【手続補正書】
【提出日】平成18年5月19日(2006.5.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】効果的にめっき付着を行うコロイド処理噴霧方法及び被膜を形成する組成
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄い被膜物質を基板上に施す方法であって、
前記方法が、
セラミック物質の粒子を縣濁する溶媒をコロイド縣濁液の形態とするステップと、
基板を加熱することで加熱基板をつくるステップと、
前記加熱基板上に前記粒子を拡散して前記基板上に粒子層を付着させるステップと、
前記付着するステップにおいて付着された前記粒子層を焼結するステップと
から構成されることを特徴とする方法。
【請求項２】
薄い被膜物質を基板上に施す方法であって、
前記方法が、
セラミック物質の粒子を縣濁する溶媒をコロイド縣濁液の形態とするステップと、
基板を加熱することで加熱基板をつくるステップと、
超音波によって前記コロイド溶液を噴霧して、少ない飛沫によって前記溶媒及び前記粒子から構成される高い表面領域を形成する噴霧によって、前記加熱基板上に前記粒子を拡散して前記基板上に粒子層を付着させるステップと、
前記付着するステップにおいて付着された前記粒子層を焼結するステップと
から構成されることを特徴とする方法。
【請求項３】
薄い被膜物質を基板上に施す方法であって、
前記方法が、
平均粒子サイズが１０ミクロン以下の大きさであるセラミック物質の粒子を縣濁する溶媒をコロイド縣濁液の形態とするステップと、
基板を加熱することで加熱基板をつくるステップと、
超音波によって前記加熱基板上に前記コロイド縣濁液を噴霧して、前記粒子がより単純な物質に化学分解する温度以下に表面温度が制御された前記基板上に粒子層を付着するステップと、
前記超音波によって噴霧して付着するステップにおいて付着された前記粒子層を焼結するステップと
から構成され、
前記被膜が１乃至２５０ミクロンの厚さで被膜を製造する単一の付着ステップで付着されることを特徴とする方法。
【請求項４】
前記拡散して付着するステップにおける前記拡散が噴霧であって、前記噴霧は超音波によって前記コロイド溶液を噴霧して、少ない飛沫によって前記溶媒及び前記粒子から構成される高い表面領域を形成する請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記拡散して付着するステップ又は前記超音波によって噴霧して付着するステップと同時に前記溶媒が前記基板の表面から蒸発する請求項１乃至３の何れかに記載の方法。
【請求項６】
前記拡散して付着するステップ又は前記超音波によって噴霧して付着するステップにおいて前記コロイド溶液が前記粒子及び前記溶媒を形成する飛沫として拡散され、少なくとも容積百分比で９０パーセントの前記飛沫について、断面の最大径が約１００ミクロン以下であることが確認される請求項１乃至３の何れかに記載の方法。
【請求項７】
前記加熱基板の表面温度が前記付着の間、約常温から約４００℃である請求項１乃至３の何れかに記載の方法。
【請求項８】
前記コロイド溶液中に含まれる前記粒子の大きさが、断面の最大径で、好ましくは約１０ミクロン以下であることが確認される請求項１又は２に記載の方法。
【請求項９】
前記溶媒中に含まれる前記粒子が、約０．１重量パーセントから約１０重量パーセントの範囲である請求項１乃至３の何れかに記載の方法。
【請求項１０】
前記溶媒が有機又は水溶液成分又はその混合物から構成される請求項１乃至３の何れかに記載の方法。
【請求項１１】
前記コロイド縣濁液が分散剤を含む請求項１乃至３の何れかに記載の方法。
【請求項１２】
前記溶媒に結合剤が添加される請求項１乃至３の何れかに記載の方法。
【請求項１３】
前記焼結するステップによって得られる被膜が前記基板上に、厚く、亀裂の無い層を形成する請求項１乃至３の何れかに記載の方法。
【請求項１４】
前記焼結するステップによって得られる被膜が前記基板上に多孔質の、亀裂の無い層を形成する請求項１乃至３の何れかに記載の方法。
【請求項１５】
前記焼結するステップによって得られる被膜が前記基板上に約０．１から２５０ミクロン以上までの厚さで形成される請求項１又は２に記載の方法。
【請求項１６】
前記加熱基板の表面温度が少なくとも前記溶媒の蒸発に要求される温度である請求項１乃至３の何れかに記載の方法。
【請求項１７】
前記加熱基板の表面温度がより単純な物質に前記粒子が化学分解する温度以下である請求項１又は２に記載の方法。
【請求項１８】
前記粒子がＹ、Ｚ、Ａｌ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｂｉ、Ｔｈ及びＰｂから構成されるグループから選択される元素と、当該グループの単一又は複合の酸化物、炭化物、窒化物、珪化物から選択される化合物とから構成される請求項１乃至３の何れかに記載の方法。
【請求項１９】
前記粒子が化合物の混合物から構成され、前記焼結するステップで得られる被膜が２つかそれ以上の化合物の混合物から構成される請求項１乃至３の何れかに記載の方法。
【請求項２０】
前記拡散が前記基板上への前記粒子のエアロゾル−補助による付着で構成される請求項１乃至３の何れかに記載の方法。
【請求項２１】
前記焼結するステップにおいて得られる被膜が勾配組成から構成される請求項１乃至３の何れかに記載の方法。
【請求項２２】
前記焼結するステップによって得られる製品は前記基板上の焼結粒子の被膜から成り、前記製品は、燃料電池、ガスタービン、センサ、又は電気泳動に用いられる請求項１に記載の方法。
【請求項２３】
前記溶媒が有機物の溶媒からなり、且つ、前記加熱基板が前記有機物の結合の障害又は前記有機物と環境因子との間における化学反応によって前記有機物の溶媒を破壊する温度以下である請求項３に記載の方法。
【請求項２４】
基板上に被膜を施す方法であって、
前記方法が１０ミクロン以下の大きさであるセラミック粒子及び担体媒体の飛沫を、約常温から摂氏約４００度の表面温度を有する基板上に噴霧し、前記基板上に前記セラミック粒子から構成される粒子層をつくり、前記担体媒体は前記飛沫が前記基板に接触するその又はおよその時に蒸発され、又、前記基板上の前記セラミック粒子の焼結によって前記基板上に亀裂の無い被膜をつくり、前記被膜の断面の最大が、約１から約１００ミクロンの範囲の厚さを有すると認められることを特徴とする方法。
【請求項２５】
基板上に被膜を施す方法であって、
前記方法が１０ミクロン以下の大きさであるコロイドセラミック粒子と超音波噴霧器による有機物を含む担体媒体とからなるコロイド縣濁液の飛沫を、約常温から摂氏約４００度で、前記有機物の結合の障害及び環境因子における化学反応を生じる温度以下である表面温度を有する基板上に噴霧し、前記基板上に前記セラミック粒子から構成される粒子層をつくり、前記担体媒体は前記飛沫が前記基板に接触するその又はおよその時に蒸発され、前記基板上の前記セラミック粒子の焼結によって単一の付着ステップで前記基板上に亀裂の無い被膜をつくり、前記被膜の断面の最大が、約１から約１００ミクロンの範囲の厚さを有すると認められることを特徴とする方法。
【請求項２６】
前記飛沫の断面の最大径が約１０ミクロンから約１００ミクロンの大きさであると認められる請求項２４又は２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記噴霧に先行して当該コロイド縣濁液を、超音波噴霧器を通して圧入して前記飛沫をつくる請求項２４又は２５に記載の方法。
【請求項２８】
２つかそれ以上のそれぞれの化合物は、分離された複数の前記担体媒体中に粒子形態で縣濁されており、前記被膜はセラミック複合物の濃度勾配を形成する請求項２４又は２５に記載の方法。
【請求項２９】
前記基板が多孔質の物質から構成される請求項２４又は２５に記載の方法。
【請求項３０】
前記被膜が前記基板よりも密度が高く形成される請求項２４又は２５に記載の方法。
【請求項３１】
前記噴霧が前記粒子のエアロゾル−補助による付着で構成される請求項２４又は２５に記載の方法。
【請求項３２】
前記基板が、前記粒子がより単純な物質に化学分解する温度よりも低い表面温度を有する請求項２４又は２５に記載の方法。
【請求項３３】
薄い被膜物質を基板上に施す方法であって、前記方法において、
超音波によって噴霧される飛沫は、平均粒子サイズが１ミクロン以下の大きさであるセラミック物質の粒子と、約常温から前記粒子がより単純な物質に化学分解する温度以下までの表面温度を有する基板上の担体媒体とを含み、前記基板上に前記セラミック粒子から構成される粒子層をつくり、前記飛沫が前記基板に接触するその又はおよその時に前記担体媒体が蒸発し、前記基板上の前記セラミック粒子の焼結によって単一の付着ステップで前記基板上に基本的に亀裂の生じない被膜をつくり、断面の最大が、前記被膜は約１から５００ミクロンの範囲の厚さを有すると認められることを特徴とする方法。
【請求項３４】
基板の表面上の被膜を形成する組成であって、
基板と、
２つかそれ以上のセラミック複合物の濃度勾配で構成される亀裂の無い被膜と
から構成されることを特徴とする組成。
【請求項３５】
表面を有する基板と、
第１のセラミック複合体の濃度勾配と第２のセラミック複合体の濃度勾配とから構成され、約１から１００ミクロンの厚さであるとともに前記基板より高密度である前記基板の前記表面上の亀裂の無い被膜と、
前記第１のセラミック複合体と前記第２のセラミック複合体との間の遷移層と
から構成され、
前記遷移層が、第１のセラミック複合体から第２のセラミック複合体に漸進的に変化する遷移層複合体から構成されることを特徴とする組成。
【請求項３６】
少なくとも前記セラミック複合体の一つがセリア又はジルコニアかから構成される請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記被膜がＹ、Ｚｒ、Ａｌ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｏ、Ｃ、Ｎ及びＳｉから構成されるグループから選択される少なくとも一つの元素から構成される請求項３５に記載の方法。
【請求項３８】
前記被膜がＺｒ、Ｙ、Ｌａ、原子番号５８から７１の希土類元素、原子番号２１から３０の遷移元素から構成されるグループから選択される酸化物、炭化物、窒化物又は珪化物によって構成される請求項３４又は３５に記載の方法。
【請求項３９】
前記被膜物質が酸化物である請求項３４又は３５に記載の方法。
【請求項４０】
前記被膜の横断面が前記セラミック複合体の連続濃度勾配を有する請求項３４又は３５に記載の方法。
【請求項４１】
前記被膜の横断面が前記セラミック複合体の非連続濃度勾配を有する請求項３４又は３５に記載の方法。
【請求項４２】
前記被膜が約１０ミクロン以上の厚さから成り、前記基板よりも密度が高い、
又は前記被膜が約２０ミクロンよりも厚い、
若しくは前記被膜が約４０ミクロンよりも厚い
請求項３４又は３５に記載の方法。
【請求項４３】
前記噴霧が前記粒子のエアロゾル−補助による付着によって構成される請求項２４に記載の方法。
【請求項４４】
前記基板が前記粒子がより単純な物質に化学分解する温度よりも低い表面温度を有する請求項２４に記載の方法。
【請求項４５】
前記遷移層複合体が連続勾配組成を有する請求項３５に記載の組成。
【請求項４６】
前記遷移層複合体が非連続勾配組成を有する請求項３５に記載の組成。
【請求項４７】
前記亀裂の無い被膜が、１０ミクロン乃至１００ミクロンの厚さで形成される、又は約１０ミクロン乃至約４０ミクロンの範囲の厚さで形成される、若しくは約８０ミクロンの厚さで形成される請求項３５に記載の組成。
【請求項４８】
前記基板がガラス、金属及びセラミックから構成されるグループから選択される請求項３５に記載の組成。
【請求項４９】
前記基板が多孔質である請求項３５に記載の組成。
【請求項５０】
前記亀裂の無い被膜がイットリア安定化ジリコニアから構成される請求項４９に記載の組成。
【請求項５１】
前記亀裂の無い被膜がイットリア添加セリアから構成される請求項４９に記載の組成。
【請求項５２】
前記遷移層複合体がイットリア安定化ジリコニア及びイットリア添加セリアを含む遷移層から構成される請求項４９に記載の組成。
【請求項５３】
前記遷移層複合体が段付き組成を有する請求項３５に記載の組成。
【請求項５４】
基板上に被膜を施す方法であって、
前記方法において、超音波によって噴霧される飛沫はコロイド粒子の大きさのセラミック粒子を含み、約常温から前記粒子がより単純な物質に化学分解する温度以下までの表面温度を有する基板上に担体媒体を含み、前記基板上に前記セラミック粒子から構成される粒子層をつくり、前記飛沫が前記基板に接触するその又はおよその時に前記担体媒体が蒸発し、前記基板上の前記セラミック粒子の焼結によって前記基板上に基本的に亀裂の生じない被膜をつくり、断面の最大が、前記被膜は約１から５００ミクロンの範囲の厚さを有すると認められることを特徴とする方法。