つまたは複数の補強層と任意のさらなる中間層と基板との間の接着を向上させるように構成されている。いくつかの実施形態において、基板１０２は超合金を含んでもよく、ボンドコート層１０４は、従来のＭＣｒＡｌＹ合金（ここで、ＭはＮｉ、Ｃｏ、またはＮｉＣｏ）、（Ｐｔ、Ｃｒ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｙ、Ｓｉ、およびそれらの組合せによって変性されていないかまたは変性された）β−ＮｉＡｌアルミニウム化ニッケル合金、（Ｐｔ、Ｃｒ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｙ、Ｓｉ、およびそれらの組合せによって変性されていないかまたは変性された）γ−Ｎｉ＋γ’−Ｎｉ3Ａｌアルミニウム化ニッケル合金などを含んでもよい。他の実施形態において、ボンドコート層１０４は、セラミクス、またはセラミックまたはＣＭＣを含む基板１０２に適合するその他の材料を含んでもよい。たとえば、ボンドコート層１０４は、ムライト、シリカ、ケイ化物、シリコンなどを含んでもよい。ボンドコート層１０４は、ケイ素ルテチウム、ケイ素イッテルビウム、ケイ素ツリウム、ケイ素エルビウム、ケイ素ホルミウム、ケイ素ジスプロシウム、ケイ素テルビウム、ケイ素ガドリニウム、ケイ素ユーロピウム、ケイ素サマリウム、ケイ素プロメチウム、ケイ素ネオジミウム、ケイ素プラセオジミウム、ケイ素セリウム、ケイ素ランサナム、ケイ素イットリウム、ケイ素スカンジウムなどを含む希土類ケイ酸塩のような他のセラミクスをさらに含んでもよい。いくつかの実施形態において、ボンドコート１０４は、複数の層を含んでもよい。
【００２３】
強化コーティング１００は、ボンドコート層１０４と１つまたは複数の補強層１０８との間に配設された中間層１０６も含む。図１の実施形態において、中間層１０６は３つの別個の層を含む。他の実施形態において、中間層１０６の数はＴＢＣまたはＥＢＣのような特定の種類のコーティングの必要に応じて３つより多くてもあるいは少なくてもよい。一実施形態において、中間層１０６は、ＲＥ2Ｓｉ2Ｏ7の一般組成を有するＹ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｔｂ、Ｙｂおよび／またはＬｕを含むがそれらに限らない少なくとも１つのＲＥケイ酸塩から形成された少なくとも１つの層を含む。たとえば、第１の中間層１０６（たとえば、基板に最も近い中間層）はＲＥ2Ｓｉ2Ｏ7を含む。さらに、中間層は、第１の中間層と補強層１０８との間に位置する第２の中間層または外側中間層を含む。この場合も、３つの別個の層を有する中間層層１０６が示されているが、当業者には、中間層１０６が任意の適切な数の層を含んでもよいことが明らかであり、本明細書に記載されている教示によって明らかになろう。一実施形態において、各層の組み合わせられた厚さは、３．０ミル（０．０７６２ｍｍ）〜約１０．０ミル（０．２５４ｍｍ）である。中間層１０６は、少なくとも１つの希土ケイ酸塩に加えてまたはその代わりに、少なくとも１つの適切な材料層を含んでもよく、かつ／あるいは各中間層は、少なくとも１つの適切な材料を含んでもよい。ある実施形態において、中間層１０６は、水分バリア層、反応バリア層などを含んでもよい。
【００２４】
ある実施形態では、中間層１０６または補強層１０８の上方に保護層（不図示）を配設してもよい。任意の保護層はＲＥ2ＳｉＯ5の一般組成を有してもよい。特定の実施形態では、金属−酸化物前駆体材料と中間層が反応することによって中間層に保護層を結合してもよい。たとえば、ＲＥ2ＳｉＯ5を含む保護層は、ＲＥ2Ｏ3を含む金属酸化物前駆体材料をＲＥ2Ｓｉ2Ｏ7を含む中間層と反応させることによって形成される。一実施形態では、表面層（図示せず）を保護層にさらに結合してもよい。表面層は、少なくとも１つのＲＥを含んでもよく、ＲＥと酸素の比が少なくとも２：３である。
【００２５】
前述のように、個々の繊維または繊維の束から繊維メッシュ織物を形成することによって１つまたは複数の補強層を作ってもよい。すでに基板上に配設されている中間層およびボンドコート層の上方にこの繊維メッシュ織物を配置してもよい。次いで、プラズマ溶射などによって強化コーティング材料を繊維メッシュ織物上に付着させてもよく、それによって、メッシュは、強化コーティング材料に埋め込まれ、補強層の各寸法全体にわたってメッシュの実質的に平面状の層を形成する。第２の補強層が必要である場合、第１の補強層が形成された後でこのプロセスを繰り返してもよい。本明細書で説明する強化コーティング中に存在する層はいずれも、当業者に周知の従来の方法を使用して作ることができる。特に、バリアコーティングの特定の構成にもかかわらず、プラズマ溶射、高速プラズマ溶射、低圧プラズマ溶射、溶液プラズマ溶射、懸濁液プラズマ溶射、化学蒸着（ＣＶＤ）、電子ビーム物理蒸着（ＥＢＰＶＤ）、ゾルゲル法、スパッタリング、浸漬、噴霧、テープ成形、圧延、および塗装などのスラリープロセス、ならびにこれらの方法の組合せを含むがそれらに限らない、当業者に周知の従来の方法を使用して基板構成部材をコーティングしてもよい。コーティング終了後、基板構成部材を乾燥させ、従来の方法またはマイクロ波焼結、レーザ焼結、もしくは赤外線焼結のような非従来方法を使用して焼結する。
【００２６】
本発明について限られた数の実施形態のみに関連して詳しく説明したが、本発明がそのような開示された実施形態に限定されないことが容易に理解されよう。その代わり、上記では説明していないが本発明の趣旨および範囲に整合する任意の数の変形構成、代替構成、置換構成、または均等構成を組み込むように本発明を修正してもよい。さらに、本発明の様々な実施形態について説明したが、本発明の各態様が上述の実施形態の一部しか含まなくてもよいことを理解されたい。したがって、本発明は上記の説明によって限定されるものとみなされるべきではなく、添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。
【符号の説明】
【００２７】
１００  強化コーティング
１０２  基板
１０４  ボンドコート層
１０６  中間層
１０８  補強層
１１０  繊維織物
２００  コーティング
２０２  基板
２０４  ボンドコート層
２０６  中間層
２０８  耐後退性層
２１０  矢印
２１２  領域
３００  強化コーティング
３０２  基板
３０４  ボンドコート層
３０６  中間層
３０８  耐後退性層
３１０  補強層
３１２  メッシュ織物
３１４  指定された領域
４００  繊維メッシュ
４０２  補強層
【図１】
2013164066.tif 000003
【図２】
2013164066.tif 000004
【図３】
2013164066.tif 000005
【図４】
2013164066.tif 000006