DE60132144T2

DE60132144T2 - Hoch hitze- und oxidationsbeständige Beschichtung und hoch hitze- und oxidationsbeständiger, mehrschichtiger Werkstoff

Info

Publication number: DE60132144T2
Application number: DE60132144T
Authority: DE
Inventors: Kazuyuki Minato-ku Nagoya Oguri; Takahiro Minato-ku Nagoya Sekigawa
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2000-09-12
Filing date: 2001-09-12
Publication date: 2008-12-18
Anticipated expiration: 2021-09-13
Also published as: EP1188731A3; EP1188731B1; US6579636B2; ES2295094T3; EP1188731A2; US20020032115A1; JP2002087896A; DE60132144D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Beschichtung mit hoher Beständigkeit gegenüber Wärme und Oxidation und ein mehrfachbeschichtetes Material mit hoher Beständigkeit gegenüber Wärme und Oxidation, insbesondere solche, die zur Verwendung bei der Herstellung hitzebeständiger Strukturen, wie der Rumpf von Raumfahrzeugen und Überschallflugzeugen der nächsten Generation, Motorteilen und Gasturbinen, angepasst sind.
Wenn der Wiedereintritt eines Raumfahrzeugs erfolgt, wird eine Schockwelle im Nasenspitzenbereich des Rumpfes und dem Vorderkantenbereich der Haupttragfläche erzeugt, die zu hohen Temperaturen führt, mit dem Ergebnis, dass Sauerstoffmoleküle und Stickstoffmoleküle in der Luft in den atomaren Zustand dissoziieren. Wenn der dissoziierte atomare Sauerstoff und Stickstoff auf die Oberfläche des Raumfahrzeugrumpfes treffen, erfolgt in Abhängigkeit von den Eigenschaften der Oberfläche des Raumfahrzeugrumpfes eine Rekombination derart, dass erneut Sauerstoff- und Stickstoffmoleküle gebildet werden. Die Rekombinationsreaktion ist exotherm und daher wird die Oberfläche des Raumfahrzeugkörpers durch sowohl das aerodynamische Erhitzen als auch die Wärme der Rekombinationsreaktion erhitzt.
Der Ausdruck "katalytische Eigenschaften" bezeichnet den Grad der Rekombinationsreaktion auf der Oberfläche des Rumpfes eines Raumfahrzeugs. Die Rekombinationsreaktion erfolgt mit geringer Wahrscheinlichkeit auf der Oberfläche eines Materials mit geringen katalytischen Eigenschaften und daher kann die Temperaturerhöhung auf der Oberfläche des Raumfahrzeugrumpfes unterdrückt werden, wenn das obige Material ver wendet wird. Wenn andererseits der Rumpf des Raumfahrzeugs aus einem Material mit hohen katalytischen Eigenschaften gebildet ist, wird die Temperatur auf der Oberfläche des Raumfahrzeugrumpfes deutlich erhöht, da die Rekombinationsreaktion ohne weiteres auf der Oberfläche des Materials mit hohen katalytischen Eigenschaften stattfindet. Infolgedessen wird eine Temperaturdifferenz von mehreren 100°C zwischen den Materialien mit hohen und geringen katalytischen Eigenschaften erzeugt. Tatsächlich ist dieses spezielle Phänomen inhärent in der Wiedereintrittsumgebung eines Raumfahrzeugs.
Intensive Forschungen werden in einem Versuch zur Entwicklung eines hitzebeständigen Systems hoher Leistungsfähigkeit, das der Umgebung aerodynamischen Erhitzens zum Zeitpunkt des Wiedereintritts eines Raumfahrzeugs in die Atmosphäre widerstehen kann, durchgeführt.
Beispielsweise veröffentlichten Yoshinaka, Morino, M. A. Kurtz verschiedene Verbundmaterialien auf Seite 581 von "Oxidation Behavior of SiC coated Carbon/Carbon Material" in 36^th Aircraft Symposium, '98', veröffentlicht von Japan Aircraft Space Institute. Genauer gesagt, veröffentlichten Yoshinaka et al. in diesem Symposium verschiedene Verbundmaterialien, die ein erstes Verbundmaterial, das durch Ausbilden einer SiC-Schicht auf einem Kohlenstoffverbundmaterial (C/C-Matrix) durch ein Umwandlungsverfahren und anschließendes weiteres Ausbilden einer SiC-Schicht auf dieser durch ein CVD-Verfahren hergestellt wurde, und ein zweites Verbundmaterial, das durch Applizieren einer SiO₂/B₂O₃-Glasabdichtung auf das erste Verbundmaterial hergestellt wurde, umfassen, wobei der thermisch/chemische Erosionsmechanismus der C/C-Matrix, die aus einer Kohlenstofffaser mit einer darauf applizierten SiC-Beschichtung und einer Kohlenstoffmatrix besteht, geklärt wurde.
Weitere Angaben von Nakai, Kinjo, Matsuura, Maekawa, Yumidachi sind vom Japan Composite Material Institute auf Seite 32 von "Development of Super High Temperature, Oxidation Resistant, High Strength C/C Composite Material", Band 19, Nr. 1, 1993, veröffentlicht. Genauer gesagt, veröffentlichten Nakai et al. in diesem Institutsmagazin ein bei hoher Temperatur oxidationsbeständiges Material, das zur Verwendung bei der Herstellung eines Raumfahrzeugs angepasst ist, d. h. ein Material, das durch Ausbilden einer Carbidschicht, die Siliciumcarbid als Hauptkomponente enthält, auf der Oberfläche eines kohlenstoffhaltigen Materials und anschließendes Applizieren einer Rissabdichtung aus einem SiO₂·B₂O₃-Glasmaterial auf die Carbidschicht hergestellt wird. Das in dieser Literatur offenbarte, bei hoher Temperatur oxidationsbeständige Material zeigt hervorragende Beständigkeit gegenüber Oxidation bei einer hohen Temperatur von etwa 1600°C.
Jedoch werden in dem in dieser Literatur offenbarten Material wegen Unterschieden des Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen der Beschichtung und dem Substrat Risse in der Beschichtung erzeugt. Ferner werden, selbst wenn die Risse der Beschichtung durch ein Dichtmaterial auf Glasbasis abgedichtet sind, durch Erhitzen und Abkühlen, was stattfindet, wenn ein Raumfahrzeug, in dem das spezielle Material eingesetzt ist, den Wiedereintritt durchmacht, die Risse geöffnet und geschlossen. Infolgedessen wird die Rissabdichtung thermisch/chemisch erodiert, was es schwierig macht, das Dichtmaterial wiederholt zu verwenden.
Andererseits offenbaren die offenbarten japanischen Patente (Kokai) Nr. 6-48834 und 7-277861 ein bei hoher Temperatur oxidationsbeständiges Material, das durch Ausbilden eines Zwischenelements, das Siliciumcarbid als Hauptkomponente enthält, auf der Oberfläche eines kohlenstoffhaltigen Materials und anschließendes Überziehen des Zwischenelements mit einem Mischoxid, das aus einem Oxid eines Seltenerdmetalls der Lanthanoidreihe und Siliciumdioxid besteht, erhalten wird. Das in diesen Dokumenten des Standes der Technik of fenbarte, bei hoher Temperatur oxidationsbeständige Material ist gegenüber dem früher angegebenen Verfahren im Hinblick auf die Beständigkeit gegenüber Oxidation bei hohen Temperaturen überlegen und es wird durch Ausbilden einer Carbidschicht, die Siliciumcarbid als Hauptkomponente enthält, hergestellt. Um genauer zu sein, zeigt das bei hoher Temperatur oxidationsbeständige Material, das in den oben angegebenen japanischen Patentdokumenten offenbart ist, eine hervorragende Beständigkeit gegenüber Oxidation bei einer hohen Temperatur von etwa 1700°C.
Jedoch treten in dem obigen, bei hoher Temperatur oxidationsbeständigen Material Risse in der Beschichtung des Mischoxids wegen Unterschieden des Wärmeausdehungskoeffizienten zwischen der Beschichtung und dem Substrat auf. Ferner werden Risse in der Beschichtung während des Einsatzes des bei hoher Temperatur oxidationsbeständigen Materials wie in dem der zuvor angegebenen veröffentlichten Literatur neu gebildet. Ferner sind die Risse breiter und länger. Folglich werden die Risse der Beschichtung nicht repariert.
Ferner ist die Mischoxidbeschichtung, die aus dem Oxid des Seltenerdmetalls der Lanthanoidreihe und Siliciumdioxid besteht, das auf der Oberfläche des bei hoher Temperatur oxidationsbeständigen Materials ausgebildet wird, sicher hervorragend im Hinblick auf die Oxidationsbeständigkeit bei hohen Temperaturen. Jedoch besteht bei der oben angegebenen Mischoxidbeschichtung die Tendenz, dass sie die zuvor angegebenen hohen katalytischen Eigenschaften aufweist. Infolgedessen besteht die Tendenz, dass die Temperatur des Raumfahrzeugs bei Einsatz des speziellen, bei hoher Temperatur oxidationsbeständigen Materials durch das aerodynamische Erhitzen, wenn der Wiedereintritt des Raumfahrzeugs während dessen Rückflug zur Erde erfolgt, deutlich erhöht wird.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer bei hoher Temperatur oxidationsbeständigen Beschich tung mit einer Selbstreparaturfunktion, die von sich aus die Risse in einer Umgebung mit Erhitzen repariert, und mit geringen katalytischen Eigenschaften.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines bei hoher Temperatur oxidationsbeständigen mehrfachbeschichteten Materials, das eine bei hoher Temperatur oxidationsbeständige Beschichtung mit einer Selbstreparaturfunktion, die von sich aus die Risse in einer Umgebung mit Erhitzen repariert, und mit geringen katalytischen Eigenschaften umfasst.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung erfolgt die Bereitstellung einer bei hoher Temperatur oxidationsbeständigen Beschichtung, umfassend eine Matrix auf Glasbasis, die 75 bis 95 Gew.-% an SiO₂, 5 bis 25 Gew.-% an B₂O₃ und 0 bis 5 Gew.-% an Al₂O₃ enthält, und Silicatteilchen, die ein Mischoxid, das aus einem Oxid eines Seltenerdmetalls der Lanthanoidreihe einschließlich Yttrium und Siliciumoxid besteht, enthalten, wobei die Silicatteilchen in der Matrix auf Glasbasis dispergiert sind.
Ferner erfolgt gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung die Bereitstellung eines bei hoher Temperatur oxidationsbeständigen mehrfachbeschichteten Materials, das dadurch gekennzeichnet ist, dass es umfasst:
ein Substrat;
eine Zwischenschicht, die auf der Oberfläche des Substrats gebildet ist und aus mindestens einem Keramikmaterial besteht, das aus der Gruppe von Siliciumcarbid, Siliciumnitrid, Siliciumcarbonitrid und Siliciumborid ausgewählt ist; und
eine bei hoher Temperatur oxidationsbeständige Beschichtung, die auf der Zwischenschicht gebildet ist und durch Dispergieren von Silicatteilchen, die ein Mischoxid, das aus einem Oxid eines Seltenerdmetalls der Lanthanoidreihe einschließlich Yttrium und einem Siliciumoxid besteht, ent halten, in einer Matrix auf Glasbasis, die 75 bis 95 Gew.-% an SiO₂, 5 bis 25 Gew.-% an B₂O₃ und 0 bis 5 Gew.-% an Al₂O₃ enthält, hergestellt wurde.
Die Erfindung wird aus der im Folgenden angegebenen detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen vollständiger verständlich, wobei gilt:
1 ist eine Schnittdarstellung, die schematisch den Aufbau einer bei hoher Temperatur oxidationsbeständigen Beschichtung der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ist eine Schnittdarstellung, die schematisch die Selbstreparaturfunktion, die durch die in 1 gezeigte, bei hoher Temperatur oxidationsbeständige Beschichtung erfolgt, zeigt;
3 ist eine Schnittdarstellung eines mehrfachbeschichteten Materials, das eine bei hoher Temperatur oxidationsbeständige Beschichtung der vorliegenden Erfindung umfasst;
4 ist eine Schnittdarstellung, die schematisch die Selbstreparaturfunktion, die durch das in 3 gezeigte mehrfachbeschichtete Material erfolgt, zeigt; und
5 ist eine Schnittdarstellung, die schematisch den Aufbau des mehrfachbeschichteten Materials gemäß Vergleichsbeispiel 2 zeigt.
Eine bei hoher Temperatur oxidationsbeständige Beschichtung der vorliegenden Erfindung wird nun detailliert beschrieben.
Die bei hoher Temperatur oxidationsbeständige Beschichtung der vorliegenden Erfindung, d. h. eine Beschichtung, die hohe Beständigkeit gegenüber Oxidation bei hohen Temperaturen zeigt, umfasst eine Matrix auf Glasbasis und Silicatteilchen, die ein Mischoxid, das aus einem Oxid eines Seltenerdmetalls der Lanthanoidreihe einschließlich Yttrium und Siliciumoxid besteht, enthalten, wobei die Silicatteilchen in der Matrix auf Glasbasis dispergiert sind.
Genauer gesagt, umfasst die bei hoher Temperatur oxidationsbeständige Beschichtung 1 eine Matrix auf Glasbasis 3 und eine Vielzahl von Silicatteilchen 2, die in der Matrix auf Glasbasis 3 dispergiert sind, wie in 1 gezeigt ist.
Das oben angegebene Silicatteilchen bezeichnet ein Teilchen des Mischoxids allein oder ein Teilchen, das das Mischoxid und höchstens 50 Gew.-% an einer zweiten Komponente, die aus der Gruppe von einem Carbid, Nitrid, Bond und Silicid ausgewählt ist, enthält.
Es ist günstig, wenn das Mischoxid aus einem Oxid eines Seltenerdmetalls der Lanthanoidreihe und SiO₂ in einer Mischung in einem Molverhältnis, das in den Bereich zwischen 70:30 und 30:70 fällt, besteht. Die Silicatteilchen, die das Mischoxid der speziellen Zusammensetzung enthalten, zeigen gute Kompatibilität mit der Matrix auf Glasbasis derart, dass die Bindungsfestigkeit mit der Matrix verbessert ist. Es ist auch möglich, dass die speziellen Silicatteilchen die Wärmebeständigkeit der erhaltenen, bei hoher Temperatur oxidationsbeständigen Beschichtung verbessern. Wenn die Mischungsmenge des Oxids des Seltenerdmetalls der Lanthanoidreihe in dem Mischoxid 70 Mol-% übersteigt, wird der Wärmeausdehungskoeffizient der das Mischoxid enthaltenden Silicatteilchen derart erhöht, dass die Kompatibilität der Silicatteilchen mit der Matrix auf Glasbasis verringert wird, mit dem Ergebnis, dass die Tendenz eines Ablösens zwischen den Silicatteilchen und der Matrix besteht. Wenn andererseits die Mischungsmenge des Oxids des Seltenerdmetalls der Lanthanoidreihe in dem Mischoxid kleiner als 30 Mol-% ist, besteht die Tendenz einer Verringerung der Wärmebeständigkeit der das Mischoxid enthaltenden Silicatteilchen. Noch günstiger sollte das Molverhältnis des Oxids des Seltenerdmetalls der Lanthanoidreihe zu SiO₂ in den Bereich zwischen 40:60 und 60:40 fallen.
Günstigerweise weisen die Silicatteilchen einen Teilchendurchmesser von 5 bis 100 μm, vorzugsweise 10 bis 50 μm auf.
Günstigerweise weist die Matrix auf Glasbasis eine Viskosität von 10² bis 10^7,5 dPa·s während eines Einsatzes bei hohen Temperaturen, d. h. bei Temperaturen von 800 bis 1700°C, auf. Wenn die Viskosität der Matrix auf Glasbasis während eines Einsatzes bei hohen Temperaturen weniger als 10² dPa·s beträgt, ist die Viskosität übermäßig niedrig, mit dem Ergebnis, dass die Tendenz des Herausfließens der Beschichtung während eines Einsatzes bei hohen Temperaturen besteht. Wenn andererseits die Viskosität der Matrix auf Glasbasis während eines Einsatzes bei hohen Temperaturen 10^7,5 dPa·s übersteigt, ist die Viskosität übermäßig hoch, mit dem Ergebnis, dass die Beschichtung nicht zur Selbstreparatur fähig ist. Vorzugsweise fällt die Viskosität der Matrix auf Glasbasis während eines Einsatzes bei hohen Temperaturen in den Bereich zwischen 10³ und 10⁶ dPa·s.
Genauer gesagt wird die Matrix auf Glasbasis durch ein Glas der SiO₂-B₂O₃-Reihe bereitgestellt. Es ist akzeptabel, wenn das Glas der SiO₂-B₂O₃-Reihe Al₂O₃ enthält. Insbesondere enthält die Matrix auf Glasbasis 75 bis 95 Gew.-% an SiO₂, 5 bis 25 Gew.-% an B₂O₃ und 0 bis 5 Gew.-% an Al₂O₃. Wenn die Mischungsmenge von SiO₂ 95 Gew.-% übersteigt und die Mischungsmenge von B₂O₃ kleiner als 5 Gew.-% ist, ist die Selbstreparatureigenschaft verringert, was zu einem Scheitern des Erreichens der gewünschten Wirkung führt, obwohl es sicherlich möglich ist, die Wärmebeständigkeit der bei hoher Temperatur oxidationsbeständigen Beschichtung zu verbessern. Wenn andererseits die Mischungsmenge von SiO₂ weniger als 75 Gew.-% beträgt und die Mischungsmenge von B₂O₃ 25 Gew.-% übersteigt, ist die Wärmebeständigkeit verringert, was zu einem Scheitern des Erreichens der gewünschten Wirkung führt, obwohl es sicherlich möglich ist, die Selbstreparatureigenschaft der bei hoher Temperatur oxidati onsbeständigen Beschichtung zu verbessern. Ferner ist es möglich, die Wärmebeständigkeit der bei hoher Temperatur oxidationsbeständigen Beschichtung durch Zugabe von Al₂O₃ zu verbessern. Vorzugsweise besteht die Matrix auf Glasbasis aus 85 bis 90 Gew.-% SiO₂, 10 bis 15 Gew.-% B₂O₃ und 1 bis 3 Gew.-% Al₂O₃.
Günstigerweise fällt das Mischungsverhältnis der Silicatteilchen zu der Matrix auf Glasbasis in den Bereich zwischen 40:60 und 90:10, bezogen auf das Gewicht. Wenn der Mischungsanteil der Silicatteilchen geringer als 40 Gew.-% ist, wird der Mischungsanteil der Matrix auf Glasbasis relativ hoch, mit dem Ergebnis, dass die Tendenz des Herausfließens der bei hoher Temperatur oxidationsbeständigen Beschichtung bei hoher Temperatur besteht. Wenn andererseits der Mischungsanteil der Silicatteilchen 90, bezogen auf das Gewicht, übersteigt, besteht die Tendenz einer Verringerung der Selbstreparatureigenschaft der bei hoher Temperatur oxidationsbeständigen Beschichtung. Vorzugsweise fällt das Mischungsverhältnis der Silicatteilchen zu der Matrix auf Glasbasis in den Bereich zwischen 60:40 und 85:15, bezogen auf das Gewicht.
Die oben beschriebene, bei hoher Temperatur oxidationsbeständige Beschichtung der vorliegenden Erfindung ist derart aufgebaut, dass die Silicatteilchen, die das Mischoxid, das aus einem Oxid eines Seltenerdmetalls der Lanthanoidreihe und Siliciumoxid besteht, enthalten, in der Matrix auf Glasbasis dispergiert sind.
Die bei hoher Temperatur oxidationsbeständige Beschichtung mit diesem speziellen Aufbau weist Selbstreparatureigenschaft zur Reparatur von zuvor vorhandenen Rissen in einer Umgebung hoher Temperatur auf. Genauer gesagt wird, wenn die bei hoher Temperatur oxidationsbeständige Beschichtung 1, in der ein Riss 4 vorhanden ist, einer Umgebung hoher Temperatur ausgesetzt wird, die Matrix auf Glasbasis der art plastisch, dass der Riss 4 repariert wird. Infolgedessen können, wenn die bei hoher Temperatur oxidationsbeständige Beschichtung der vorliegenden Erfindung für beispielsweise ein Raumfahrzeug verwendet wird, die zuvor erzeugten Risse durch die bei Wiedereintritt des Raumfahrzeugs erzeugte Wärme repariert werden.
Es ist auch anzumerken, dass die in der Beschichtung vorhandenen Risse durch Anwenden einer erforderlichen Wärmebehandlung, bevor die bei hoher Temperatur oxidationsbeständige Beschichtung der vorliegenden Erfindung tatsächlich verwendet wird, ohne weiteres repariert werden können.
Ferner wird, wenn die bei hoher Temperatur oxidationsbeständige Beschichtung der vorliegenden Erfindung, d. h. die Beschichtung, die hohe Beständigkeit gegenüber Oxidation bei hohen Temperaturen zeigt, für beispielsweise ein Raumfahrzeug verwendet wird, die Matrix auf Glasbasis durch die bei Wiedereintritt des Raumfahrzeugs erzeugte Wärme derart geschmolzen, dass die Oberfläche überzogen wird, mit dem Ergebnis, dass geringe katalytische Eigenschaften erhalten werden können. Infolgedessen ist es möglich, die Temperaturerhöhung auf der Oberfläche des Raumfahrzeugs zu unterdrücken. Daraus folgt, dass das Raumfahrzeug mit der darauf applizierten, bei hoher Temperatur oxidationsbeständigen Beschichtung der vorliegenden Erfindung hervorragende Haltbarkeit zeigt.
Hierbei kann die bei hoher Temperatur oxidationsbeständige Beschichtung der vorliegenden Erfindung auch auf beispielsweise den Rumpf eines Überschallflugzeugs der nächsten Generation und die hitzebeständigen Strukturen von Motorteilen und Gasturbinen sowie ein Raumfahrzeug appliziert werden, um die Haltbarkeit hitzebeständiger Strukturen zu verbessern.
Das bei hoher Temperatur oxidationsbeständige mehrfachbeschichtete Material der vorliegenden Erfindung wird nun detailliert beschrieben.
Das bei hoher Temperatur oxidationsbeständige mehrfachbeschichtete Material der vorliegenden Erfindung umfasst ein Substrat, eine Zwischenschicht, die auf dem Substrat ausgebildet ist und aus mindestens einem Keramikmaterial besteht, das aus der Gruppe von Siliciumcarbid, Siliciumnitrid, Siliciumcarbonitrid und Siliciumborid ausgewählt ist, und eine bei hoher Temperatur oxidationsbeständige Beschichtung, die auf der Zwischenschicht gebildet ist und durch Dispergieren von Silicatteilchen, die ein Mischoxid, das aus einem Oxid eines Seltenerdmetalls der Lanthanoidreihe einschließlich Yttrium und einem Siliciumoxid besteht, enthalten, in einer Matrix auf Glasbasis, die 75 bis 95 Gew.-% an SiO₂, 5 bis 25 Gew.-% an B₂O₃ und 0 bis 5 Gew.-% an Al₂O₃ enthält, hergestellt wurde.
Genauer gesagt umfasst das bei hoher Temperatur oxidationsbeständige mehrfachbeschichtete Material 11 der vorliegenden Erfindung ein Substrat 12, eine auf der Oberfläche des Substrats 12 gebildete Zwischenschicht 13 und eine bei hoher Temperatur oxidationsbeständige Beschichtung 14, die die zuvor beschriebene Zusammensetzung aufweist, die auf der Oberfläche der Zwischenschicht 13 wie in 3 gezeigt ausgebildet ist. Zur Wiederholung, die bei hoher Temperatur oxidationsbeständige Beschichtung 14 wird durch Dispergieren der Silicatteilchen 15 in der Matrix auf Glasbasis 16 hergestellt.
Das Substrat 12 ist aus der Gruppe von beispielsweise einem Kohlenstoffverbundmaterial, das aus einer Kohlenstofffaser und einer Kohlenstoffmatrix besteht (C/C-Substrat), einem Verbundmaterial, das aus einer Kohlenstofffaser und einer SiC-Matrix besteht (C/SiC-Substrat), einem Verbundmaterial, das aus einer SiC-Faser und einer SiC-Matrix besteht, (SiC/SiC-Substrat) und Graphit ausgewählt.
Die Zwischenschicht spielt die Rolle, dass sie eine ausreichende Bindung der bei hoher Temperatur oxidationsbeständigen Beschichtung an das Substrat ermöglicht. Die Zwischenschicht kann auf der Oberfläche des Substrats durch ein Umwandlungsverfahren oder ein CVD-Verfahren gebildet werden. Günstigerweise weist die Zwischenschicht eine Dicke auf, die in den Bereich zwischen 5 und 200 μm, vorzugsweise zwischen 10 und 100 μm fällt. Wenn die Dicke der Zwischenschicht weniger als 5 μm beträgt, wird möglicherweise nicht erreicht, dass die Zwischenschicht die gesamte Oberfläche des Substrats überzieht. Wenn andererseits die Dicke der Zwischenschicht 200 μm übersteigt, besteht die Tendenz eines Ablösens oder Reißens der Zwischenschicht durch einen Wärmeschock.
Im Hinblick auf die bei hoher Temperatur oxidationsbeständige Beschichtung ist es möglich, 1) die Zusammensetzung der Silicatteilchen, 2) die Zusammensetzung des in den Silicatteilchen enthaltenen Mischoxids, 3) den Teilchendurchmesser der Silicatteilchen, 4) die Eigenschaften und die Zusammensetzung der Matrix auf Glasbasis und 5) das Mischungsverhältnis der Silicatteilchen zu der Matrix auf Glasbasis gemäß der früheren Beschreibung in Verbindung mit der bei hoher Temperatur oxidationsbeständigen Beschichtung der vorliegenden Erfindung einzustellen.
Die oben beschriebene, bei hoher Temperatur oxidationsbeständige Beschichtung kann auf der Oberfläche der auf dem Substrat gebildeten Zwischenschicht, beispielsweise wie im Folgenden gebildet werden. In der ersten Stufe wird eine Beschichtungsflüssigkeit durch Dispergieren der Silicatteilchen und der Matrix auf Glasbasis in einer Klebemittellösung, beispielsweise einer wässrigen Klebemittellösung, dispergiert. Das in dieser Stufe verwendete Klebemittel um fasst beispielsweise Carboxymethylcellulose. Dann wird, nachdem die auf dem Substrat gebildete Oberfläche der Zwischenschicht mit der auf diese Weise hergestellten Beschichtungsflüssigkeit beschichtet ist, die Beschichtung getrocknet und dann einer Wärmebehandlung derart unterzogen, dass eine bei hoher Temperatur oxidationsbeständige Beschichtung auf der Oberfläche der Zwischenschicht gebildet wird. Für die Beschichtungsbehandlung kann beispielsweise ein Pinselbeschichtungsverfahren, Sprühbeschichtungsverfahren oder Tauchverfahren verwendet werden, obwohl das Beschichtungsmittel nicht auf die oben als Beispiele angegebenen beschränkt ist. Günstigerweise wird die oben angegebene Wärmebehandlung in einer Inertgasatmosphäre, beispielsweise einer Argongasatmosphäre, bei 1000 bis 1600°C über 30 bis 300 min, vorzugsweise bei 1200 bis 1500°C über 60 bis 120 min durchgeführt.
Als Verfahren zur Bildung der bei hoher Temperatur oxidationsbeständigen Beschichtung kann auch das Sol-Gel-Calcinierverfahren und das Flammspritzen-Calcinierverfahren zusätzlich zu dem oben beschriebenen Aufschlämmungsbeschichtung-Calcinierverfahren verwendet werden.
Günstigerweise weist die bei hoher Temperatur oxidationsbeständige Beschichtung eine Dicke auf, die in den Bereich zwischen 50 und 1000 μm fällt. Wenn die Dicke der bei hoher Temperatur oxidationsbeständigen Beschichtung geringer als 50 μm ist, besteht die Tendenz einer Verringerung der Haltbarkeit der Beschichtung. Wenn andererseits die Dicke der bei hoher Temperatur oxidationsbeständigen Beschichtung 1000 μm übersteigt, besteht die Tendenz eines Ablösens der Beschichtung. Vorzugsweise fällt die Dicke der bei hoher Temperatur oxidationsbeständigen Beschichtung in den Bereich zwischen 100 und 500 μm.
Das oben beschriebene, bei hoher Temperatur oxidationsbeständige mehrfachbeschichtete Material der vorliegenden Er findung umfasst ein Substrat, eine Zwischenschicht, die auf der Oberfläche des Substrats ausgebildet ist und aus mindestens einem keramischen Material besteht, das aus der Gruppe von einem Siliciumcarbid, Siliciumnitrid, Siliciumcarbonitrid und Siliciumborid ausgewählt ist, und eine bei hoher Temperatur oxidationsbeständige Beschichtung, die auf der Oberfläche der Zwischenschicht gebildet ist und durch Dispergieren von Siliciumdioxidteilchen, die ein Mischoxid, das aus einem Oxid eines Seltenerdmetalls der Lanthanoidreihe und einem Siliciumoxid besteht, enthalten, in einer Matrix auf Glasbasis hergestellt wurde.
In dem bei hoher Temperatur oxidationsbeständigen mehrfachbeschichteten Material dieser speziellen Konstruktion ermöglicht die Zwischenschicht, die aus einem vorgegebenen keramischen Material besteht, eine starke Bindung der bei hoher Temperatur oxidationsbeständigen Beschichtung an das Substrat.
Es ist auch anzumerken, dass das bei hoher Temperatur oxidationsbeständige mehrfachbeschichtete Material der vorliegenden Erfindung die Selbstreparatureigenschaft, dass die oberste, bei hoher Temperatur oxidationsbeständige Beschichtung die zuvor erzeugten Risse in einer Umgebung hoher Temperatur repariert, ergibt. Genauer gesagt wird, wenn die bei hoher Temperatur oxidationsbeständige Beschichtung 14 einen zuvor erzeugten Riss 17 aufweist und einer Temperatur hoher Umgebung ausgesetzt wird, die Matrix auf Glasbasis 16 derart fluidisiert, dass der Riss 17 repariert wird, wie in 4 gezeigt ist. Infolgedessen können, wenn das bei hoher Temperatur oxidationsbeständige mehrfachbeschichtete Material der vorliegenden Erfindung in beispielsweise ein Raumfahrzeug eingearbeitet wird, die zuvor erzeugten Risse in der äußersten, bei hoher Temperatur oxidationsbeständigen Beschichtung durch die beim Wiedereintritt des Raumfahrzeugs erzeugte Hitze repariert werden.
Ferner können in der äußersten, bei hoher Temperatur oxidationsbeständigen Beschichtung erzeugte Risse ohne weiteres durch Anwenden einer Wärmebehandlung bei beispielsweise 800 bis 1600°C auf das bei hoher Temperatur oxidationsbeständige mehrfachbeschichtete Material der vorliegenden Erfindung vor der Verwendung des mehrfachbeschichteten Materials repariert werden. Es ist möglich, die Heiztemperatur bei der Reparatur der Risse in Abhängigkeit von der Zusammensetzung der Matrix auf Glasbasis, die in der bei hoher Temperatur oxidationsbeständigen Beschichtung enthalten ist, zu steuern. Wenn beispielsweise die Matrix auf Glasbasis aus einem Glas der SiO₂-B₂O₃-Reihe gebildet ist, ist es möglich, die oben angegebenen Risse durch Erhitzen bei einer relativ niedrigen Temperatur für den Fall eines Erhöhens des Gehalts an B₂O₃ in der Glaszusammensetzung zu reparieren.
Ferner wird, wenn das bei hoher Temperatur oxidationsbeständige mehrfachbeschichtete Material der vorliegenden Erfindung für beispielsweise ein Raumfahrzeug verwendet wird, die Matrix auf Glasbasis der bei hoher Temperatur oxidationsbeständigen Beschichtung, die die äußerste Oberfläche des mehrfachbeschichteten Materials bildet, durch die beim Wiedereintritt des Raumfahrzeugs erzeugte Hitze derart geschmolzen, dass die Oberfläche überzogen wird, mit dem Ergebnis, dass geringe katalytische Eigenschaften entwickelt werden können. Daraus folgt, dass es möglich ist, eine Temperaturerhöhung der Oberfläche des Raumfahrzeugs zu unterdrücken, was zu einer hohen Haltbarkeit des Raumfahrzeugs führt.
Hierbei kann das bei hoher Temperatur oxidationsbeständige mehrfachbeschichtete Material der vorliegenden Erfindung für beispielsweise den Rumpf von Überschallflugzeugen der nächsten Generation und die hitzebeständigen Strukturen von Motorteilen und Gasturbinen sowie ein Raumfahrzeug derart verwendet werden, dass die Haltbarkeit hitzebeständiger Strukturen verbessert wird.
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun detailliert beschrieben.
Beispiel 1:
Hergestellt wurden ein Y₂SiO₅-Pulver mit einem Teilchendurchmesser von nicht größer als 10 μm und ein Glaspulver mit einem Verhältnis SiO₂:B₂O₃:Al₂O₃ von 85:13:2, bezogen auf das Gewicht, und mit einem Teilchendurchmesser von nicht größer als 50 μm. Dieses Y₂SiO₅-Pulver und Glaspulver wurden mit einem Mischungsgewichtsverhältnis von 70:30 gemischt. Das Mischen wurde über 20 min durchgeführt und anschließend wurde eine ausreichende Aufschlämmung durch Mischen des erhaltenen Gemischs zusammen mit einer wässrigen Lösung von Carboxymethylcellulose mit einer Konzentration von 2 Gew.-% zubereitet.
In der nächsten Stufe wurde eine SiC-Schicht mit einer Dicke von 30 μm als Zwischenschicht durch das Umwandlungsverfahren auf der Oberfläche eines C/C-Substrats, das aus einem Kohlenstoffverbundmaterial, das aus einer Kohlenstofffaser und einer Kohlenstoffmatrix besteht, gebildet war, ausgebildet und anschließend wurde die Oberfläche der SiC-Schicht (Zwischenschicht) mit der oben angegebenen Aufschlämmung mit einem Pinsel beschichtet und anschließend wurde die Beschichtung bei 100°C 1 h getrocknet. Das Beschichten und das Trocknen wurden dreimal wiederholt, so dass eine Beschichtung mit einer Dicke von 210 μm auf der SiC-Schicht (Zwischenschicht) gebildet wurde. Dann wurde die Beschichtung bei 1300°C 60 min in einem mit einer Argongasatmosphäre gefüllten Sinterofen gesintert, wodurch das bei hoher Temperatur oxidationsbeständige mehrfachbeschichtete Material, das wie in 3 gezeigt, aufgebaut ist, erhalten wurde. Es wurde ermittelt, dass eine bei hoher Temperatur oxidationsbeständige Beschichtung, in der die Yttriumsilicatteilchen in der Glasmatrix gleichförmig dispergiert sind, in einer Dicke von 200 μm auf der äußersten Oberfläche des mehrfachbeschichteten Materials gebildet war. Es wurde auch ermittelt, dass in der bei hoher Temperatur oxidationsbeständigen Beschichtung keine Risse erzeugt waren.
Ein Plasma-Wärmebeständigkeit-Haltbarkeitstest und ein Selbstreparaturtest wurden an dem in Beispiel 1 erhaltenen mehrfachbeschichteten Material wie im Folgenden durchgeführt, um die Eigenschaften des mehrfachbeschichteten Materials zu beurteilen.
1) Plasma-Wärmebeständigkeit-Haltbarkeitstest:
Das mehrfachbeschichtete Material wurde in eine Plasma-Windkanalvorrichtung gesetzt und ein Plasmaerhitzen wurde an dem mehrfachbeschichteten Material mit einer Heizrate von 1555 kW/m² durchgeführt. Die Temperatur des mehrfachbeschichteten Materials wurde im Wesentlichen konstant bei 1600°C gehalten. Unter dieser Bedingung wurde der Wärmebeständigkeit-Haltbarkeitstest 20 min durchgeführt, mit dem Ergebnis, dass das mehrfachbeschichtete Material in Bezug auf die Dicke um 10 μm thermisch/chemisch erodiert war.
Ferner wurde ein Wärmebeständigkeit-Haltbarkeitstest bei 1400°C über 20 min, der durch ein Plasmaerhitzen mit einer Nennheizrate von 1000 kW/m² durchgeführt wurde, unter Verwendung eines weiteren mehrfachbeschichteten Materials, das durch ein dem von Beispiel 1 ähnliches Verfahren hergestellt wurde, 5 mal wiederholt. Als Gesamtmenge des mehrfachbeschichteten Materials, die thermisch/chemisch erodiert wurde, wurden nur 20 μm ermittelt und es wurde keine spezielle Schädigung gefunden.
2) Selbstreparaturtest:
Ein Prüfling für einen Selbstreparaturtest wurde durch Erzeugen eines Lochs mit einem Durchmesser von 1 mm und ei ner Tiefe von 100 μm in dem oben angegebenen mehrfachbeschichteten Material hergestellt. Der auf diese Weise hergestellte Prüfling wurde in eine Plasma-Windkanalvorrichtung gesetzt und bei 1300°C über 20 min mit einer Heizrate von 900 kW/m² erhitzt. Infolgedessen wurde das Loch des Prüflings geschlossen. Mit anderen Worten wurde eine Selbstreparatur erreicht, da die Glaskomponente um das Loch fluidisiert war.
Vergleichsbeispiel 1:
Eine SiC-Schicht wurde in einer Dicke von 100 μm auf der Oberfläche eines C/C-Substrats durch ein Umwandlungsverfahren ausgebildet und anschließend wurde eine gleichförmige Beschichtung, die aus Y₂SiO₅ bestand, in einer Dicke von 100 μm auf der Oberfläche der SiC-Schicht durch ein Flammspritzverfahren gebildet, wodurch ein bei hoher Temperatur oxidationsbeständiges mehrfachbeschichtetes Material erhalten wurde. Es wurde ermittelt, dass Risse in einem Teil der Oberflächenbeschichtung des bei hoher Temperatur oxidationsbeständigen mehrfachbeschichteten Materials erzeugt wurden.
Ein Plasma-Wärmebeständigkeit-Haltbarkeitstest, ein Test der katalytischen Eigenschaft der Oberflächenbeschichtung und ein Selbstreparaturtest wurden für das erhaltene mehrfachbeschichtete Material des Vergleichsbeispiels 1 wie im Folgenden durchgeführt, um die Eigenschaften des mehrfachbeschichteten Materials zu beurteilen.
1) Plasma-Wärmebeständigkeit-Haltbarkeitstest:
Das mehrfachbeschichtete Material wurde in eine Plasma-Windkanalvorrichtung gesetzt und die Plasmabedingungen wurden derart eingestellt, dass das mehrfachbeschichtete Material wie in Beispiel 1 auf 1600°C mit einer Heizrate von 800 kW/m² erhitzt wurde. Infolgedessen wurde das mehrfachbeschichtete Material in Bezug auf die Dicke um 5 μm ther misch/chemisch erodiert, was geringer als bei dem mehrfachbeschichteten Material von Beispiel 1 war.
Da jedoch die Temperatur des mehrfachbeschichteten Materials mit der Plasmaleistung der Heizrate von 800 kW/m², die niedriger als die in Beispiel 1 war, auf 1600°C in dem Wärmebeständigkeit-Haltbarkeitstest erhöht wurde, wurde der Test getrennt mit einer Plasmaleistung gleich der in Beispiel 1, d. h. mit der Nennheizrate von 1555 kW/m², durchgeführt. Infolgedessen wurde das mehrfachbeschichtete Material rasch auf eine Temperatur von nicht niedriger als 1700°C erhitzt, so dass eine Schädigung der Beschichtung erfolgte. Daher wurde der Test gestoppt.
2) Test der katalytischen Eigenschaften der Beschichtung:
Die katalytischen Eigenschaften der Beschichtung auf der Oberfläche des mehrfachbeschichteten Materials wurden getrennt unter Verwendung einer Plasma-Windkanalvorrichtung untersucht. Infolgedessen zeigte das mehrfachbeschichtete Material von Vergleichsbeispiel 1 eine Katalysatorrekombinationsratenkonstante, die den Grad katalytischer Eigenschaften angibt, von mehreren 10 bis mehreren 100 Metern pro Sekunde im Gegensatz zu 2 bis 5 m/s für das mehrfachbeschichtete Material von Beispiel 1, was die Erkenntnis stützt, dass das mehrfachbeschichtete Material in Vergleichsbeispiel 1 dazu tendiert, hohe katalytischen Eigenschaften zu zeigen. Mit anderen Worten wurde geklärt, dass die Temperaturerhöhung in dem mehrfachbeschichteten Material von Vergleichsbeispiel 1, wenn der Test unter gleichen Windkanalbedingungen wie in Beispiel 1 durchgeführt wurde, auf hohen katalytischen Eigenschaften beruhte.
3) Selbstreparaturtest:
Ein Prüfling für den Selbstreparaturtest wurde durch Erzeugen eines Lochs mit einem Durchmesser von 1 mm und einer Tiefe von 50 μm in dem mehrfachbeschichteten Material hergestellt. Der auf diese Weise hergestellte Prüfling wurde in eine Plasma-Windkanalvorrichtung gesetzt und bei 1300°C 20 min erhitzt. Infolgedessen wurde in dem in dem Prüfling erzeugten Loch keine Änderung festgestellt. Mit anderen Worten wurde keine Selbstreparatureigenschaft festgestellt.
Vergleichsbeispiel 2:
Nach dem Bilden einer SiC-Schicht in einer Dicke von 100 μm auf der Oberfläche eines C/C-Substrats durch ein Umwandlungsverfahren wurde eine SiC-Beschichtung durch ein CVD-Verfahren in einer Dicke von 100 μm auf der Oberfläche der auf diese Weise gebildeten SiC-Schicht gebildet. Risse traten in der SiC-Beschichtungsstufe auf. Um diese Risse zu verschließen, wurde eine SiO₂-B₂O₃-Glasbeschichtung, die 25 Mol-% an B₂O₃ enthielt, in einer Dicke von 2 bis 3 μm auf der Oberfläche der SiC-Beschichtung durch ein Sol-Gel-Verfahren ausgebildet, um das in 5 gezeigte, bei hoher Temperatur oxidationsbeständige mehrfachbeschichtete Material 21 herzustellen. Wie in 5 gezeigt ist, wurde das bei hoher Temperatur oxidationsbeständige mehrfachbeschichtete Material 21 durch Ausbilden der SiC-Schicht 23 und der SiC-Beschichtung 24 in der genannten Reihenfolge auf der Oberfläche des C/C-Substrats 22 und anschließendes Ausbilden der Glasbeschichtung 25 auf der Oberfläche der SiC-Beschichtung 24 in einer zum Verschließen der Risse 26 führenden Weise hergestellt.
Ein Plasma-Wärmebeständigkeit-Haltbarkeitstest und ein Test der Selbstreparatureigenschaft wurden wie im Folgenden an dem erhaltenen mehrfachbeschichteten Material von Vergleichsbeispiel 2 durchgeführt, um die Eigenschaften des mehrfachbeschichteten Materials zu beurteilen.
1) Plasma-Wärmebeständigkeit-Haltbarkeitstest:
Das mehrfachbeschichtete Material wurde in eine Plasma-Windkanalvorrichtung gesetzt und die Temperatur des mehrfachbeschichteten Materials wurde durch Plasmaerhitzen bei 1600°C gehalten, um den Wärmebeständigkeit-Haltbarkeitstest über 20 min durchzuführen. Infolgedessen war das mehrfachbeschichtete Material in Bezug auf die Dicke um 10 μm thermisch/chemisch erodiert, was gleich Beispiel 1 war. Hierbei war die Plasmaleistung im Wesentlichen gleich der von Beispiel 1.
Ferner wurde ein Wärmebeständigkeit-Haltbarkeitstest bei 1400°C über 20 min, der durch Plasmaerhitzen durchgeführt wurde, unter Verwendung eines anderen mehrfachbeschichteten Materials, das durch ein dem von Vergleichsbeispiel 2 ähnliches Verfahren hergestellt wurde, 5mal wiederholt. Infolgedessen wurde ermittelt, dass das C/C-Substrat an mehreren Punkten lokal oxidiert und thermisch/chemisch erodiert war. Sinnvollerweise wird dies so verstanden, dass die Rissabdichtung durch wiederholtes Erhitzen thermisch/chemisch erodiert wurde, mit dem Ergebnis, dass Sauerstoff durch die offenen Risse derart eindrang, dass das Substrat oxidiert und thermisch/chemisch erodiert wurde.
2) Selbstreparaturtest:
Ein Prüfling für einen Selbstreparaturtest wurde durch Erzeugen eines Lochs mit einem Durchmesser von 1 mm und einer Tiefe von 100 μm in dem oben angegebenen mehrfachbeschichteten Material hergestellt. Der auf diese Weise hergestellte Prüfling wurde in eine Plasma-Windkanalvorrichtung gesetzt und bei 1300°C 20 min erhitzt. Infolgedessen zeigte sich, dass sich das Loch des Prüflings überhaupt nicht verändert hatte. Mit anderen Worten wurde keine Selbstreparatureigenschaft festgestellt.
Wie oben beschrieben ist, stellt die vorliegende Erfindung eine bei hoher Temperatur oxidationsbeständige Beschichtung und ein bei hoher Temperatur oxidationsbeständiges mehrfachbeschichtetes Material bereit, das hervorragend im Hinblick auf Selbstreparatureigenschaften zur Selbstreparatur der Risse in einer erhitzten Umgebung ist, geringe katalytischen Eigenschaften aufweist und zur Verwendung bei der Herstellung des Rumpfs von Raumfahrzeugen und Überschallflugzeugen der nächsten Generation und hitzebeständigen Strukturen wie Motorteilen und Gasturbinen angepasst ist.

Claims

Bei hoher Temperatur oxidationsbeständige Beschichtung (1), umfassend eine Matrix auf Glasbasis (3), die 75 bis 95 Gew.-% an SiO₂, 5 bis 25 Gew. -% an B₂O₃ und 0 bis 5 Gew.-% an Al₂O₃ enthält, und Silicatteilchen (2), die ein Mischoxid, das aus einem Oxid eines Seltenerdmetalls der Lanthanoidreihe einschließlich Yttrium und Siliciumoxid besteht, enthalten, wobei die Silicatteilchen (2) in der Matrix auf Glasbasis (3) dispergiert sind.
Bei hoher Temperatur oxidationsbeständige Beschichtung nach Anspruch 1, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Matrix auf Glasbasis (3) eine Viskosität, die in einen Bereich zwischen 10² und 10^7,5 dPa·s fällt, während eines Einsatzes unter Temperaturen von 800 bis 1700°C aufweist.
Bei hoher Temperatur oxidationsbeständige Beschichtung nach Anspruch 1, die dadurch gekennzeichnet ist, dass das Mischoxid 60 bis 90 Gew.-% an einem Oxid eines Seltenerdmetalls der Lanthanoidreihe einschließlich Yttrium und 40 bis 10 Gew.-% an SiO₂ enthält.
Bei hoher Temperatur oxidationsbeständige Beschichtung nach Anspruch 1, die dadurch gekennzeichnet ist, dass das Gewichtsverhältnis der Silicatteilchen (2) zur Matrix auf Glasbasis (3) in den Bereich zwischen 40:60 und 90:10 fällt.
Bei hoher Temperatur oxidationsbeständiges mehrfachbeschichtetes Material (11), das dadurch gekennzeichnet ist, dass es umfasst: ein Substrat (12); eine Zwischenschicht (13), die auf der Oberfläche des Substrats gebildet ist und aus mindestens einem Keramikmaterial besteht, das aus der Gruppe von Siliciumcarbid, Siliciumnitrid, Siliciumcarbonitrid und Siliciumborid ausgewählt ist; und eine bei hoher Temperatur oxidationsbeständige Beschichtung (14), die auf der Zwischenschicht (13) gebildet ist und durch Dispergieren von Silicatteilchen (15), die ein Mischoxid, das aus einem Oxid eines Seltenerdmetalls der Lanthanoidreihe einschließlich Yttrium und einem Siliciumoxid besteht, enthalten, in einer Matrix auf Glasbasis (16), die 75 bis 95 Gew.-% an SiO₂, 5 bis 25 Gew.-% an B₂O₃ und 0 bis 5 Gew.-% an Al₂O₃ enthält, hergestellt wurde.
Bei hoher Temperatur oxidationsbeständiges mehrfachbeschichtetes Material nach Anspruch 5, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Matrix auf Glasbasis (16) eine Viskosität, die in einen Bereich zwischen 10² und 10^7,5 dPa·s fällt, während eines Einsatzes unter Temperaturen von 800 bis 1700°C aufweist.
Bei hoher Temperatur oxidationsbeständiges mehrfachbeschichtetes Material nach Anspruch 5, das dadurch gekennzeichnet ist, dass das Mischoxid 60 bis 90 Gew.-% an einem Oxid eines Seltenerdmetalls der Lanthanoidreihe einschließlich Yttrium und 40 bis 10 Gew.-% an SiO₂ enthält.
Bei hoher Temperatur oxidationsbeständiges mehrfachbeschichtetes Material nach Anspruch 5, das dadurch gekennzeichnet ist, dass das Gewichtsverhältnis der Sili catteilchen (15) zur Matrix auf Glasbasis (16) in den Bereich zwischen 40:60 und 90:10 fällt.
Bei hoher Temperatur oxidationsbeständiges mehrfachbeschichtetes Material nach Anspruch 5, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Zwischenschicht (13) eine Dicke von 5 bis 200 μm aufweist.
Bei hoher Temperatur oxidationsbeständiges mehrfachbeschichtetes Material nach Anspruch 5, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die bei hoher Temperatur oxidationsbeständige Beschichtung (14) eine Dicke von 50 bis 1000 μm aufweist.
Bei hoher Temperatur oxidationsbeständiges mehrfachbeschichtetes Material nach Anspruch 5, das dadurch gekennzeichnet ist, dass das Substrat (12) aus einem Material besteht, das aus der Gruppe von einem aus einer Kohlenstofffaser und einer Kohlenstoffmatrix bestehenden Kohlenstoffverbundmaterial, einem aus einer Kohlenstofffaser und einer SiC-Matrix bestehenden Verbundmaterial, einem aus einer SiC-Faser und einer SiC-Matrix bestehenden Verbundmaterial und Graphit ausgewählt ist.