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WO2020050227A1 - 遮熱コーティング用材料及び物品 - Google Patents

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WO2020050227A1
WO2020050227A1 PCT/JP2019/034471 JP2019034471W WO2020050227A1 WO 2020050227 A1 WO2020050227 A1 WO 2020050227A1 JP 2019034471 W JP2019034471 W JP 2019034471W WO 2020050227 A1 WO2020050227 A1 WO 2020050227A1
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WO
WIPO (PCT)
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compound
thermal barrier
barrier coating
octahedrons
coating material
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Ceased
Application number
PCT/JP2019/034471
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
松平　恒昭
北岡　諭
川島　直樹
加藤　丈晴
大作 横江
貴史 小川
クレイグ フィッシャー
土生　陽一郎
美佳子 永尾
伊藤　義康
雄平 大井手
海人 高木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tocalo Co Ltd
Japan Fine Ceramics Center
Original Assignee
Tocalo Co Ltd
Japan Fine Ceramics Center
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tocalo Co Ltd, Japan Fine Ceramics Center filed Critical Tocalo Co Ltd
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Priority to US17/272,921 priority patent/US20210199054A1/en
Publication of WO2020050227A1 publication Critical patent/WO2020050227A1/ja
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    • Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft

Definitions

  • the present invention relates to a thermal barrier coating material and an article using the thermal barrier coating material.
  • thermal barrier coating In gas turbines for power generation, jet engines for aircraft, and the like, since the combustion gas has a high temperature, the surface of high-temperature components such as a moving blade, a stationary blade, and a combustor is referred to as a thermal barrier coating (TBC).
  • TBC thermal barrier coating
  • the heat barrier coating satisfies the required characteristics such as corrosion resistance, oxidation resistance, and heat resistance.
  • this thermal barrier coating has been formed using thermal barrier coating materials including, for example, yttria-stabilized zirconia. Also, thermal barrier coatings with better heat resistance have been developed.
  • Patent Literature 1 is represented by the following general formula (A) such as LaTa 3 O 9 or YTa 3 O 9. Thermal barrier coating materials containing compounds have been proposed.
  • Patent Document 2 discloses compounds represented by the following general formula (B) such as Y 0.80 La 0.20 Ta 3 O 9 and Y 0.70 La 0.30 Ta 3 O 9 , and A thermal barrier coating material containing a compound represented by the following general formula (C) such as Y 1.08 Ta 2.76 Zr 0.24 O 9 has been proposed.
  • Y 1-x La x Ta 3 O 9 (B) In the formula, x is 0.15 to 0.50.
  • Y 1 + y Ta 3-3y Zr 3y O 9 (C) In the formula, y is 0.05 to 0.10.
  • the compounds represented by the above general formulas (A) to (C) described in Patent Documents 1 and 2 have a lower thermal conductivity than YSZ and are considered to be suitable for use as a thermal barrier coating. .
  • some of the compounds when used as a thermal barrier coating, some of the compounds have poor structural stability and may be damaged or damaged at high temperatures or under heat cycle conditions. Peeling sometimes occurred.
  • the present inventors have conducted further searches for thermal barrier coating materials, and have newly found thermal barrier coating materials having low thermal conductivity and excellent structural stability. Was completed.
  • the thermal barrier coating material of the present invention contains a compound X that is a cation-defective type defective perovskite-type composite oxide,
  • the unit lattice of the compound X has a structure in which two octahedrons each composed of six oxygen atoms and sharing one oxygen atom are arranged,
  • the central axes of two adjacent octahedrons that belong to adjacent unit cells, respectively, are inclined with respect to each other,
  • the two adjacent octahedra that belong to the adjacent unit cells, respectively, are arranged in a plurality, thereby forming a periodic structure in which octahedrons having different inclinations are alternately arranged
  • the compound X has a boundary in its crystal structure where the periodicity of the periodic structure changes.
  • the thermal barrier coating material of the present invention a thermal barrier coating (TBC) having excellent low thermal conductivity and structural stability can be formed.
  • the phrase “the thermal barrier coating has excellent structural stability” means that decomposition and breakage hardly occur in a high temperature region exceeding 1000 ° C. and / or a normal temperature to high temperature region (for example, 100 ° C. to 1300 ° C.). It means that no phase transformation (phase transition) occurs when the temperature is raised and / or lowered in the range.
  • the crystal system of the compound X is preferably a tetragonal system.
  • a plurality of the boundary surfaces exist in the crystal structure of the compound X, and a length of one side of a region surrounded by the plurality of boundary surfaces is 1 to 10 nm. Is preferred.
  • the central axes of the two octahedrons included in the unit cell are preferably inclined in different directions. Materials for thermal barrier coatings that meet these requirements are more suitable for forming thermal barrier coatings (TBC) that have low thermal conductivity and excellent structural stability.
  • TBC thermal barrier coatings
  • the crystal system of the compound X is determined based on the result of X-ray diffraction measurement.
  • the periodic structure includes a total of four octahedrons arranged two by two when viewed from the direction in which the two octahedrons of the unit lattice are arranged. It is preferable that one unit is configured as a structural unit.
  • the crystal structure of the compound X has a structure in which the two octahedrons of the unit cell are adjacent to each other at the boundary when viewed from the direction in which the two octahedrons are arranged.
  • the four octahedrons included in each unit are inclined such that their central axes are in line symmetry.
  • the compound X is preferably a compound represented by the following general formula (1).
  • M is one kind of atom selected from rare earth elements having an ionic radius smaller than Sm
  • A is one kind of atom selected from all rare earth elements
  • D is Hf or Zr
  • x, y, and z satisfy 0 ⁇ x ⁇ 0.4, 0 ⁇ y ⁇ 0.2, and 0 ⁇ z ⁇ 0.2, respectively
  • ⁇ is a value that satisfies electrical neutrality.
  • Y and z are all 0
  • the thermal barrier coating material containing the compound X represented by the general formula (1) is particularly suitable for forming a thermal barrier coating (TBC) having excellent low thermal conductivity and structural stability.
  • the compound can be represented by the following general formula (2). Y 1-yz (Ta 1-y D y ) 3 O 9 + ⁇ (2) (Where D is Hf or Zr, y and z satisfy 0 ⁇ y ⁇ 0.2 and 0 ⁇ z ⁇ 0.2, respectively, and ⁇ is a value satisfying electrical neutrality. )
  • the thermal barrier coating using the thermal barrier coating material containing the compound represented by the general formula (2) is more suitable for achieving both low thermal conductivity and structural stability.
  • phase transformation (phase transition) hardly occurs at the time of temperature rise and / or temperature fall in a normal temperature to high temperature range. Therefore, even when used under heat cycle conditions in which the temperature is repeatedly increased and decreased, deformation and breakage due to the phase transformation hardly occur.
  • the compound can be represented by the following general formula (3). (Yb 1-x A x ) Ta 3 O 9 (3) (Where x is 0 ⁇ x ⁇ 0.4)
  • the thermal barrier coating using the thermal barrier coating material containing the compound represented by the general formula (3) is more suitable for achieving both low thermal conductivity and structural stability. In particular, decomposition or breakage of the thermal barrier coating hardly occurs even when used in a high temperature range exceeding 1000 ° C. Therefore, it is excellent in durability.
  • the article of the present invention is characterized by comprising a base, and a film containing the material for thermal barrier coating laminated on the base.
  • a film (thermal barrier coating) formed by using the above thermal barrier coating material directly or via an intermediate layer is laminated on the surface of the substrate.
  • the coating is excellent in low thermal conductivity and structural stability. Therefore, the above article can be suitably used as a high-temperature component requiring low thermal conductivity and durability.
  • the article is suitably used as a gas turbine component or a jet engine component. Since the thermal barrier coating material containing the compound X has excellent low thermal conductivity even in a high-temperature region, the article is suitably used as a gas turbine component exposed to an atmosphere of at least 600 ° C. or a jet engine component.
  • the thermal barrier coating material of the present invention contains the compound X, and contains the compound X, and can be suitably used for forming a thermal barrier coating having low thermal conductivity and excellent structural stability.
  • the article of the present invention is provided with a film containing the material for thermal barrier coating, and is suitable as a high-temperature component.
  • RTa 3 O 9 It is a schematic diagram showing the crystal structure of the compound represented by general formula: RTa 3 O 9 . 4 is an image obtained by observing an example of a compound having a domain structure (the compound of Example 1) with a transmission electron microscope. 3 is an electron diffraction pattern obtained by observing an example of a compound having a domain structure (the compound of Example 1) with a transmission electron microscope.
  • RTa 3 O 9 it is a view for explaining a state where TaO 6 octahedra is tilted.
  • RTa 3 O 9 it is a view for explaining a state where TaO 6 octahedra is tilted.
  • the thermal barrier coating material according to the embodiment of the present invention includes a compound X which is a cation-defective type perovskite-type composite oxide.
  • the compound X has, for example, a structure as shown in FIG.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a crystal structure of a compound represented by the general formula: RTa 3 O 9 . Structure shown in Figure 1, and two TaO 6 octahedra and R atoms as a basic structure (unit cell), which has a three-dimensionally aligned crystal structure.
  • the TaO 6 octahedron is composed of an octahedron composed of six oxygen atoms and one Ta located at the center of the octahedron.
  • Two TaO 6 octahedra included in one unit cell are arranged side by side in the Z direction in FIG. 1 so as to share one oxygen.
  • the central axes of the two TaO 6 octahedrons included in these one unit cell are inclined in different directions.
  • the central axis of the TaO 6 octahedra among line segments connecting two vertices selected from six vertexes constituting the TaO 6 octahedra, two TaO 6 octahedron contained in the unit lattice A line segment in the direction along the line-up direction.
  • all faces are formed by triangles.
  • the predetermined surface in the structure shown in FIG. 1 is a TaO 2 surface (a surface including one Ta atom and two O atoms in a unit cross section), and an RO surface (R atom 1 in a unit cross section). And a plane containing one O atom).
  • R ions are partially missing.
  • R may be partially substituted with A.
  • Ta may be partially substituted with Hf or Zr.
  • the R site in FIG. 1 contains, for example, one kind of atom R selected from rare earth elements and one kind of atom A selected from other rare earth elements as an arbitrary atom. And Hf or Zr as an arbitrary atom.
  • the compound X represented by the structure shown in FIG. 1 is, for example, a compound represented by the general formula: RTa 3 O 9 (R is one kind of atom selected from rare earth elements), and a part of R is other than R. It is a compound which may be substituted by one kind of atom selected from rare earth elements and a part of Ta may be substituted by Hf or Zr.
  • the thermal barrier coating material containing the compound X is excellent in low thermal conductivity as described above. It is presumed that the reason is that the compound X is a compound having a predetermined structure (referred to as a domain or a domain structure in the present invention).
  • the domain structure is a structure observed in a part of a cation-defective defective perovskite-type composite oxide, and is a specific structure newly discovered by the present inventors.
  • the domain structure is a characteristic structure observed by a transmission electron microscope or an electron diffraction pattern.
  • FIG. 2A is one of images obtained by observing an example of a cation-defective type perovskite-type composite oxide having a domain structure (YbTa 3 O 9 ) with a transmission electron microscope.
  • the length of one side having different brightness (contrast) is 2 nm or less in size of 10 nm or less.
  • a structure in which two regions are periodically arranged is observed.
  • a compound in which such a periodic structure is observed is referred to as a compound having a domain structure.
  • the observation image shown in FIG. 2A is an image obtained by a transmission electron microscope observed using an ABF (annular bright field method: Annular Bright Field) under ⁇ 001> zone axis incident conditions.
  • ABF annular bright field method
  • FIG. 2B is one of electron diffraction patterns obtained by observing an example of a cation-defective type perovskite-type composite oxide having a domain structure (YbTa 3 O 9 ) with a transmission electron microscope.
  • a cation-defective type perovskite-type composite oxide having a domain structure YbTa 3 O 9
  • a transmission electron microscope In the electron diffraction pattern of the cation-deficient defect perovskite-type composite oxide having a domain structure, in addition to the nine basic diffraction spots 50, four points are located at positions almost equidistant from the four basic diffraction spots 50. Diamond-shaped spots 51 are detected.
  • the crystal structure of the cation-defective defect perovskite-type composite oxide having a domain structure has a periodicity greater than that of a unit cell. It is clear that a grid has been formed. Further, in the example shown in FIG. 2B, four rhombic spots 51 were observed, and therefore, it is evident that four domains are adjacent to each other in the crystal structure via intersecting boundaries. Understand.
  • the domain structure is a structure observed in a cation-defective defect perovskite-type composite oxide having a specific crystal structure, and it is presumed that the domain structure is caused by the crystal structure of the composite oxide. This will be described in more detail with reference to FIGS.
  • the central axis of an arbitrary TaO 6 octahedron belongs to an adjacent unit cell and is inclined with respect to the central axis of an adjacent TaO 6 octahedron.
  • the inclination direction of the two adjacent TaO 6 octahedrons forms an angle of 90 degrees or 180 degrees when viewed from the Z direction in FIG. FIGS.
  • FIG. 3 and 4 are diagrams for explaining a state in which the TaO 6 octahedron is inclined.
  • FIG. 3 is a view of the crystal structure of the compound X as viewed from the ⁇ 001> direction (z-axis direction).
  • the TaO 6 octahedron included in the crystal structure of the compound X has different directions from the ⁇ 001> direction. Leaning on.
  • FIG. 3 illustrates four domains A to D.
  • Each of the domains A to D is constituted by a plurality of units each having a total of four octahedrons arranged two by two vertically and horizontally.
  • a periodic structure in which TaO 6 octahedrons having different inclinations are alternately arranged is configured in one domain.
  • the boundary line AB, the boundary line BC, the boundary line CD, and the boundary line DA looking at the boundary surfaces of the respective domains (the boundary line AB, the boundary line BC, the boundary line CD, and the boundary line DA in the figure), the periodicity of the direction in which the octahedron tilts changes at the boundary surfaces. I have.
  • a boundary where the periodicity of the inclination of the plurality of TaO 6 octahedrons changes corresponds to the boundary surface of the domain. Comparing between the domains, four TaO 6 octahedron contained in two units adjacent the boundary belong respectively to adjacent domains, and the boundary surface, the TaO 6 octahedron with each other at the corresponding position to each other, just 90 Tilt to make a degree. For example, focusing on the domain A and the domain B, the direction of the central axis of the octahedron located at the upper left of the unit a is shifted by 90 degrees with respect to the octahedron located at the upper left of the unit b.
  • the octahedron and the octahedron located at the lower right of the unit b also have a relationship in which the directions of the central axes are shifted by 90 degrees.
  • the four octahedrons included in the unit a and the four octahedrons included in the unit b have a line-symmetrical relationship in which the directions of inclination of the central axes with respect to the boundary line AB.
  • This relationship is common to all domains adjacent to each other (namely, AB, BC, CD, DA).
  • the four units a to d adjacent to the four boundary lines (boundary lines AB, BC, CD, and DA) forming the cross are clockwise around the intersection of the boundary lines ( When viewed in the order of a ⁇ b ⁇ c ⁇ d), it includes four TaO 6 octahedrons in which the directions of the respective central axes are shifted by 90 degrees, so that a relationship of one rotation at 360 degrees is established. . Then, when the crystal structure of the compound is observed with a transmission electron microscope with the domain including the TaO 6 octahedron having different central axis directions as boundaries, it appears as a region having different brightness (contrast).
  • FIG. 4 is a view of the crystal structure of compound X shown in FIG. 3 as viewed from the y-axis direction.
  • the central axis of the adjacent TaO 6 octahedron is , Are inclined in opposite directions with respect to the z-axis direction.
  • the inclination degree of the TaO 6 octahedra as the peak value of the distribution of the angle ⁇ of TaO-Ta shown in FIG. 4, from 160 °
  • the crystal structure of compound X is likely to have a domain structure.
  • Such a domain structure is specifically found in a cation-defective defective perovskite-type composite oxide having TaO 6 octahedron as a basic structure of a crystal and containing one kind of atom selected from rare earth elements,
  • the domain structure is particularly easily observed.
  • the fact that the crystal system is a tetragonal system means that the angle ⁇ formed by Ta—O—Ta in FIG. 4 is close to 180 degrees or smaller than 180 degrees (more notably 160 degrees or less) This means that there is another structural factor that eliminates the structural distortion caused by the tilt.
  • the present inventors believe that the presence of a plurality of points where the periodicity of the inclination of the TaO 6 octahedron changes will contribute to the elimination of such structural distortion.
  • LaTa 3 O 9 containing La having a large ionic radius among rare earths has a domain structure despite being a tetragonal system. It was confirmed that YbTa 3 O 9 containing Yb having a small ionic radius among rare earth elements had a domain structure even though it was tetragonal.
  • domain interface the interface in which the periodicity of the TaO 6 octahedron in the tilting direction changes in the crystal structure of the compound represented by RTa 3 O 9 is referred to as a “domain interface”, and this interface is referred to as “domain interface”.
  • domain interface Each area separated by is called a "domain”.
  • domain structure what is observed as a periodic structure having different brightness in transmission electron microscope observation by arranging a plurality of the domains is referred to as a “domain structure”.
  • the reason that the cation-defective type perovskite-type composite oxide having such a domain structure is excellent in low thermal conductivity is considered to be that a plurality of domain interfaces in one crystal serve as a barrier that hinders heat conduction. . It is considered that the effect of the size of the formed domain is remarkably exhibited when the length of one side is 1 to 10 nm.
  • the compound X may be a cation-defective defective perovskite-type composite oxide having a domain structure, and is typically a compound represented by the following general formula (1) (hereinafter, also referred to as compound (1)). It is represented by (M 1-x A x ) 1-yz (Ta 1-y D y ) 3 O 9 + ⁇ (1) (In the formula (1), M is one kind of atom selected from rare earth elements having an ionic radius smaller than Sm, A is one kind of atom selected from all rare earth elements, and D is Hf or Zr.
  • M is one kind of atom selected from rare earth elements having an ionic radius smaller than Sm
  • A is one kind of atom selected from all rare earth elements
  • D is Hf or Zr.
  • x, y and z satisfy 0 ⁇ x ⁇ 0.4, 0 ⁇ y ⁇ 0.2 and 0 ⁇ z ⁇ 0.2, respectively, and ⁇ is a value satisfying the electrical neutrality. However, the case where all of x, y and z are 0 is excluded.
  • rare earth elements having an ionic radius smaller than Sm represented by M include yttrium (Y), europium (Eu), gadolinium (Gd), terbium (Tb), dysprosium (Dy), and holmium. (Ho), erbium (Er), thulium (Tm), ytterbium (Yb) and lutetium (Lu). Above all, thulium (Tm), ytterbium (Yb) and lutetium (Lu) have particularly small ionic radii and easily cause distortion in the crystal structure.
  • scandium (Sc), yttrium (Y), lanthanum (La), cerium (Ce), praseodymium (Pr), neodymium (Nd), and promethium are examples of rare earth elements that represent the atom A.
  • Pm samarium (Sm), europium (Eu), gadolinium (Gd), terbium (Tb), dysprosium (Dy), holmium (Ho), erbium (Er), thulium (Tm), ytterbium (Yb) and lutetium (Lu).
  • a rare earth element different from the atom M is selected for the atom A.
  • the melting point of the thermal barrier coating material containing the compound (1) is preferably 1700 ° C. or more.
  • the thermal barrier coating material has a thermal conductivity (measured temperature: 100 ° C. to 1300 ° C.) measured by a laser flash method according to JIS R 1611 of less than 1.7 W / (m ⁇ K). Is preferred.
  • the thermal barrier coating material of the present invention may contain other components as long as the above-mentioned properties (melting point, thermal conductivity) are not impaired.
  • the material for thermal barrier coating contains the compound (1) as a main component.
  • the “main component” refers to a component having the highest content ratio among all components and containing at least 40 mol% of all components.
  • the main component is preferably at least 80 mol%, more preferably at least 98 mol%, of all components.
  • the method for producing the compound (1) includes a compound containing a rare earth element M having an ionic radius smaller than Sm (hereinafter, referred to as “compound (m1)”) and a compound containing a rare earth element A other than the above M (hereinafter, referred to as “compound (m1)”).
  • a compound containing Ta hereinafter, referred to as “compound (m3)”
  • a compound containing Hf or Zr hereinafter, referred to as “compound (m4)”
  • a general method is to mix the atoms so that the molar ratio of each atom becomes a predetermined ratio (including 0), and to heat-treat them. Further, in order to obtain a more homogeneous compound (1), for example, there is a method in which a mixture containing, for example, urea is heat-treated.
  • oxides, hydroxides, sulfates, carbonates, nitrates, phosphates, halides and the like can be used.
  • a water-soluble compound is preferable for obtaining a composite oxide having a more uniform composition, but a water-insoluble compound can also be used.
  • the compound (1) is particularly suitable as a material for forming a thermal barrier coating of a gas turbine component or a jet engine component.
  • a compound (2) and a compound (3) described later are particularly preferable. These compounds (2) and (3) are excellent not only in low thermal conductivity but also in structural stability especially under a high-temperature atmosphere.
  • the compound (2) can be represented by the following general formula (2).
  • D is Hf or Zr
  • y and z satisfy 0 ⁇ y ⁇ 0.2 and 0 ⁇ z ⁇ 0.2, respectively
  • ⁇ is a value satisfying electrical neutrality. Is.
  • the compound (2) represented by the general formula (2) is a compound having the above-mentioned domain structure, and a thermal barrier coating using a thermal barrier coating material containing this compound has excellent low thermal conductivity. Further, the thermal barrier coating using the thermal barrier coating material containing the compound (2) has excellent structural stability in that no phase transition occurs under the above-described heat cycle conditions.
  • the compound (3) can be represented by the following general formula (3). (Yb 1-x A x ) Ta 3 O 9 (3) (In the formula (3), x is 0 ⁇ x ⁇ 0.4.)
  • the thermal barrier coating material containing the compound (3) represented by the general formula (3) is a compound having the above domain structure, and the thermal barrier coating using the thermal barrier coating material containing the compound has low thermal conductivity. Excellent in nature. Further, the thermal barrier coating using the thermal barrier coating material containing the compound (3) is also excellent in structural stability in that the thermal barrier coating is less likely to be decomposed or damaged in the high temperature region.
  • FIG. 5 is a schematic sectional view showing an example of the article according to the embodiment of the present invention.
  • the article 1 shown in FIG. 5 includes a base 15 and a thermal barrier coating 11 laminated on the surface of the base 15.
  • the base 15 is a member made of a material such as a metal, an alloy, and a ceramic, and is preferably a member made of a heat-resistant material such as a Ni-based superalloy, a Co-based superalloy, and an Fe-based superalloy.
  • the thermal barrier coating 11 is a coating formed using the thermal barrier coating material, and is represented by the compound represented by the general formula (1) such as the compound (2) or the compound (3) described above. It is a film mainly composed of a thermal barrier coating material containing compound X.
  • the thermal barrier coating 11 is formed by applying the thermal barrier coating material to electron beam physical vapor deposition (EB-PVD), chemical vapor deposition (CVD), atmospheric pressure plasma spraying, reduced pressure plasma spraying, suspension spraying (suspension plasma spraying, suspension high-speed flame spraying, etc.). ), High-speed flame spraying, sintering and the like. According to such a method, a stable thermal barrier coating 11 can be formed on the surface of the base 15.
  • EB-PVD electron beam physical vapor deposition
  • CVD chemical vapor deposition
  • atmospheric pressure plasma spraying reduced pressure plasma spraying
  • suspension spraying suspension plasma spraying, suspension high-speed flame spraying, etc.
  • High-speed flame spraying sintering and the like. According to
  • FIG. 6 is a schematic sectional view showing another example of the article according to the embodiment of the present invention.
  • the article 2 shown in FIG. 6 includes a substrate 25, an intermediate layer 23, and a thermal barrier coating 21, and the thermal barrier coating 21 is laminated on the surface of the substrate 25 via the intermediate layer 23.
  • the base 25 is a member similar to the base 15.
  • the intermediate layer 23 is a layer that has adhesiveness to each of the base 25 and the thermal barrier coating 21.
  • the material of the intermediate layer 23 may be any material that has adhesiveness to each of the base 25 and the thermal barrier coating 21, and may be appropriately selected in consideration of the respective materials of the base 25 and the thermal barrier coating 21.
  • the thicknesses of the thermal barrier coatings 11 and 21 are not particularly limited, and may be appropriately selected depending on the purpose of use, use, and the like of the article. From the viewpoint of properties such as corrosion resistance, oxidation resistance, heat resistance, and protective effects of the substrate and the intermediate layer, the lower limit is preferably set to 100 ⁇ m. On the other hand, it is needless to say that the larger the thickness of the thermal barrier coatings 11 and 21 is, the more excellent the above-mentioned properties are. However, the thermal barrier coatings 11 and 21 are thinner than a known thermal barrier coating made of YSZ. As a result, the same properties as above can be secured. Therefore, the weight can be reduced as compared with the conventional article, and the weight can be greatly reduced particularly for a large article.
  • the thermal barrier coatings 11 and 21 may be dense layers or porous layers.
  • the thermal barrier coatings 11 and 21 may be layers having a segment structure composed of a plurality of columnar structures erected so as to extend outward from the substrate side (or the intermediate layer side).
  • the segment structure may be formed by, for example, employing a method of suspension spraying a compound X represented by the above compound having an average particle size of 0.05 to 5 ⁇ m.
  • FIG. 7 is a schematic sectional view showing another example of the thermal barrier coating provided on the article according to the embodiment of the present invention.
  • the thermal barrier coating 31 shown in FIG. 7 is laminated on the metal bonding layer 101, the alumina layer 102 mainly composed of aluminum oxide (Al 2 O 3 ) formed on the surface of the metal bonding layer 101, and the alumina layer 102.
  • the layers constituting the thermal barrier coating 31 are in close contact with each other.
  • the metal bonding layer 101 is a layer made of an alloy containing Al, and preferably has a melting point of 1300 ° C. or higher. Specific examples of the metal bonding layer 101 include, for example, an MCrAlY alloy (where M is at least one of Ni, Co, and Fe), platinum aluminide, nickel-platinum-aluminide, and the like.
  • the metal bonding layer 101 is a layer laminated on the base.
  • the alumina layer 102 contains aluminum oxide as a main component.
  • the crystal phase of the aluminum oxide contained in the alumina layer 102 may be any of ⁇ -alumina, ⁇ -alumina, ⁇ -alumina, ⁇ -alumina, ⁇ -alumina, ⁇ -alumina, ⁇ -alumina and ⁇ -alumina, A combination of two or more of these may be used.
  • the alumina layer 102 is preferably made of only aluminum oxide (Al 2 O 3 ), but may contain other compounds such as NiAl 2 O 4 and (Co, Ni) (Al, Cr) 2 O 4. good.
  • the alumina layer 102 may be a layer which is inevitably generated on the surface of the metal bonding layer 101 due to the metal bonding layer 101 containing Al when the article is used.
  • a method of forming the alumina layer 102 for example, a method of forcibly oxidizing by heating the surface of the metal bonding layer 101 at a high temperature in an oxygen-containing atmosphere can be employed.
  • the thickness of the alumina layer 102 is not particularly limited, but is preferably 0.5 to 10 ⁇ m, more preferably 0.5 to 5 ⁇ m, and still more preferably 0.5 to 2 ⁇ m from the viewpoint of durability under heat cycle conditions. is there.
  • the first intermediate layer 103 is a layer containing hafnium oxide (HfO 2 ) as a main component (hereinafter, also referred to as a hafnia layer). Even if the hafnia layer and the alumina layer are exposed to an atmosphere of 1600 ° C. in a state where they are in contact with each other, the alumina layer does not disappear because Al 2 O 3 does not form a solid solution in HfO 2 . Further, the Al component in the metal bonding layer 101 does not diffuse toward the heat shielding layer 105.
  • hafnia layer hafnium oxide
  • the first intermediate layer 103 is preferably made of only hafnium oxide (HfO 2 ), but may contain another compound as long as the above-described effects can be obtained.
  • the porosity of the first intermediate layer 103 is preferably 5% by volume or less, more preferably 3% by volume or less.
  • the porosity of the first intermediate layer 103 is a value obtained by observing a cross section of the coating film with a scanning electron microscope (SEM) and calculating the area occupied by the pores in the entire coating film.
  • the thickness of the first intermediate layer 103 is not particularly limited, but is preferably from 10 to 50 ⁇ m, and more preferably from 10 to 20 ⁇ m, since it is suitable for suppressing the migration and diffusion of Al.
  • the second intermediate layer 104 is made of a compound made of tantalum (Ta), hafnium (Hf) and oxygen (O), or a compound containing the same rare earth element as M in the general formula (1) in addition to these components. Is a layer containing as a main component.
  • the compound comprising tantalum (Ta), hafnium (Hf) and oxygen (O) is represented by the following general formula (4).
  • the second intermediate layer 104 is a layer having good adhesion to one or both of the first intermediate layer (hafnia layer) 103 and the heat shield layer 105. The provision of the second intermediate layer 104 makes it more difficult for the heat shield layer 105 to peel off.
  • the compound represented by the general formula (5) is a compound in which M and Ta are dissolved in HfO 2 , and a layer containing this compound as a main component is particularly excellent in adhesion to the hafnia layer 103. Further, the compound represented by the general formula (5) itself has excellent heat shielding properties.
  • the compound represented by the general formula (6) is a compound in which Hf is dissolved in MTaO 4 , and a layer containing this compound as a main component is particularly excellent in adhesion to the heat shielding layer 105. Further, the compound represented by the general formula (6) itself has excellent heat shielding properties.
  • the second intermediate layer 104 may be composed of two layers, an inner second intermediate layer (a second intermediate layer located on the hafnia layer 103 side) and an outer second intermediate layer.
  • the inner second intermediate layer is a layer mainly composed of the compound represented by the above general formula (5)
  • the outer second intermediate layer is mainly composed of the compound represented by the above general formula (6). It is preferable that the layer is a layer to be formed.
  • the thickness of the second intermediate layer 104 is not particularly limited, but is preferably 0.2 to 30 ⁇ m. When the second intermediate layer 104 is composed of two layers, the preferable thickness is 0.1 to 15 ⁇ m.
  • the thermal barrier layer 105 is a film mainly composed of a thermal barrier coating material containing a compound X represented by the compound represented by the general formula (1) such as the compound (2) or the compound (3) described above. is there.
  • the heat shield layer 105 may be a dense layer or a porous layer. Further, the layer may be a layer having a segment structure composed of a plurality of columnar structures erected to extend outward.
  • the thickness of the heat shield layer 105 is not particularly limited, but is preferably 100 to 2000 ⁇ m from the viewpoints of properties such as low thermal conductivity and structural stability, as well as corrosion resistance, oxidation resistance, heat resistance, and the effect of protecting the metal bonding layer. .
  • the more preferable thickness of the heat shield layer 105 is 200 to 500 ⁇ m.
  • the thermal barrier coating 31 having such a configuration can be manufactured by sequentially laminating each layer from the metal bonding layer 101 side.
  • the films of each layer may be sequentially laminated on the surface of the base.
  • the metal bonding layer 101, the first intermediate layer 103, and the second intermediate layer 104 are formed by, for example, electron beam physical vapor deposition (EB-PVD), atmospheric pressure plasma spraying, reduced pressure plasma spraying, suspension spraying (suspension plasma). Thermal spraying, suspension high-speed flame spraying, etc.), high-speed flame spraying, sintering, etc.
  • EB-PVD electron beam physical vapor deposition
  • atmospheric pressure plasma spraying reduced pressure plasma spraying
  • suspension spraying suspension plasma
  • Thermal spraying, suspension high-speed flame spraying, etc. high-speed flame spraying, sintering, etc.
  • the alumina layer 102 may be formed positively on the surface of the metal bonding layer 101 by the method described above, or may be formed unavoidably during the use process of the article.
  • the heat shield layer 105 is formed by applying a compound X represented by the compound represented by the above general formula (1) to an electron beam physical vapor deposition (EB-PVD), atmospheric pressure plasma spraying, low pressure plasma spraying, suspension spraying, sintering, or the like. What is necessary is just to form by forming into a film by the method of.
  • EB-PVD electron beam physical vapor deposition
  • the metal bonding layer 101 to the second intermediate layer 104 correspond to the intermediate layer 23 in the article 2 shown in FIG. Then it can be considered.
  • the article include high-temperature components such as moving blades in jet engines for aircraft and gas turbines for power generation, and high-temperature components in various engines and high-temperature plants.
  • the operating temperature can be further increased to improve fuel efficiency.
  • the article is a moving blade in a power generation gas turbine, the operating temperature can be increased to improve power generation efficiency.
  • Example 1 YbTa 3 O 9
  • Distilled water 649 g were housed in a fluororesin-made reactor, having a purity of 99.9% or more of Yb (NO 3) Put 3 ⁇ 4H 2 O powder (manufactured by Nippon Yttrium) 21 grams (0.065 moles), The mixture was stirred at room temperature (25 ° C.) for 1 hour to obtain a colorless and transparent aqueous solution. Next, 491 g (8 mol) of urea was added to the aqueous solution, and the mixture was stirred at room temperature (25 ° C.) for 1 hour.
  • This gel was poured into a large amount of distilled water, and when sufficiently stirred, centrifuged under the same conditions as above to recover the lower layer gel. Thereafter, the precipitate was heated in an air atmosphere at 120 ° C. for 14 hours to obtain a dry powder. Next, the dried powder was sieved (100 mesh) to recover a fine powder. Then, this fine powder was subjected to press molding (pressure 5 MPa) to produce a disk-shaped molded body. Thereafter, the molded body was heat-treated (calcined) at 1400 ° C. for 1 hour in an air atmosphere to obtain a calcined molded body. The resulting calcined form was dry-pulverized in a mortar at room temperature (25 ° C.).
  • the dry pulverized product was sieved (100 mesh) to recover a fine powder. Then, this fine powder was subjected to press molding (pressure 10 MPa). Thereafter, the formed body was heat-treated at 1700 ° C. for 1 hour in an air atmosphere to obtain a fired body. Visual observation of the fired body confirmed that the high-temperature heat treatment at 1700 ° C. did not involve melting or the like. The density ⁇ was 7.99 g / cm 3 .
  • a fired body containing tetragonal YbTa 3 O 9 as a main component and a small amount of Ta 2 O 5 and YbTaO 4 considered to be unreacted materials was obtained. It was confirmed that.
  • the obtained fired body was subjected to a heat treatment at 1600 ° C. for 20 hours in the air, and then dry pulverized in a mortar at room temperature (25 ° C.), and its X-ray diffraction measurement was performed.
  • the main component was tetragonal YbTa 3 O 9 .
  • FIG. 2A shows an image of the obtained fired body: YbTa 3 O 9 obtained by a transmission electron microscope observed using ABF (annular bright field method) under the ⁇ 001> zone axis incidence condition. An image was obtained. As described above, in the obtained image, a structure in which two regions having different brightness (contrast) are periodically arranged was observed.
  • the electron diffraction pattern shown in FIG. 2B was obtained. In this electron diffraction pattern, in addition to the nine basic diffraction spots, four diamond-shaped spots 51 were detected at positions substantially equidistant from the four basic diffraction spots.
  • Example 2 (Yb 0.9 La 0.1 ) Ta 3 O 9 )
  • Distilled water 665 g were housed in a fluororesin-made reactor, having a purity of 99.9% or more of Yb (NO 3) 3 ⁇ 4H 2 O powder (manufactured by Nippon Yttrium) Put 25 g of (0.065 mol), The mixture was stirred at room temperature (25 ° C.) for 1 hour to obtain a colorless and transparent aqueous solution.
  • reaction time 14 hours.
  • reaction solution was centrifuged at 25 ° C. and 4800 rpm for 30 minutes, and a lower layer gel was recovered.
  • This gel was poured into a large amount of distilled water, and when sufficiently stirred, centrifuged under the same conditions as above to recover the lower layer gel.
  • the precipitate was heated in an air atmosphere at 120 ° C. for 14 hours to obtain a dry powder.
  • the dried powder was sieved (100 mesh) to recover a fine powder.
  • this fine powder was subjected to press molding (pressure 5 MPa) to produce a disk-shaped molded body. Thereafter, the molded body was heat-treated (calcined) at 1400 ° C. for 1 hour in an air atmosphere to obtain a calcined molded body. The resulting calcined form was dry-pulverized in a mortar at room temperature (25 ° C.). Next, the dry pulverized product was sieved (100 mesh) to recover a fine powder. Then, this fine powder was subjected to press molding (pressure 10 MPa). Thereafter, the formed body was heat-treated at 1700 ° C. for 1 hour in an air atmosphere to obtain a fired body.
  • reaction time 14 hours.
  • reaction solution was centrifuged at 25 ° C. and 4800 rpm for 30 minutes, and a lower layer gel was recovered.
  • This gel was poured into a large amount of distilled water, and when sufficiently stirred, centrifuged under the same conditions as above to recover the lower layer gel.
  • the precipitate was heated in an air atmosphere at 120 ° C. for 14 hours to obtain a dry powder.
  • the dried powder was sieved (100 mesh) to recover a fine powder.
  • this fine powder was subjected to press molding (pressure 5 MPa) to produce a disk-shaped molded body. Thereafter, the molded body was heat-treated (calcined) at 1400 ° C. for 1 hour in an air atmosphere to obtain a calcined molded body. The resulting calcined form was dry-pulverized in a mortar at room temperature (25 ° C.). Next, the dry pulverized product was sieved (100 mesh) to recover a fine powder. Then, this fine powder was subjected to press molding (pressure 10 MPa). Thereafter, the formed body was heat-treated at 1700 ° C. for 1 hour in an air atmosphere to obtain a fired body.
  • This gel was poured into a large amount of distilled water, and when sufficiently stirred, centrifuged under the same conditions as above to recover the lower layer gel. Thereafter, the precipitate was heated in an air atmosphere at 120 ° C. for 14 hours to obtain a dry powder. Next, the dried powder was sieved (100 mesh) to recover a fine powder. Then, this fine powder was subjected to press molding (pressure 5 MPa) to produce a disk-shaped molded body. Thereafter, the molded body was heat-treated (calcined) at 1400 ° C. for 1 hour in an air atmosphere to obtain a calcined molded body. The resulting calcined form was dry-pulverized in a mortar at room temperature (25 ° C.).
  • the dry pulverized product was sieved (100 mesh) to recover a fine powder. Then, this fine powder was subjected to press molding (pressure 10 MPa). Thereafter, the molded body was heat-treated at 1700 ° C. for 1 hour in the air atmosphere. Visual observation of the fired body confirmed that the high-temperature heat treatment at 1700 ° C. did not involve melting or the like. The density ⁇ was 7.40 g / cm 3 .
  • the obtained fired body was dry-pulverized in a mortar at room temperature (25 ° C.), and its X-ray diffraction measurement was performed. As a result of X-ray diffraction measurement, it was confirmed that the fired body was composed only of tetragonal LaTa 3 O 9 .
  • Example 1 (YbTa 3 O 9 ), Example 2 ((Yb 0.9 La 0.1 ) Ta 3 O 9 ), Example 3 (Y 0.8 (Ta 0.9 Hf 0.1 ) 3 O) 8.6 ), Comparative Example 1 (7.4 wt% Y 2 O 3 —ZrO 2 ), and Comparative Example 2 (LaTa 3 O 9 ) were measured for thermal conductivity by the following method. went. The measurement results of the thermal conductivity are shown in FIG.
  • Example 1 (YbTa 3 O 9 ), Example 2 ((Yb 0.9 La 0.1 ) Ta 3 O 9 ), and Example 3 (Y 0.8 (Ta 0 0.9 Hf 0.1 ) 3 O 8.6 ) had sufficiently lower thermal conductivity than YSZ and LaTa 3 O 9 .
  • Example 4 A thermal barrier coating was manufactured by the following method.
  • a stainless steel (SUS304) plate having a length of 50 mm, a width of 50 mm, and a thickness of 5 mm was prepared as a substrate for forming a thermal barrier coating, and the fired body (Y 0.8 (Ta 0.9 Using a powder of Hf 0.1 ) 3 O 8.6 ) (particle size: 10 to 63 ⁇ m) as a thermal spraying material, a thermal spray coating (thermal barrier coating) having a thickness of 200 ⁇ m was formed on the substrate by atmospheric pressure plasma spraying. Thereafter, the prepared sample (thermal barrier coating) was cut, and the cross section was observed with a scanning electron microscope (SEM).
  • FIG. 10 is an image observed by a scanning electron microscope of a cut surface of the thermal barrier coating of Example 4. As shown in FIG. 10, the thermal barrier coating layer formed on the base is formed densely and with high adhesion without cracking or peeling.

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Abstract

カチオン欠損型の欠陥ペロブスカイト型複合酸化物である化合物Ｘを含み、前記化合物Ｘの単位格子は、それぞれが６つの酸素原子で構成され、かつ１つの酸素原子を共有する２つの八面体が並んだ構造を有しており、前記化合物Ｘにおいて、隣接する単位格子にそれぞれ属し、かつ隣り合う２つの八面体のそれぞれの中心軸は、互いに傾いており、前記隣接する単位格子にそれぞれ属し、かつ隣り合う２つの八面体は、複数並ぶことで、異なる傾きを持つ八面体が交互に並ぶ周期的な構造を構成し、前記化合物Ｘは、その結晶構造中に前記周期的な構造の周期性が変化する境界面を有する遮熱コーティング用材料。

Description

遮熱コーティング用材料及び物品
　本発明は、遮熱コーティング用材料、及び、この遮熱コーティング用材料を用いた物品に関する。
　発電用ガスタービン、航空機用ジェットエンジン等においては、その燃焼ガスが高温であるために、動翼、静翼、燃焼器等の高温部品の表面に遮熱コーティング（Ｔｈｅｒｍａｌ　Ｂａｒｒｉｅｒ　Ｃｏａｔｉｎｇ：ＴＢＣ）といわれる皮膜が設けられている。そして、遮熱コーティングによって、耐食性、耐酸化性、耐熱性等の要求特性を満たしている。
　これまで、この遮熱コーティングの形成は、例えば、イットリア安定化ジルコニアを含む遮熱コーティング用材料を使用して行われていた。また、より耐熱性に優れた遮熱コーティングの開発も行われてきた。
　イットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）を含む材料よりも低い熱伝導率を与える材料として、例えば、特許文献１には、ＬａＴａ３Ｏ９やＹＴａ３Ｏ９などの下記一般式（Ａ）で表される化合物を含む遮熱コーティング用材料が提案されている。
　Ｍ１Ｍ２ ３Ｏ９・・・（Ａ）
（式中、Ｍ１は、希土類元素から選ばれた１種の原子であり、Ｍ２は、タンタル原子又はニオブ原子である。）
　また、例えば、特許文献２には、Ｙ０．８０Ｌａ０．２０Ｔａ３Ｏ９やＹ０．７０Ｌａ０．３０Ｔａ３Ｏ９などの下記一般式（Ｂ）で表される化合物、及びＹ１．０８Ｔａ２．７６Ｚｒ０．２４Ｏ９などの下記一般式（Ｃ）で表される化合物を含む遮熱コーティング用材料が提案されている。
　Ｙ１－ｘＬａｘＴａ３Ｏ９・・・（Ｂ）
（式中、ｘは、０．１５～０．５０である。）
　Ｙ１＋ｙＴａ３－３ｙＺｒ３ｙＯ９・・・（Ｃ）
（式中、ｙは、０．０５～０．１０である。）
特開２０１４－１２５６５６号公報 特開２０１４－２３４５５３号公報
　特許文献１又は２に記載された上記一般式（Ａ）～（Ｃ）で表される化合物は、ＹＳＺに比べて熱伝導率が低く、遮熱コーティングとして使用するのに適していると考えられる。
　一方、上記一般式（Ａ）～（Ｃ）で表される化合物を遮熱コーティングとして使用した場合、化合物によっては、構造安定性に劣り、高温下やヒートサイクル条件下で遮熱コーティングに破損や剥離が発生する場合があった。
　このような状況のもと、本発明者らは、遮熱コーティング用材料について更なる探索を重ね、熱伝導率が低く、構造安定性に優れた遮熱コーティング用材料を新たに見出し、本発明を完成した。
（１）本発明の遮熱コーティング用材料は、カチオン欠損型の欠陥ペロブスカイト型複合酸化物である化合物Ｘを含み、
　上記化合物Ｘの単位格子は、それぞれが６つの酸素原子で構成され、かつ１つの酸素原子を共有する２つの八面体が並んだ構造を有しており、
　上記化合物Ｘにおいて、隣接する単位格子にそれぞれ属し、かつ隣り合う２つの八面体のそれぞれの中心軸は、互いに傾いており、
　上記隣接する単位格子にそれぞれ属し、かつ隣り合う２つの八面体は、複数並ぶことで、異なる傾きを持つ八面体が交互に並ぶ周期的な構造を構成し、
　上記化合物Ｘは、その結晶構造中に上記周期的な構造の周期性が変化する境界面を有する。
　本発明の遮熱コーティング用材料によれば、低熱伝導性及び構造安定性に優れる遮熱コーティング（ＴＢＣ）を形成することができる。
　本発明において、遮熱コーティングが構造安定性に優れるとは、１０００℃を超えるような高温領域で分解や破損が生じにくいこと、及び／又は、常温～高温領域（例えば、１００℃～１３００℃の範囲における昇温時及び／又は降温時に相変態（相転移）が発生しないこと、を意味する。
（２）上記遮熱コーティング用材料において、上記化合物Ｘの結晶系は、正方晶系であることが好ましい。
（３）上記遮熱コーティング用材料において、上記化合物Ｘの結晶構造中には複数の上記境界面が存在し、当該複数の境界面によって囲まれる領域の一辺の長さが１～１０ｎｍであることが好ましい。
（４）上記遮熱コーティング用材料において、上記単位格子に含まれる２つの八面体の中心軸は、それぞれ異なる方向に傾いていることが好ましい。
　これらの要件を充足する遮熱コーティング用材料は、低熱伝導性及び構造安定性に優れる遮熱コーティング（ＴＢＣ）を形成するのにより適している。
　なお、本発明において、上記化合物Ｘの結晶系は、Ｘ線回折測定の測定結果に基づいて決定する。
（５）上記遮熱コーティング用材料において、上記周期的な構造は、上記単位格子の２つの八面体が並ぶ方向から見たときに、縦２つ横２つに並んだ計４つの八面体を構成単位として一つのユニットを構成していることが好ましい。
（６）上記（５）の遮熱コーティング用材料において、上記化合物Ｘの結晶構造中には、上記単位格子の２つの八面体が並ぶ方向から見たときに前記境界線を境に隣接する２つのユニットに着目したとき、各ユニットのそれぞれに含まれる４つの八面体は、互いの中心軸が、それぞれ線対称の関係になるように傾いていることが好ましい。
（７）上記遮熱コーティング用材料において、上記化合物Ｘは、下記一般式（１）で表される化合物であることが好ましい。
　（Ｍ１-ｘＡｘ）１-ｙ-ｚ（Ｔａ１－ｙＤｙ）３Ｏ９＋δ・・・（１）
（式中、ＭはＳｍよりイオン半径の小さい希土類元素から選ばれた１種の原子であり、Ａは全ての希土類元素から選ばれた１種の原子であり、ＤはＨｆ又はＺｒであり、ｘ、ｙ及びｚはそれぞれ０≦ｘ≦０．４、０≦ｙ≦０．２及び０≦ｚ≦０．２を充足し、δは電気的中性を満足する値である。但し、ｘ、ｙ及びｚの全てが０の場合を除く。）
　上記一般式（１）で表される化合物Ｘを含む遮熱コーティング用材料は、低熱伝導性及び構造安定性に優れる遮熱コーティング（ＴＢＣ）を形成するのに特に適している。
（８）上記遮熱コーティング用材料において、上記一般式（１）で表される化合物は、ＭがＹであり、ｘ＝０であり、０＜ｙ≦０．２であり、０≦ｚ≦０．２であることが好ましい。
　この場合、上記化合物は、下記一般式（２）で表すことができる。
　Ｙ１-ｙ-ｚ（Ｔａ１－ｙＤｙ）３Ｏ９＋δ・・・（２）
（式中、ＤはＨｆ又はＺｒであり、ｙ及びｚはそれぞれ、０＜ｙ≦０．２及び０≦ｚ≦０．２を充足し、δは電気的中性を満足する値である。）
　上記一般式（２）で表される化合物を含む遮熱コーティング用材料を用いた遮熱コーティングは、低熱伝導性及び構造安定性の両立により適している。特に、常温～高温領域における昇温時及び／又は降温時に相変態（相転移）が発生しにくい。そのため、昇温及び降温を繰り返すようなヒートサイクル条件下で使用しても、相変態に起因する変形や破損が発生しにくい。
（９）上記遮熱コーティング用材料において、上記一般式（１）で表される化合物は、ＭがＹｂであり、０＜ｘ≦０．４であり、ｙ＝０であり、ｚ＝０であることも好ましい。
　この場合、上記化合物は、下記一般式（３）で表すことができる。
　（Ｙｂ１-ｘＡｘ）Ｔａ３Ｏ９・・・（３）
（式中、ｘは、０＜ｘ≦０．４である。）
　上記一般式（３）で表される化合物を含む遮熱コーティング用材料を用いた遮熱コーティングは、低熱伝導性及び構造安定性の両立により適している。特に、１０００℃を超えるような高温領域で使用しても、遮熱コーティングの分解や破損が発生しにくい。そのため、耐久性に優れる。
（１０）本発明の物品は、基体と、上記基体に積層された上記遮熱コーティング用材料を含む皮膜とを備えることを特徴とする。
　本発明の物品は、基体の表面に、直接又は中間層を介して上記遮熱コーティング用材料を用いて形成された皮膜（遮熱コーティング）が積層されている。
　上記皮膜は、上述した通り、低熱伝導性及び構造安定性に優れる。
　そのため、上記物品は、低熱伝導性、耐久性が求められる高温部品として好適に使用することができる。
（１１）上記物品は、ガスタービン部品又はジェットエンジン部品として好適に使用される。
　上記化合物Ｘを含む遮熱コーティング用材料は、高温領域においても低熱伝導性に優れるため、上記物品は、少なくとも６００℃の雰囲気に晒されるガスタービン部品や、ジェットエンジン部品として好適に使用される。
　本発明の遮熱コーティング用材料は、化合物Ｘを含有しており、当該化合物Ｘを含み、低熱伝導性及び構造安定性に優れる遮熱コーティングの形成に好適に用いることができる。
　本発明の物品は、上記遮熱コーティング用材料を含む皮膜を備えており、高温部品として好適である。
一般式：ＲＴａ３Ｏ９で表される化合物の結晶構造を示す概略図である。 ドメイン構造を有する化合物の一例（実施例１の化合物）を透過型電子顕微鏡で観察して得た画像である。 ドメイン構造を有する化合物の一例（実施例１の化合物）を透過型電子顕微鏡で観察して取得した電子回折図形である。 ＲＴａ３Ｏ９で表される化合物において、ＴａＯ６八面体が傾いた状態を説明するための図である。 ＲＴａ３Ｏ９で表される化合物において、ＴａＯ６八面体が傾いた状態を説明するための図である。 本発明の実施形態に係る物品の一例を示す概略断面図である。 本発明の実施形態に係る物品の別の一例を示す概略断面図である。 本発明の実施形態に係る物品が備える遮熱コーティングの別の一例を示す概略断面図である。 実施例３の化合物を透過型電子顕微鏡で観察して得た画像である。 実施例３の化合物を透過型電子顕微鏡で観察して取得した電子回折図形である。 実施例１～３及び比較例１、２で製造した焼成体の熱伝導率の測定結果である。 実施例４で製造した遮熱コーティングの走査型電子顕微鏡による断面写真である。
（遮熱コーティング用材料）
　本発明の実施形態に係る遮熱コーティング用材料は、カチオン欠損型の欠陥ペロブスカイト型複合酸化物である化合物Ｘを含む。上記化合物Ｘは、例えば、図１に示すような構造を有する。
　図１は、一般式：ＲＴａ３Ｏ９で表される化合物の結晶構造を示す概略図である。
　図１に示す構造は、２つのＴａＯ６八面体とＲ原子とを基本構成（単位格子）として有し、これが三次元的に並んだ結晶構造を有している。ＴａＯ６八面体は、６つの酸素原子で構成された八面体と、八面体の中心に位置する１つのＴａとで構成される。１つの単位格子に含まれる２つのＴａＯ６八面体は、１つの酸素を共有するようにして、図１のＺ方向に並んで位置する。これら１つの単位格子に含まれる２つのＴａＯ６八面体の中心軸は、それぞれ異なる方向に傾いている。ここで、ＴａＯ６八面体の中心軸とは、上記ＴａＯ６八面体を構成する６つの頂点から選択された２つの頂点を結ぶ線分のうち、単位格子に含まれる２つのＴａＯ６八面体が並ぶ方向に沿った方向の線分をいう。ＴａＯ６八面体は全ての面が三角形で構成されている。ＴａＯ６八面体の形の例としては、正八面体及び双四角錐が挙げられるが、全ての面が三角形で構成されていればその他の八面体であってもよい。
　また、ここでの説明では、図１に示す構造における所定の面をＴａＯ２面（単位断面にＴａ原子１個分とＯ原子２個分を含む面）、ＲＯ面（単位断面にＲ原子１個分とＯ原子１個分を含む面）とする。ＲＯ面ではＲイオンが一部欠損している。ＲＯ面において、Ｒは一部がＡに置換されていても良い。また、ＴａＯ２面において、Ｔａは一部がＨｆ又はＺｒに置換されていても良い。
　図１のＲサイトには、例えば、希土類元素から選ばれた１種の原子Ｒと任意原子として他の希土類元素から選ばれた１種の原子Ａとが入り、Ｔａサイトには、例えば、Ｔａと任意原子としてＨｆ又はＺｒとが入る。
　従って、図１に示す構造で表される化合物Ｘは、例えば、一般式：ＲＴａ３Ｏ９（Ｒは希土類元素から選ばれた１種の原子）において、Ｒの一部がＲ以外の他の希土類元素から選ばれた１種の原子に置換されていても良く、Ｔａの一部がＨｆ又はＺｒに置換されていても良い化合物である。
　上記化合物Ｘを含む遮熱コーティング用材料は、上述した通り低熱伝導性に優れる。
　この理由については、上記化合物Ｘが、所定の構造（本発明では、ドメイン又はドメイン構造と称する）を備える化合物であるためと推測している。
　上記ドメイン構造は、カチオン欠損型の欠陥ペロブスカイト型複合酸化物の一部で観察される構造であり、本発明者らによって新たに見出された特異的な構造である。
　上記ドメイン構造は、透過型電子顕微鏡や電子回折図形で観察される特徴的な構造である。
　図２Ａは、ドメイン構造を有するカチオン欠損型の欠陥ペロブスカイト型複合酸化物の一例（ＹｂＴａ３Ｏ９）を透過型電子顕微鏡で観察して取得した画像の１つである。
　ドメイン構造を有する化合物の透過型電子顕微鏡による画像を取得した場合、図２Ａに示すような１つの結晶中の画像において、明るさ（コントラスト）の異なる１辺の長さが１０ｎｍ以下のサイズの２つの領域が周期的に並んだ構造が観察される。
　本発明では、このような周期構造が観察される化合物をドメイン構造を有する化合物と称している。
　図２Ａに示した観察像は、ＡＢＦ（環状明視野法：Ａｎｎｕｌａｒ　Ｂｒｉｇｈｔ　Ｆｉｅｌｄ）を使用し、＜００１＞晶帯軸入射条件で観察した透過型電子顕微鏡による画像である。
　また、上記ドメイン構造を有する化合物は、電子回折図形においても特徴的な画像が観察される。
　図２Ｂは、ドメイン構造を有するカチオン欠損型の欠陥ペロブスカイト型複合酸化物の一例（ＹｂＴａ３Ｏ９）を透過型電子顕微鏡で観察して取得した電子回折図形の１つである。
　ドメイン構造を有するカチオン欠損型の欠陥ペロブスカイト型複合酸化物の電子回折図形では、９つの基本回折斑点５０に加え、その中の４つの基本回折斑点５０からほぼ等距離にある位置に、４点の菱形状の斑点５１が検出される。
　これらの斑点５１が基本回折斑点５０の中間付近に位置していることから、ドメイン構造を有するカチオン欠損型の欠陥ペロブスカイト型複合酸化物の結晶構造は、単位格子よりも大きい周期性を有する、超格子が形成されていることが明らかである。
　また、図２Ｂに示す例では、４点の菱形状の斑点５１が見られたことから、結晶構造中において、互いに交差する境界面を介して４つのドメインが隣接して存在していることがわかる。
　上記ドメイン構造は、特定の結晶構造を有するカチオン欠損型の欠陥ペロブスカイト型複合酸化物において観察される構造であり、上記複合酸化物の結晶構造に起因するものと推測している。
　これについて、図１、３、４を参考に、もう少し詳しく説明する。
　化合物Ｘの結晶構造において、任意のＴａＯ６八面体の中心軸は、隣接する単位格子に属し、かつ隣り合うＴａＯ６八面体の中心軸に対して傾いている。加えて、当該隣り合う２つのＴａＯ６八面体の傾く方向は、図１のＺ方向から見たときに９０度又は１８０度の角度を成している。
　図３、４は、それぞれＴａＯ６八面体が傾いた状態を説明するための図である。
　図３は、化合物Ｘの結晶構造を＜００１＞方向（ｚ軸方向）から見た図であり、化合物Ｘの結晶構造に含まれるＴａＯ６八面体は、＜００１＞方向に対してそれぞれ異なる方向に傾いている。
　図３では、Ａ～Ｄからなる４つのドメインを図示している。ドメインＡ～Ｄのそれぞれは、縦２つ横２つ並んだ計４つの八面体を構成単位とする複数のユニットで構成されている。このようなユニットが複数並ぶことにより、異なる傾きを持つＴａＯ６八面体が交互に並ぶ周期的な構造が１つのドメイン内に構成される。一方、各ドメインの境界面（図中では境界線ＡＢ、境界線ＢＣ、境界線ＣＤ、境界線ＤＡ）を見ると、この境界面を境に、八面体が傾く向きの周期性が変化している。逆に言えば、複数並ぶＴａＯ６八面体の傾きの周期性が変化する境界がドメインの境界面に当たる。
　ドメイン間で比較すると、隣接するドメインにそれぞれ属し、かつ境界面を境に隣り合う２つのユニットに含まれる４つのＴａＯ６八面体は、互いに対応する位置にあるＴａＯ６八面体同士が、ちょうど９０度を成すように傾いている。例えば、ドメインＡとドメインＢに着目すると、ユニットａの左上に位置する八面体は、ユニットｂの左上に位置する八面体に対して、中心軸の向きが９０度ずれている。同様に、ユニットａの右上に位置する八面体とユニットｂの右上に位置する八面体、ユニットａの左下に位置する八面体とユニットｂの左下に位置する八面体、ユニットａの右下に位置する八面体とユニットｂの右下に位置する八面体も、それぞれ中心軸の向きが９０度ずれている関係にある。また、ユニットａに含まれる４つの八面体とユニットｂに含まれる４つの八面体とは、境界線ＡＢを境に、互いに中心軸の傾く方向が線対称の関係になるとも言える。この関係は、互いに隣接するドメイン間（すなわち、Ａ－Ｂ間、Ｂ－Ｃ間、Ｃ－Ｄ間、Ｄ－Ａ間）の全てに共通する。その結果、図３のように、十字を構成する４つの境界線（境界線ＡＢ、ＢＣ、ＣＤ、ＤＡ）に隣接する４つのユニットａ～ｄは、その境界線の交差点を中心に時計回り（ａ→ｂ→ｃ→ｄ）に見たときに、各々の中心軸の向きが９０度ずつずれた４つのＴａＯ６八面体を含んでいることになり、３６０度で１周する関係が成立する。
　そして、このように中心軸の向きが異なるＴａＯ６八面体を含むドメインを境界として、当該化合物の結晶構造を透過型電子顕微鏡で観察した際に明るさ（コントラスト）の異なる領域として現れる。
　図４は、図３に示した化合物Ｘの結晶構造をｙ軸方向からみた図であり、化合物Ｘの結晶構造内のＴａＯ２面を維持するために、隣接するＴａＯ６八面体の中心軸は、ｚ軸方向に対して互いに逆向きに傾いている。
　そして、ＴａＯ６八面体の傾いた化合物Ｘの結晶構造において、当該ＴａＯ６八面体の傾き度合いが、図４中に示すＴａ－Ｏ－Ｔａのなす角θの分布のピーク値として、１６０°より小さい場合に、化合物Ｘの結晶構造は、ドメイン構造が観察されやすいと推測される。このようなドメイン構造は、ＴａＯ６八面体を結晶の基本構造として有し、かつ希土類元素から選ばれた１種の原子を含むカチオン欠損型の欠陥ペロブスカイト型複合酸化物に特異的に見られ、当該希土類元素のイオン半径が小さいものほど、その特徴は顕著に見られる。これは、含まれる希土類元素のイオン半径が小さいものほど、Ｔａ－Ｏ－Ｔａのなす角θの値が小さく、結晶構造内の歪みが大きいためである。
　加えて、原子Ｒとして含まれる希土類元素のイオン半径が小さく、かつ結晶系が正方晶系であるカチオン欠損型の欠陥ペロブスカイト型複合酸化物は、特にドメイン構造が観察されやすい。結晶系が正方晶系であるということは、図４におけるＴａ－Ｏ－Ｔａのなす角θが１８０度に近いか、あるいは、１８０度より小さい（より顕著には１６０度以下である）ものの、当該傾きによって生じる構造的な歪みを解消する別の構造的要因が存在することを意味している。本発明者らは、複数並ぶＴａＯ６八面体の傾きの周期性が変化する地点の存在が、このような構造的な歪みの解消に寄与していると考えている。実際に、本発明者らは、カチオン欠損型の欠陥ペロブスカイト型複合酸化物のうち、希土類の中でもイオン半径の大きなＬａを含むＬａＴａ３Ｏ９は、正方晶系であるにもかかわらずドメイン構造が見られず、希土類の中でもイオン半径の小さなＹｂを含むＹｂＴａ３Ｏ９は、正方晶系でありながらもドメイン構造が見られることを確認している。
　以上のように、本発明においては、ＲＴａ３Ｏ９で表される化合物の結晶構造中でＴａＯ６八面体の傾く方向の周期性が変化する境界面を「ドメイン界面」と呼び、この境界面によって区切られる各領域のことを「ドメイン」という。
　また、上記ドメインが複数並ぶことで、透過型電子顕微鏡観察において明るさの異なる周期構造として観察されるものを「ドメイン構造」という。
　このようなドメイン構造を有するカチオン欠損型の欠陥ペロブスカイト型複合酸化物が低熱伝導性に優れる理由は、１つの結晶中において複数存在するドメイン界面が、熱伝導を妨げる障壁になるためと考えている。また、形成されるドメインの大きさは、一辺の長さが１～１０ｎｍであるときにその効果が顕著に表れるものと考えられる。
　上記化合物Ｘは、ドメイン構造を有するカチオン欠損型の欠陥ペロブスカイト型複合酸化物であれば良く、典型的には、下記一般式（１）で表される化合物（以下、化合物（１）ともいう）で表される。
　（Ｍ１-ｘＡｘ）１-ｙ-ｚ（Ｔａ１－ｙＤｙ）３Ｏ９＋δ・・・（１）
（式（１）中、ＭはＳｍよりイオン半径の小さい希土類元素から選ばれた１種の原子であり、Ａは全ての希土類元素から選ばれた１種の原子であり、ＤはＨｆ又はＺｒであり、ｘ、ｙ及びｚはそれぞれ０≦ｘ≦０．４、０≦ｙ≦０．２及び０≦ｚ≦０．２を充足し、δは電気的中性を満足する値である。但し、ｘ、ｙ及びｚの全てが０の場合を除く。）
　上記一般式（１）において、Ｍで表されるＳｍよりイオン半径の小さい希土類元素としては、イットリウム（Ｙ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、イッテルビウム（Ｙｂ）及びルテチウム（Ｌｕ）が挙げられる。中でも、ツリウム（Ｔｍ）、イッテルビウム（Ｙｂ）及びルテチウム（Ｌｕ）は、特にイオン半径が小さく、結晶構造内の歪みが生じやすい。
　また、上記一般式（１）において、原子Ａを表す希土類元素としては、スカンジウム（Ｓｃ）、イットリウム（Ｙ）、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、プロメチウム（Ｐｍ）、サマリウム（Ｓｍ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、イッテルビウム（Ｙｂ）及びルテチウム（Ｌｕ）が挙げられる。
　ここで、原子Ａは、原子Ｍと異なる希土類元素を選択する。
　上記化合物（１）を含む遮熱コーティング用材料の融点は、１７００℃以上であることが好ましい。
　上記遮熱コーティング用材料は、ＪＩＳ　Ｒ　１６１１に準じて、レーザーフラッシュ法により測定される熱伝導率（測定温度：１００℃～１３００℃）が、１．７Ｗ／（ｍ・Ｋ）未満であることが好ましい。
　本発明の遮熱コーティング用材料は、上述した特性（融点、熱伝導率）を損なうことが無い範囲で他の成分を含んでいても良い。
　上記遮熱コーティング用材料は、上記化合物（１）を主成分とする。ここで「主成分」とは、全成分の中で最も含有比が高く、かつ全成分に対して４０モル％以上含まれる成分をいう。上記主成分は、全成分の中で８０モル％以上であることが好ましく、９８モル％以上であることがより好ましい。
　上記化合物（１）を製造する方法は、Ｓｍよりイオン半径の小さい希土類元素Ｍを含む化合物（以下、「化合物（ｍ１）」という。）と、上記Ｍ以外の希土類元素Ａを含む化合物（以下、「化合物（ｍ２）」という。）と、Ｔａを含む化合物（以下、「化合物（ｍ３）」という。）と、Ｈｆ又はＺｒを含む化合物（以下、「化合物（ｍ４）」という。）とを、各原子のモル比が所定の割合（０も含む）となるように配合し、これを熱処理する方法が一般的である。更に、より均質な上記化合物（１）を得るために、例えば、尿素を含む混合物とした後、これを熱処理する方法もある。
　上記化合物（ｍ１）、化合物（ｍ２）、化合物（ｍ３）及び化合物（ｍ４）としては、酸化物、水酸化物、硫酸塩、炭酸塩、硝酸塩、リン酸塩、ハロゲン化物等を用いることができる。これらのうち、組成がより均一な複合酸化物を得る場合には、水溶性化合物が好ましいが、水不溶性化合物を用いることもできる。
　上記化合物（１）は、特に、ガスタービン部品又はジェットエンジン部品の遮熱コーティングを形成するための材料として好適である。
　上記一般式（１）で表される化合物（１）としては、特に後述する化合物（２）及び化合物（３）が好ましい。
　これらの化合物（２）及び化合物（３）は、低熱伝導性に優れるともに、特に高温雰囲気下での構造安定性に優れる。
　上記化合物（２）は、上記一般式（１）で表される化合物において、ＭがＹであり、ｘ＝０であり、０＜ｙ≦０．２である。
　上記化合物（２）は、下記一般式（２）で表すことができる。
　Ｙ１-ｙ-ｚ（Ｔａ１－ｙＤｙ）３Ｏ９＋δ・・・（２）
（式（２）中、ＤはＨｆ又はＺｒであり、ｙ及びｚはそれぞれ、０＜ｙ≦０．２及び０≦ｚ≦０．２を充足し、δは電気的中性を満足する値である。）
　上記一般式（２）で表される化合物（２）は、上記ドメイン構造を有する化合物であり、この化合物を含む遮熱コーティング用材料を用いた遮熱コーティングは低熱伝導性に優れる。
　また、上記化合物（２）を含む遮熱コーティング用材料を用いた遮熱コーティングは、上述したヒートサイクル条件下において相転移が発生しない点で、構造安定性にも優れる。
　上記化合物（３）は、上記一般式（１）で表される化合物において、ＭがＹｂであり、０＜ｘ≦０．４であり、ｙ＝０であり、ｚ＝０である。
　上記化合物（３）は、下記一般式（３）で表すことができる。
　（Ｙｂ１-ｘＡｘ）Ｔａ３Ｏ９・・・（３）
（式（３）中、ｘは、０＜ｘ≦０．４である。）
　上記一般式（３）で表される化合物（３）を含む遮熱コーティング用材料は、上記ドメイン構造を有する化合物であり、この化合物を含む遮熱コーティング用材料を用いた遮熱コーティングは低熱伝導性に優れる。
　また、上記化合物（３）を含む遮熱コーティング用材料を用いた遮熱コーティングは、上記高温領域で分解や破損が発生しにくい点で、構造安定性にも優れる。
（物品）
　本発明の実施形態に係る物品は、基体と、上記基体に積層された上記遮熱コーティング用材料を含む皮膜（遮熱コーティング）とを備える。
　図５は、本発明の実施形態に係る物品の一例を示す概略断面図である。
　図５に示す物品１は、基体１５と、基体１５の表面に積層された遮熱コーティング１１とを備える。
　基体１５は、金属、合金、セラミックス等の材料からなる部材であり、Ｎｉ基超合金、Ｃｏ基超合金、Ｆｅ基超合金等の耐熱材料からなる部材が好ましい。
　遮熱コーティング１１は、上記遮熱コーティング用材料を用いて形成された皮膜であり、上述した化合物（２）、化合物（３）等の上記一般式（１）で表される化合物に代表される化合物Ｘを含む遮熱コーティング用材料を主成分とする皮膜である。
　遮熱コーティング１１は、上記遮熱コーティング用材料を電子ビーム物理蒸着（ＥＢ－ＰＶＤ）、化学蒸着（ＣＶＤ）、大気圧プラズマ溶射、減圧プラズマ溶射、サスペンション溶射（サスペンションプラズマ溶射、サスペンション高速フレーム溶射等）、高速フレーム溶射、焼結等の方法により形成することができる。このような方法によれば、基体１５の表面に安定な遮熱コーティング１１を形成することができる。
　図５に示した物品１では、基体１５の表面に遮熱コーティング１１が直接積層されている。
　一方、本発明の実施形態に係る物品を構成する遮熱コーティングは、必ずしも上記基体の表面に直接積層されている必要はなく、上記基体に中間層を介して積層されていて良い。
　図６は、本発明の実施形態に係る物品の別の一例を示す概略断面図である。
　図６に示す物品２は、基体２５と中間層２３と遮熱コーティング２１とを備えており、基体２５の表面に中間層２３を介して遮熱コーティング２１が積層されている。
　基体２５は、基体１５と同様の部材である。
　中間層２３は、基体２５及び遮熱コーティング２１のそれぞれと密着性を有する層である。中間層２３の材料は、基体２５及び遮熱コーティング２１のそれぞれと密着性を有するものであれば良く、基体２５及び遮熱コーティング２１のそれぞれの材質を考慮して適宜選択すれば良い。
　これらの、物品１、２において、遮熱コーティング１１、２１の厚さは特に限定されず、物品の使用目的、用途等に応じて適宜選択すれば良いが、低熱伝導性及び構造安定性、更には耐食性、耐酸化性、耐熱性、基体や中間層の保護効果等の性質の観点からは、１００μｍを下限値とすることが好ましい。
　一方、遮熱コーティング１１、２１は、その厚さが大きいほど、上記の性質に優れることは言うまでもないが、遮熱コーティング１１、２１は、ＹＳＺからなる公知の遮熱コーティングに比べて、薄い厚さで同程度の上記性質を確保することができる。そのため、従来の物品に比べて軽量化を図ることができ、特に大型の物品においては、大きく重量を減らすことができる。
　物品１、２において、遮熱コーティング１１、２１は、緻密層であっても良いし、多孔層であっても良い。遮熱コーティング１１、２１は、基体側（又は中間層側）から外側に向かって延びるように立設された複数の柱状組織からなるセグメント構造を有する層であっても良い。
　上記セグメント構造は、例えば、平均粒子径０．０５～５μｍの上記化合物に代表される化合物Ｘをサスペンション溶射する方法等を採用して形成すれば良い。
　図５に示した物品１は、基体１５の表面に単層の遮熱コーティング１１が積層されている。
　一方、本発明の実施形態に係る上記物品において、上記遮熱コーティングは、積層体であっても良い。
　図７は、本発明の実施形態に係る物品が備える遮熱コーティングの別の一例を示す概略断面図である。
　図７に示す遮熱コーティング３１は、金属結合層１０１と、金属結合層１０１の表面に形成された酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）を主成分とするアルミナ層１０２と、アルミナ層１０２上に積層された第１中間層１０３と、第１中間層１０３上に積層された第２中間層１０４と、第２中間層１０４上に積層された遮熱層１０５とを備える積層体である。遮熱コーティング３１を構成する各層は互いに密着している。
　金属結合層１０１は、Ａｌを含む合金からなる層であり、融点が１３００℃以上であることが好ましい。金属結合層１０１の具体例としては、例えば、ＭＣｒＡｌＹ合金（但し、ＭはＮｉ、Ｃｏ及びＦｅの少なくとも１種）、白金アルミナイド、ニッケル－白金－アルミナイド等が挙げられる。
　金属結合層１０１は、上記基体の上に積層された層である。
　アルミナ層１０２は、酸化アルミニウムを主成分とする。
　アルミナ層１０２に含まれる酸化アルミニウムは、その結晶相がα－アルミナ、β－アルミナ、γ－アルミナ、σ－アルミナ、χ－アルミナ、η－アルミナ、θ－アルミナ及びκ－アルミナのいずれでも良く、これらのうちの２種以上の組み合わせであっても良い。
　アルミナ層１０２は、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）のみからなることが好ましいが、ＮｉＡｌ２Ｏ４、（Ｃｏ，Ｎｉ）（Ａｌ，Ｃｒ）２Ｏ４等からなる他の化合物を含んでもいても良い。
　アルミナ層１０２は、物品の使用時にＡｌを含有する金属結合層１０１に由来して、金属結合層１０１の表面に不回避的に生じる層であっても良い。
　アルミナ層１０２を形成する方法としては、例えば、金属結合層１０１の表面を酸素含有雰囲気で高温加熱することにより強制酸化する方法等を採用することができる。
　アルミナ層１０２の厚さは特に限定されないが、ヒートサイクル条件下における耐久性等の観点から、好ましくは０．５～１０μｍ、より好ましくは０．５～５μｍ、更に好ましくは０．５～２μｍである。
　第１中間層１０３は、酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）を主成分とする層（以下、ハフニア層ともいう）である。
　ハフニア層とアルミナ層とは、両者が接触した状態で１６００℃の雰囲気に晒されたとしても、Ａｌ２Ｏ３がＨｆＯ２に固溶しないため、アルミナ層が消失しない。
　また、金属結合層１０１中のＡｌ成分が遮熱層１０５に向かって拡散することもない。
　そのため、物品の使用時に金属結合層１０１中のＡｌが他の層に移行し、枯渇することによって生じる不具合（金属結合層の劣化、各層間の剥離、基材の損傷等）を回避することができる。
　第１中間層１０３は、酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）のみからなることが好ましいが、上述した効果が得られる範囲において、他の化合物を含んでもいても良い。
　第１中間層１０３は、気孔率が５体積％以下であることが好ましく、３体積％以下であることがより好ましい。
　第１中間層１０３の気孔率は、皮膜断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ：Ｓｃａｎｎｉｎｇ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）観察し、気孔が皮膜全体に占める面積を算出した値である。
　第１中間層１０３の厚さは特に限定されないが、Ａｌの移行・拡散を抑制するのに適している点から、１０～５０μｍが好ましく、１０～２０μｍがより好ましい。
　第２中間層１０４は、タンタル（Ｔａ）、ハフニウム（Ｈｆ）及び酸素（Ｏ）からなる化合物、又は、これらの成分に加えて上記一般式（１）中のＭと同一の希土類元素を含む化合物を主成分とする層である。
　上記タンタル（Ｔａ）、ハフニウム（Ｈｆ）及び酸素（Ｏ）からなる化合物は、下記一般式（４）で表される。
　ＴａｙＨｆｚＯ（５ｙ＋４ｚ）／２・・・（４）
（式（４）中、ｙ＝２．０、５．０≦ｚ≦７．０）
　上記一般式（１）中のＭと同一の希土類元素、タンタル（Ｔａ）、ハフニウム（Ｈｆ）及び酸素（Ｏ）からなる化合物は、下記一般式（５）又は下記一般式（６）で表される。
　ＭｘＴａｙＨｆｚＯ（３ｘ＋５ｙ＋４ｚ）／２・・・（５）
　（式（５）中、０＜ｘ≦０．２５、０＜ｙ≦０．２５、０．５≦ｚ≦１．０）
　ＭｘＴａｙＨｆｚＯ（３ｘ＋５ｙ＋４ｚ）／２・・・（６）
　（式（６）中、０．５≦ｘ≦１．０、０．５≦ｙ≦１．０、０＜ｚ≦１．０）
　第２中間層１０４は、第１中間層（ハフニア層）１０３及び遮熱層１０５の一方又は両方と良好な密着性を有する層である。第２中間層１０４を設けることによって遮熱層１０５の剥離がより発生しにくくなる。
　上記一般式（５）で表される化合物は、ＨｆＯ２にＭ、Ｔａが固溶した化合物であり、この化合物を主成分とする層は、特にハフニア層１０３との密着性に優れる。また、上記一般式（５）で表される化合物は、それ自体が優れた遮熱特性を有している。
　上記一般式（６）で表される化合物は、ＭＴａＯ４にＨｆが固溶した化合物であり、この化合物を主成分とする層は、特に遮熱層１０５との密着性に優れる。また、上記一般式（６）で表される化合物は、それ自体が優れた遮熱特性を有している。
　第２中間層１０４は、内側第２中間層（ハフニア層１０３側に位置する第２中間層）と外側第２中間層との２層で構成されていても良い。この場合、内側第２中間層が上記一般式（５）で表される化合物を主成分とする層であり、外側第２中間層が上記一般式（６）で表される化合物を主成分とする層であることが好ましい。
　第２中間層１０４の厚さは特に限定されないが、０．２～３０μｍが好ましい。
　第２中間層１０４が２層で構成されている場合、それぞれ好ましい厚さは０．１～１５μｍである。
　なお、第２中間層１０４を構成する化合物は、上記一般式（５）においてｘ＝０及び／又はｙ＝０の化合物であっても良いし、上記一般式（６）においてｚ＝０の化合物であっても良い。
　遮熱層１０５は、上述した化合物（２）、化合物（３）等の上記一般式（１）で表される化合物に代表される化合物Ｘを含む遮熱コーティング用材料を主成分とする皮膜である。
　遮熱層１０５は、緻密層であっても良いし、多孔層であっても良い。更には、外側に向かって延びるように立設された複数の柱状組織からなるセグメント構造を有する層であっても良い。
　遮熱層１０５の厚さは特に限定されないが、低熱伝導性及び構造安定性、更には耐食性、耐酸化性、耐熱性、金属結合層の保護効果等の性質の観点から、１００～２０００μｍが好ましい。遮熱層１０５のより好ましい厚さは、２００～５００μｍである。
　このような構成の遮熱コーティング３１は、各層を金属結合層１０１側から順に積層していくことにより製造することができる。
　例えば、上記基体の表面に、各層の皮膜を順に積層すれば良い。
　上記皮膜の形成において、金属結合層１０１、第１中間層１０３及び第２中間層１０４は、例えば、電子ビーム物理蒸着（ＥＢ－ＰＶＤ）、大気圧プラズマ溶射、減圧プラズマ溶射、サスペンション溶射（サスペンションプラズマ溶射、サスペンション高速フレーム溶射等）、高速フレーム溶射、焼結等の方法で製造すれば良い。
　また、アルミナ層１０２は、上述した方法で金属結合層１０１の表面に積極的に形成しても良いし、物品の使用過程で不回避的に形成しても良い。
　遮熱層１０５は、上記一般式（１）で表される化合物に代表される化合物Ｘを、電子ビーム物理蒸着（ＥＢ－ＰＶＤ）、大気圧プラズマ溶射、減圧プラズマ溶射、サスペンション溶射、焼結等の方法で成膜することで形成すれば良い。
　図７に示す遮熱コーティング３１は、金属結合層１０１～第２中間層１０４が図６に示した物品２における中間層２３に相当し、遮熱層１０５が物品２における遮熱コーティング２１に相当すると、みなすこともできる。
　上記物品の具体例としては、例えば、航空機用ジェットエンジン、発電用ガスタービンにおける動翼等の高温部品、その他、各種のエンジンや高温プラントにおける高温部品などが挙げられる。
　上記物品が航空機用ジェットエンジンにおける動翼である場合には、作動温度をより高温化して燃費の向上を図ることができる。また、上記物品が発電用ガスタービンにおける動翼である場合には、作動温度をより高温化して発電効率の向上を図ることができる。
　以下に、実施例を挙げて本発明の実施形態を更に詳細に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。なお、下記において、部及び％は、特に断らない限り、質量基準である。
（実施例１：ＹｂＴａ３Ｏ９）
　フッ素樹脂製の反応器に収容した蒸留水６４９グラムに、純度９９．９％以上のＹｂ（ＮＯ３）３・４Ｈ２Ｏ粉末（日本イットリウム製）２８グラム（０．０６５モル）を入れて、室温（２５℃）で１時間撹拌し、無色透明の水溶液を得た。
　次いで、この水溶液に、尿素４９１グラム（８モル）を投入し、室温（２５℃）で１時間撹拌した。その後、得られた無色透明の水溶液に、純度９９．９９％以上のＴａ２Ｏ５粉末（レアメタリック社製）４３グラム（０．０９７モル）を投入し、室温（２５℃）で７時間撹拌し、懸濁液を得た。
　次に、懸濁液を加熱して９５℃とし、還流冷却しながら、攪拌下、反応（尿素加水分解反応）させた（反応時間：１４時間）。その後、得られた反応液を、２５℃、４８００ｒｐｍで３０分間遠心分離し、下層のゲルを回収した。このゲルを、大量の蒸留水に投入し、十分に撹拌したところで、上記と同じ条件で遠心分離し、下層のゲルを回収した。その後、沈殿物を、大気雰囲気中、１２０℃で１４時間加熱し、乾燥粉末とした。次いで、この乾燥粉末をふるい（１００メッシュ）にかけて、微粉末を回収した。そして、この微粉末を、プレス成形（圧力５ＭＰａ）に供し、円板形状の成形体を作製した。その後、この成形体を、大気雰囲気中、１４００℃で１時間熱処理（仮焼）し、仮焼成形体を得た。得られた仮焼成形体を、室温（２５℃）で、乳鉢により乾式粉砕した。
　次いで、乾式粉砕物をふるい（１００メッシュ）にかけて、微粉末を回収した。そして、この微粉末を、プレス成形（圧力１０ＭＰａ）に供した。その後、この成形体を大気雰囲気中、１７００℃で１時間熱処理して焼成体を得た。焼成体を目視観察したところ、１７００℃における高温熱処理により、溶融等を伴っていないことを確認した。密度ρは７．９９ｇ／ｃｍ３であった。
　得られた焼成体をＸ線回折測定したところ、主成分である正方晶系のＹｂＴａ３Ｏ９と、未反応物と思われる若干量のＴａ２Ｏ５及びＹｂＴａＯ４を含む焼成体が得られたことが確認された。
　（高温における構造安定性）
　得られた焼成体を、大気中、１６００℃で２０時間の熱処理を行った後、室温（２５℃）で、乳鉢により乾式粉砕し、そのＸ線回折測定を行った。
　その結果、ＹｂＴａ３Ｏ９から分解したとみられるＴａ２Ｏ５、ＹｂＴａＯ４が一部検出されたものの、主成分は正方晶系のＹｂＴａ３Ｏ９であった。
　（電子顕微鏡による観察）
　得られた焼成体：ＹｂＴａ３Ｏ９について、ＡＢＦ（環状明視野法）を使用し、＜００１＞晶帯軸入射条件で観察した透過型電子顕微鏡による画像を取得したところ、図２Ａに示した画像が得られた。
　既に説明した通り、得られた画像では、明るさ（コントラスト）の異なる２つの領域が周期的に並んだ構造が観察された。
　また、上記の焼成体を透過型電子顕微鏡で観察して電子回折図形を取得したところ、図２Ｂに示した電子回折図形が得られた。この電子回折図形では、９つの基本回折斑点５０に加え、その中の４つの基本回折斑点からほぼ等距離にある位置に、４点の菱形状の斑点５１が検出された。
（実施例２：（Ｙｂ０．９Ｌａ０．１）Ｔａ３Ｏ９）
　フッ素樹脂製の反応器に収容した蒸留水６６５グラムに、純度９９．９％以上のＹｂ（ＮＯ３）３・４Ｈ２Ｏ粉末（日本イットリウム製）２５グラム（０．０６５モル）を入れて、室温（２５℃）で１時間撹拌し、無色透明の水溶液を得た。その後、純度９９．９９％以上のＬａ（ＮＯ３）３・６Ｈ２Ｏ粉末（関東化学製）３グラム（０．００６モル）を入れて、室温（２５℃）で１時間撹拌した。
　次いで、この水溶液に、尿素４９１グラム（８モル）を投入し、室温（２５℃）で１時間撹拌した。その後、得られた無色透明の水溶液に、純度９９．９９％以上のＴａ２Ｏ５粉末（レアメタリック社製）４６グラム（０．１０４モル）を投入し、室温（２５℃）で７時間撹拌し、懸濁液を得た。
　次に、懸濁液を加熱して９５℃とし、還流冷却しながら、攪拌下、反応（尿素加水分解反応）させた（反応時間：１４時間）。その後、得られた反応液を、２５℃、４８００ｒｐｍで３０分間遠心分離し、下層のゲルを回収した。このゲルを、大量の蒸留水に投入し、十分に撹拌したところで、上記と同じ条件で遠心分離し、下層のゲルを回収した。その後、沈殿物を、大気雰囲気中、１２０℃で１４時間加熱し、乾燥粉末とした。次いで、この乾燥粉末をふるい（１００メッシュ）にかけて、微粉末を回収した。そして、この微粉末を、プレス成形（圧力５ＭＰａ）に供し、円板形状の成形体を作製した。その後、この成形体を、大気雰囲気中、１４００℃で１時間熱処理（仮焼）し、仮焼成形体を得た。得られた仮焼成形体を、室温（２５℃）で、乳鉢により乾式粉砕した。
　次いで、乾式粉砕物をふるい（１００メッシュ）にかけて、微粉末を回収した。そして、この微粉末を、プレス成形（圧力１０ＭＰａ）に供した。その後、この成形体を大気雰囲気中、１７００℃で１時間熱処理して焼成体を得た。焼成体を目視観察したところ、１７００℃における高温熱処理により、溶融等を伴っていないことを確認した。密度ρは８．１７ｇ／ｃｍ３であった。
　得られた焼成体をＸ線回折測定したところ、主成分である正方晶系のＹｂＴａ３Ｏ９の他、ＹｂＴａ３Ｏ９に比してＴａリッチな組成のＹｂＴａ７Ｏ１９を含んでいることが確認された。
　（高温における構造安定性）
　得られた焼成体を、大気中、１４００℃で２０時間の熱処理を行った後、室温（２５℃）で、乳鉢により乾式粉砕し、そのＸ線回折測定を行った。
　その結果、ＹｂＴａ３Ｏ９が分解することで生成されるＴａ２Ｏ５、ＹｂＴａＯ４は検出されず、高温における構造安定性に優れることが確認された。
（実施例３：（Ｙ０．８（Ｔａ０．９Ｈｆ０．１）３Ｏ８．６）
　フッ素樹脂製の反応器に収容した蒸留水６４９グラムに、純度９９．９９％以上のＹ（ＮＯ３）３・６Ｈ２Ｏ粉末（関東化学製）２８グラム（０．０６５モル）を入れて、室温（２５℃）で１時間撹拌し、無色透明の水溶液を得た。その後、純度９９．９％以上のＨｆＣｌ４粉末（和光純薬製）８グラム（０．０１６モル）を入れて、室温（２５℃）で１時間撹拌した。
　次いで、この水溶液に、尿素４９１グラム（８モル）を投入し、室温（２５℃）で１時間撹拌した。その後、得られた無色透明の水溶液に、純度９９．９９％以上のＴａ２Ｏ５粉末（レアメタリック社製）５１グラム（０．１１５モル）を投入し、室温（２５℃）で７時間撹拌し、懸濁液を得た。
　次に、懸濁液を加熱して９５℃とし、還流冷却しながら、攪拌下、反応（尿素加水分解反応）させた（反応時間：１４時間）。その後、得られた反応液を、２５℃、４８００ｒｐｍで３０分間遠心分離し、下層のゲルを回収した。このゲルを、大量の蒸留水に投入し、十分に撹拌したところで、上記と同じ条件で遠心分離し、下層のゲルを回収した。その後、沈殿物を、大気雰囲気中、１２０℃で１４時間加熱し、乾燥粉末とした。次いで、この乾燥粉末をふるい（１００メッシュ）にかけて、微粉末を回収した。そして、この微粉末を、プレス成形（圧力５ＭＰａ）に供し、円板形状の成形体を作製した。その後、この成形体を、大気雰囲気中、１４００℃で１時間熱処理（仮焼）し、仮焼成形体を得た。得られた仮焼成形体を、室温（２５℃）で、乳鉢により乾式粉砕した。
　次いで、乾式粉砕物をふるい（１００メッシュ）にかけて、微粉末を回収した。そして、この微粉末を、プレス成形（圧力１０ＭＰａ）に供した。その後、この成形体を大気雰囲気中、１７００℃で１時間熱処理して焼成体を得た。焼成体を目視観察したところ、１７００℃における高温熱処理により、溶融等を伴っていないことを確認した。密度ρは７．２１ｇ／ｃｍ３であった。
　得られた焼成体をＸ線回折測定したところ、主成分である正方晶系のＹＴａ３Ｏ９の他、若干量のＨｆ６Ｔａ２Ｏ１７を含んでいることが確認された。
　（高温における構造安定性）
　得られた焼成体を、大気中、１４００℃で２０時間の熱処理を行った後、室温（２５℃）で、乳鉢により乾式粉砕し、そのＸ線回折測定を行った。
　その結果、ＹＴａ３Ｏ９が分解することで生成されるＴａ２Ｏ５、ＹＴａＯ４は検出されず、高温における構造安定性に優れることが確認された。
　（電子顕微鏡による観察）
　得られた焼成体：Ｙ０．８（Ｔａ０．９Ｈｆ０．１）３Ｏ８．６について、ＡＢＦ（環状明視野法）を使用し、＜００１＞晶帯軸入射条件で観察した透過型電子顕微鏡による画像を取得した。得られた画像を図８Ａに示した。
　図８Ａに示したように、得られた画像では、明るさ（コントラスト）の異なる２つの領域が周期的に並んだ構造が観察された。
　また、上記の焼成体を透過型電子顕微鏡で観察して電子回折図形を取得したところ、図８Ｂに示したように、９つの基本回折斑点６０に加え、その中の４つの基本回折斑点からほぼ等距離にある位置に、４点の菱形状の斑点６１が検出された電子回折図形が得られた。
［熱伝導性の評価］
　実施例１～３で得られた焼成体の熱伝導性を下記の手法で評価した。
　また、比較サンプルとして、比較例１：ＹＳＺ（７．４ｗｔ％Ｙ２Ｏ３－ＺｒＯ２）、及び比較例２：ＬａＴａ３Ｏ９を用意し、実施例１～３で製造した焼成体と同様に、熱伝導性を評価した。
（比較例１：ＹＳＺ）
　東ソー社製、ＴＺ－４Ｙ粉末（７．４ｗｔ％Ｙ２Ｏ３－ＺｒＯ２）を、プレス成形（圧力２５ＭＰａ）に供し、更に、冷間等方静水圧加圧（荷重２．５トン）を行って、円板形状の成形体を作製した。その後、この成形体を大気雰囲気中、１５００℃で５時間熱処理した。密度ρは６．０５ｇ／ｃｍ３であった。
（比較例２：ＬａＴａ３Ｏ９）
　フッ素樹脂製の反応器に収容した蒸留水７１６グラムに、純度９９．９９％以上のＬａ（ＮＯ３）３・６Ｈ２Ｏ粉末（関東化学製）３１グラム（０．０６５モル）を入れて、室温（２５℃）で１時間撹拌し、無色透明の水溶液を得た。
　次いで、この水溶液に、尿素４９１グラム（８モル）を投入し、室温（２５℃）で１時間撹拌した。その後、得られた無色透明の水溶液に、純度９９．９９％以上のＴａ２Ｏ５粉末（レアメタリック社製）４５グラム（０．１０２モル）を投入し、室温（２５℃）で７時間撹拌し、懸濁液を得た。
　次に、懸濁液を加熱して９５℃とし、還流冷却しながら、攪拌下、反応（尿素加水分解反応）させた（反応時間：１４時間）。その後、得られた反応液を、２５℃、４８００ｒｐｍで３０分間遠心分離し、下層のゲルを回収した。このゲルを、大量の蒸留水に投入し、十分に撹拌したところで、上記と同じ条件で遠心分離し、下層のゲルを回収した。その後、沈殿物を、大気雰囲気中、１２０℃で１４時間加熱し、乾燥粉末とした。次いで、この乾燥粉末をふるい（１００メッシュ）にかけて、微粉末を回収した。そして、この微粉末を、プレス成形（圧力５ＭＰａ）に供し、円板形状の成形体を作製した。その後、この成形体を、大気雰囲気中、１４００℃で１時間熱処理（仮焼）し、仮焼成形体を得た。得られた仮焼成形体を、室温（２５℃）で、乳鉢により乾式粉砕した。
　次いで、乾式粉砕物をふるい（１００メッシュ）にかけて、微粉末を回収した。そして、この微粉末を、プレス成形（圧力１０ＭＰａ）に供した。その後、この成形体を大気雰囲気中、１７００℃で１時間熱処理した。焼成体を目視観察したところ、１７００℃における高温熱処理により、溶融等を伴っていないことを確認した。密度ρは７．４０ｇ／ｃｍ３であった。
　得られた焼成体を、室温（２５℃）で、乳鉢により乾式粉砕し、そのＸ線回折測定を行った。Ｘ線回折測定の結果、焼成体は、正方晶系のＬａＴａ３Ｏ９でのみで構成されることが確認された。
　実施例１（ＹｂＴａ３Ｏ９）、実施例２（（Ｙｂ０．９Ｌａ０．１）Ｔａ３Ｏ９）、実施例３（Ｙ０．８（Ｔａ０．９Ｈｆ０．１）３Ｏ８．６）、比較例１（７．４ｗｔ％Ｙ２Ｏ３－ＺｒＯ２）、及び比較例２（ＬａＴａ３Ｏ９）のそれぞれの焼成体について、下記の方法により、熱伝導率の測定を行った。
　熱伝導率の測定結果は、図９に示した。
（熱伝導率の測定）
　各資料は、レーザーフラッシュ法（ＪＩＳ　Ｒ１６１１に準拠）に供して、２５℃、１００℃、２００℃、３００℃、４００℃、５００℃、６００℃、７００℃、８００℃、９００℃、及び１０００℃における熱伝導率を測定した。
　なお、固体の熱伝導率は気孔の影響を受け、気孔を含むと低めの値となる。そのため、下記式（７）のような補正式（参照文献：Ｃ．　Ｗａｎ，　ｅｔ　ａｌ．，　Ａｃｔａ　Ｍａｔｅｒ．，　５８,　６１６６‐６１７２　（２０１０））
　ｋ′／ｋ=１－４／３φ　　　　　　（７）
（式（７）中、ｋ′は供試体の熱伝導率、ｋは緻密質としての熱伝導率、φは気孔率である。）を用いて熱伝導率の測定値を補正し、補正した熱伝導率を求めた。
　図９に示した通り、実施例１（ＹｂＴａ３Ｏ９）、実施例２（（Ｙｂ０．９Ｌａ０．１）Ｔａ３Ｏ９）、及び、実施例３（Ｙ０．８（Ｔａ０．９Ｈｆ０．１）３Ｏ８．６）は、いずれもＹＳＺおよびＬａＴａ３Ｏ９に比べて熱伝導率が充分に小さかった。
（実施例４）
　下記の方法で、遮熱コーティングを製造した。
　遮熱コーティングを形成するための基体として、縦５０ｍｍ、横５０ｍｍ、厚さ５ｍｍのステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）の板材を用意し、実施例３で製造した焼成体（Ｙ０．８（Ｔａ０．９Ｈｆ０．１）３Ｏ８．６）の粉末（粒度：１０～６３μｍ）を溶射材料として、大気圧プラズマ溶射により、上記基体上に厚さ２００μｍの溶射皮膜（遮熱コーティング）を形成した。
　その後、作製したサンプル（遮熱コーティング）を切断し、その断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）によって観察した。
　図１０は、実施例４の遮熱コーティングの切断面の走査型電子顕微鏡による観察像である。
　図１０に示すように、基体上に形成された遮熱コーティング層は、割れや剥離がなく、緻密かつ高い密着力で成膜されている。
　１、２　物品
　１１、２１、３１　遮熱コーティング
　２３　中間層
　１５、２５　基体
　１０１　金属結合層
　１０２　アルミナ層
　１０３　第１中間層（ハフニア層）
　１０４　第２中間層
　１０５　遮熱層
 

Claims (11)

  1. 　カチオン欠損型の欠陥ペロブスカイト型複合酸化物である化合物Ｘを含み、
    　前記化合物Ｘの単位格子は、それぞれが６つの酸素原子で構成され、かつ１つの酸素原子を共有する２つの八面体が並んだ構造を有しており、
    　前記化合物Ｘにおいて、隣接する単位格子にそれぞれ属し、かつ隣り合う２つの八面体のそれぞれの中心軸は、互いに傾いており、
    　前記隣接する単位格子にそれぞれ属し、かつ隣り合う２つの八面体は、複数並ぶことで、異なる傾きを持つ八面体が交互に並ぶ周期的な構造を構成し、
    　前記化合物Ｘは、その結晶構造中に前記周期的な構造の周期性が変化する境界面を有する
    　遮熱コーティング用材料。
  2. 　前記化合物Ｘの結晶系は、正方晶系である請求項１に記載の遮熱コーティング材料。
  3. 　前記化合物Ｘの結晶構造中には複数の前記境界面が存在し、当該複数の境界面によって囲まれる領域の一辺の長さが１～１０ｎｍである請求項１又は２に記載の遮熱コーティング材料。
  4. 　前記単位格子に含まれる２つの八面体の中心軸は、それぞれ異なる方向に傾いている請求項１～３のいずれかに記載の遮熱コーティング材料。
  5. 　前記周期的な構造は、前記単位格子の２つの八面体が並ぶ方向から見たときに、縦２つ横２つに並んだ計４つの八面体を構成単位として一つのユニットを構成している
    　請求項１～４のいずれかに記載の遮熱コーティング材料。
  6. 　前記化合物Ｘの結晶構造中には、前記単位格子の２つの八面体が並ぶ方向から見たときに前記境界線を境に隣接する２つのユニットに着目したとき、各ユニットのそれぞれに含まれる４つの八面体は、互いの中心軸が、それぞれ線対称の関係になるように傾いている
    　請求項５に記載の遮熱コーティング材料。
  7. 　前記化合物Ｘは、下記一般式（１）で表される化合物である請求項１～６に記載の遮熱コーティング用材料。
    　（Ｍ１-ｘＡｘ）１-ｙ-ｚ（Ｔａ１－ｙＤｙ）３Ｏ９＋δ・・・（１）
    （式中、ＭはＳｍよりイオン半径の小さい希土類元素から選ばれた１種の原子であり、Ａは全ての希土類元素から選ばれた１種の原子であり、ＤはＨｆ又はＺｒであり、ｘ、ｙ及びｚはそれぞれ０≦ｘ≦０．４、０≦ｙ≦０．２及び０≦ｚ≦０．２を充足し、δは電気的中性を満足する値である。但し、ｘ、ｙ及びｚの全てが０の場合を除く。）
  8. 　前記一般式（１）で表される化合物は、ＭがＹであり、ｘ＝０であり、０＜ｙ≦０．２であり、０≦ｚ≦０．２である請求項７に記載の遮熱コーティング用材料。
  9. 　前記一般式（１）で表される化合物は、ＭがＹｂであり、０＜ｘ≦０．４であり、ｙ＝０であり、ｚ＝０である請求項７に記載の遮熱コーティング用材料。
  10. 　基体と、前記基体に積層された請求項１～９のいずれかに記載の遮熱コーティング用材料を含む皮膜とを備える物品。
  11. 　ガスタービン部品又はジェットエンジン部品である請求項１０に記載の物品。
     
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