TW293849B - - Google Patents

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經濟部中央標準局員工消費合作社印装 293849 at _B7_五、發明説明（1 ) 本發明係有關能修補機械構造零件龜裂的自行修復功 能被覆。 金屬，C/C (碳/碳織維複合髏）及非氧化物陶瓷 ，在高溫氧化氣氛中使用時，表面被氧化，故需被覆氧化 锆等的氧化物防止氧化。金屬表面被覆氣化銷的例子有， 特開昭55 -28351號，特開昭58 — 87273號 。又，特開昭5 8 — 1 2 5 6 7 9號則揭示碳表面被覆氧 化锆的方法。將公平5 - 8 1 5 2號則揭示氮化矽表面被 覆氧化锆的方法。又關於被覆切削工具時，爲增加粘附性 ，先被覆硼化物等，再被覆氧化鋁。 又，對於非氧化物陶瓷在大氣中，以高溫處理方法修 復表面的氣孔或龜裂。 上述以往技術未考廉實際使用環境下的信賴度。即使 被覆氧化鉻等的氧化物，當該被覆層產生龜裂時，也會使 耐氧化性差的母材外露，馬上造成母材氧化。即，產生龜 裂，同時產生母材氧化，降低機械性强度。 本發明係藉由設置自行修復層，即使最外層產生龜裂 ，可依與最外層相同組成的修復層，稹極的修復龜裂爲目 的。 對於由陶瓷，金屬，C/C中的至少1種所構成的構 件表面，對於大氣環境除具有强軔的被覆靥外，還設置具 有自行修復功能的被覆層，以達成上述目的。 特別是由陶瓷，金屬，C/C中的至少1種所構成的 構件表面，在大氣中耐1 5 0 0 °c的最外氧化物被覆層， (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙浪尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部中央揉準扃員工消費合作社印製 293849 A7 B7 五、發明説明（2 ) 及含有與最外氧化物被覆厝與構件表面做爲中間層的自行 修復層，自行修復層的氧化速度比最外被覆靥的氧化速度 快，自行修復層具有修復最外被覆層龜裂的功能，由自行 修復層所生成的化合物與最外被覆厝相同，而達成修復的 效果。特別是最外氧化物被覆層，在大氣中1 5 0 0 °C的 蒸氣壓爲1 X 1 0〃N/rrf以下的安定氧化物，由自行修 復層的氧化生成物，其含有與最外氧化物被覆層相同組成 的氧化物，高溫下達成最理想的自行修復。 本發明的自行修復層，其特徵係由含有硼化合物或矽 化合物的組成所構成。這些化合物與氧化氣氛反應，生成 反應生成物，藉由該反應生成物可修補龜裂。由自行修復 層的氧化生成物，含有與最外氧化物被覆層相同組成的氧 化物，可達成本發明自行修復的目的。同時，耐環境的最 外被覆層爲氧化物，可達到做爲自行修復厝的功能。例如 ，由氮化矽所構成的燃氣輪機葉片表面被覆Z r 〇2自行 修復層，最外面再被覆Zr〇2的構造物，在Zr〇2的 表面導入龜裂，置於1 5 0 0 °C高溫氧化氣氛中。

ZrB2層被氧化，生成Zr〇2 ，B2〇3及ZrBO化 合物，最外面的Z r 〇2層的龜裂可以含有Z r 〇2組成 的化合物修復。藉此與以往僅Z r 〇2被覆的構造物比較 ，可得到高信頼度的被覆層。此處的氧化速度係Z r B2 >Zr〇2 〇又，Zr〇2在15 0 0°C的蒸氣壓爲 5 . 6X1 0_8N/m3，高溫下極安定。圖1表示自行修 復功能的概念圆。 本紙張尺度逋用中困國家檩準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (裝-- I - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本瓦) 訂

L A7 293849 B7 五、發明説明（3 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明係由陶瓷，金屬，C/C中的至少1種所構成 的構件表面被覆氧化物，該氧化物與構件之間至少含有硼 化合物，矽化合物層的構造中，含有由陶瓷，金屬，C/ C組合中的至少1種，所構成的構件及至少含有硼化合物 ，矽化合物的中間餍及氧化物層之間，熱膨脹係數以傾斜 性變化較佳。因爲產生熱衝擊等時由於熱膨脹係數差產生 多數的龜裂，不僅最外層的氧化物，連自行修復層也可能 產生龜裂。尤其是熱膨脹係數差較大時，會發生縱，横方 向的龜裂，有導致剝離的危險性。 本發明的自行修復層係含有3 0 v ο 1 %以上由Z r ，Hf ，Ta，A 1 ，Y中的至少1種所構成的硼化合物 ，或由Zr ，Hf ，Ta，Al ，Y中的至少1種的矽化 合物所組成，使具有自行修復功能。需要3 Ο ν ο 1 %的 理由係考慮整體的均勻分散時，少於3 Ο ν ο 1 %時分散 性差，造成阻礙修復功能。 本發明的自行修復層可由1層以上構成，爲提髙信賴 度，在修復功能上可爲2層，3層。 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 依自行修復功能所得到的反應生成物係主要由 Zr〇2，Al2〇3，Hf〇2，鉻石（Zr〇2· S i 〇2 )，富鋁紅柱石（3Al2〇3*2Si〇2) ，Zr〇2 與 B 2 0 3 > A 1 2〇3 與 B2〇3，鉻石（Z r 〇2· S i Ο 2 ) 與B2〇3，亩鋁紅柱石（3A 1 2〇3· 2 S i 〇2)與 B2〇3’ H f 〇2 與 B2O3，Y2〇3 與 Β2〇3’ T a2〇5 與 B2〇3，Hf 〇2與3 i 〇2，Υ2〇3與 S i 〇2， 本紙浪尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） A7 203840 五、發明説明（4 ) __ B7 T ^ 2 〇 5 與S i 0 2中的 1種所構成者其修復功能特別優 異 °或自 行修 復反 應生成 ;物爲 A 1 2 0 3 — B a 0， A 1 2 0 3 —B e 0 ，A 1 2 0 3 — Mg 0 9 A 1 2 0 3 — Μ η 〇， A 1 2 0 3 -S i 0 2 * A 1 2 〇 3 - -T i 0 2 » A 1 2 〇 3 —Z η 0 ，A 1 2 0 3 -Z r 〇 2 3 ' Z r 0 2 T i 0 2， Z r 0 2 -Si 0 2 ' ，Z r 0 2 — Ν b 2 0 5 » Κ 2 0 — A 1 2 0 3 - -Si' 0 2 5 M g 0 — A 1 2 0 3 — S i 0 2， A 1 2 0 3 - C e 0 2 ，C a 〇 — A 1 2 0 3 — S i〇2， B a ο - ~ A 1 ： 2 0 3 - -S i 0 2 9 F e 0 — A 1 2 〇 3 -S i 0 2 9 C a 0 - -M g 0 - -Si 0 2 » C a 0 — Z r 0 2 - S i 0 2，Μ g ο —C a 0 9 Μ g 0 — S i 0 2， H e x, a c e 1 s i a n » Mg 0 - T i 0 2 9 M g 0 — ζ r 〇 ζ » Si 0 2 -T i 0 2 中的1 種 以 上 的結晶質所構 成 而達成‘ 修復: 功能 0因爲 Z r 0 2 * A 1 2 0 3，M g 0， Υ 2〇 3等: 在高: 溫下 爲安定 的氧 化物， 大 氣 中 1 5 0 0 °C 的 蒸 氣壓力: 爲1 XI 0 _4N / m* 以下。 以B ，B a ， Mg ， T i » L i N a » N b，Κ， V 等的氧· 化物: 玻璃 構成自 行修 復層時 9 雖 可 暫時修復但因 該 玻璃的: 蒸氣. 腔大 ，因蒸 :發消 失而不 具 修 復 層的作用。修 復 生成物: 在使 用環 境下必 須安 定0 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央橾率局員工消費合作社印製 本發明與被覆的構造物無關連，故被覆的構造物係由 陶瓷，金屬，C/C等所構成，沒有特別限定。S i C， 富鋁紅柱石S i 3N4，細瓷氧化氮化物（Sialon) ， A 1 N，S i 2N2〇等的陶瓷。異粒子分散於基質中的粒 本紙張尺度逋用中國國家標率（CNS ) A4規格（210 X 2M公釐） 經濟部中央梂準局貝工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（5 ) 內及/或晶間的毫微組合構造的SiC，Zr〇2 ，富鋁 紅柱石，S i3N4，AlN，Al2〇3，B4C，BN， S i2N2〇，Y2〇3等的複合材。5〜6 Ο ν ο 1 %氧化 物，碳化物，氮化物，碳氮化物中的至少1種所構成的無 機化合物及9 5〜4 0 ν ο 1 %金屬氮化物所構成*該無 機化合物爲該金屬氮化物相互結合的構造的反應燒結複合 材。Fe系金屬，Α1系金屬，Ti系金屬，N i系金屬 ，金靥間化合物，單向凝固金靥，單結晶，鑄鐵，碳鋼， 耐熱鋼等的金屬，等各種皆適用。 設置各種機械構造零件的壽命診斷電路即使不設置於 各種機械構造零件整體，也可僅設B於產生最大應力或產 生氧化面。又，壽命診斷回路必須設在自行修復層表層部 附近（距表面5mm以內）。因爲構造構件.係由表面產生龜 裂造成破壞，故必須敏感的檢知自行修復層表面的龜裂發 生。表面所發生的龜裂藉由慢慢切斷嫌維素（1 〇 〇〜 1000條），電阻率增加超過設定的臨界値時，則判斷 必須保養停止設備，進行零件的更換。藉由設置非單繅維 而是長嫌維束或單纖維的組合束，繅維及粒子的組合束’ 因龜裂使束中纖維慢慢切斷，可慢慢的增加髦阻率。 同時，在具有自行修復功能被覆的機械構造零件 覆層附近，設置導《回路，藉由測定該導電回路的憊阻# 變化，也可預測自行修復功能被覆的壽命（圖2) °此機 械構造零件上所設置的壽命測定用導氰回路係可由C » S i C，TiN，Ti C，ZrN，Cr2N 等的低電阻 本紙張尺度遥用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X297公釐） --------( 裝------訂------ (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央樣準局員工消費合作杜印製 203849 A7 B7_____五、發明説明（6 ) 率的嫌維，粒子構成。又，以彈性模數不同之2種以上的 織維，粒子所構成者，對於壽命診斷也有效。特別重要的 是壽命測定用導電回路兼具做爲機械梅造零件的强化材的 效果。壽命測定用導電回路的電阻率的變化係由導電回路 的織維束的拉拔現象，切斷現象，界面（接觸）現象，變 形現象，化學的腐蝕現象，溫度變化現象所產生，測定此 變化藉由與臨界値比較，能夠預測壽命，診斷壽命，保養 診斷等。例如，表面層產生龜裂，自行修復層產生氧化， 帶來修復功能，進行再氧化時壽命測定用導電回路被氧化 ，電阻增加。讀取此値藉由設置於外部的計算機，與臨界 値比較，超過臨界値時自動發出停止訊號。藉此，機械構 造構件於破壞之前停止設備、可進行零件的更換。 再將電阻値的變化送入系統中，當電阻値超過設定的 臨界値時系統自動停止，可進行保養檢査。 本發明的被覆方法有，熔射，化學蒸鍍，物理蒸鍍， 塗佈法，浸溃法，層稹法等，只有粘附性的問題，被覆方 法與自行修復功能沒有關連，構件爲金屬，C/C時最適 合使用等離子熔射法。陶瓷則最適用等離子熔射，層稹法 ，化學蒸鍍等方法。 視需要於陶瓷及C/C組合構造物表面與自行修復層 之間，爲防止氧化可加入阻礙物。 〔實施例〕 以下具體地說明本發明的實施例。 (請先閱讀背面之注意事項存填寫本育) 裝

、1T

U 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐〉 經濟部中央樣準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（7 ) (實施例1 — 9 5 ) 表1所示陶瓷及C/C組合構造物表面藉由等離子熔 射被覆2 0 〇 各種自行修復層’再被覆2 0 0 最 外層的Z r 〇2等。等離子溶射係在眞空氣氛中，使用親 氣糖使產生等離子。所得的自行修復層及最外層爲氣孔率 3%以下的緊密質地。將0 . 2mm宽，2 0 0 #m深的斑 裂導入本構造物最外層，然後，該構造物S於大氣中 1 5 0 0。〇，1 0 0小時。結果得知’龜裂部分係以自行 修復層與大氣中的氧反應的生成物修復。修復部分的成分 如表1〜表3所示。修復機構概念圖如圖1所示。 本紙浪尺度適用中國國家橾半（CNS ) A4規格（210X297公釐） -10 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

五、發明説明（8 ) A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 〔表1 ] N 0 構造物 自行修復餍 最表面層 修復生成物 1 S i aN4 Z r B 2 Z r O2 z r 0 2 * B 2 0 3 2 S i 3N 4 T i B 2 T i 〇2 T i 0 2 · B 2 0 3 4 S sN 4 c a B 2 c a 〇 c a 0 · 3 2 0 3 5 S i 3N 4 WB wo 2 wo 2 · E 2 0 3 6 S 3N 4 L a B 2 L a 2 0 3 L a 2 0 3 * B 2 0 3 7 S i 3N4 H f B 2 H f O2 H f 0 2 · B 2 〇 3 8 S i 3N4 T a B 2 丁 a 2 0 s T a 2 0 5 * B 2 0 3 9 S i aN 4 N b B 2 N b 2 0 5 N b 2 0 5 • B 2 0 3 10 S 5 3N 4 F e B 2 F e 2 〇 3 F e 2 0 3 • B 2 0 3 11 S i 3N 4 A 1 B 2 A 2 〇 3 A 1 2 0 3 • B 2 0 3 12 S i 3N4 Z r B 2 + s i 0 2 Z r 〇2 Z r 0 2 · Z r S i 〇4 13 S 3N 4 H f B 2 + s i 〇 2 H f 〇2 H f 0 2 · H f S i 〇4 14 S i 3N 4 Z Γ B 2 + T i B 2 Z r 〇2 Z r 〇2 * B 2 0 3 * T i O2 15 S 3N 4 Z Γ B 2 + F e B 2 Z r 〇2 F e 2 0 3 • B 2 0 3 .Z Γ 〇2 16 S C Z r B 2 Z r 〇2 Z r 〇2 · B 2 0 3 17 S c T B 2 T 0 2 T i 02 · B 2 0 3 18 S c c a B 2 c a 〇 c a 0 · 3 2 0 3 19 S c WB wo 2 wo 2 · E 2 0 3 2 0 S c L a B 2 L a 2 0 3 L a 2〇3 • B 2 0 3 2 1 S c H f B 2 H f 〇2 H f 0 3 · B 2 0 3 2 2 S i c T a B 2 T a 2 0 5 T a 2 0 5 * B 2 0 3 2 3 S i c N b B 2 N b 2 〇 5 N b 2 0 5 • B 2 0 3 2 4 S c F e B 2 F e 2 〇 3 F e 2 0 3 • B 2 0 3 2 5 S i c A B 2 A 2 0 3 A 1 2 0 3 • B 2 0 3 2 6 S c Z r B 2 + S 0 2 Z r 〇2 Z r 〇2 · Z r S i 〇4 2 7 S i c H f B 2 + S i 〇 2 H f 0 2 H f 〇2 · H f S i 〇4 2 8 S i c Z r B 2 + 丁 i B 2 Z r 0 2 Z r 02 · B 2 0 3 · 丁 i O2 2 9 S c Z r B 2 + F e B 2 Z r 〇2 F e 2 0 3 * Z r O2 3 0 A 1 N Z r B 2 Z r 〇2 Z r 〇2 * B 2 0 3 3 1 A N T B 2 T 02 T 0 2 · B 2 0 3 3 2 A N c a B 2 c a 〇 c a 0 · B 2 0 3 3 3 A 1 N WB wo 2 wo 2 · E 2 0 3 3 4 A N L a B 2 L a 2 0 3 L a 2 0 3 • B 2 0 3 3 5 A 1 N H f B 2 H f 〇2 H f 0 2 · B 2 0 3 3 6 A N T a B 2 T a 2 0 5 T a 2 0 5 • B 2 0 3 3 7 A N N b B 2 N b 2 0 5 N b 2 〇 5 • B 2 0 3 本紙張尺度逋用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 訂 11 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 293849 a7 B7 五、發明説明（9 ) 〔表2〕 N 〇 _造物 自行修復屠 最表面曆 修復生成物 3 8 A】N F e b2 F e 2 0 3 F e 2 0 3 · B 2 0 3 3 9 A 1 N A 1 b2 A 1 2 0 3 A 1 2〇3* B2〇3 4 0 A 3 N Z r b2 + s i Oz Z r 0 2 F e 2 0 3 * B 2 0 3 4 1 AIN Η f b2 + s i 0 z H f 0 2 H f 〇2 · H f S i 〇4 4 2 A】N Ζ r B 2 + T i B 2 Z r 0 2 Z r 0 2 * B 2 0 3 · T i 0 2 4 3 A 1 N Ζ r B 2 + F e B 2 Z r 〇2 F e 2〇3· B2O3 • z r 0 2 4 4 細瓷氧化氮化物系 Ζ r Bz Z r 0 2 Z r 0 2 · B 2 0 3 4 5 細瓷氧化氮化物系 Τ Bz T 0 2 T i 0 2 · B 2 〇 3 4 6 細瓷氣化氮化物系 C a B 2 c a 〇 c a 0 · B 2 0 3 4 7 細瓷氧化氮化物系 WB wo 2 wo 2 * B Z 0 3 4 8 細瓷氣化氮化物系 L a B 2 L a 2 0 3 L a Z 0 3 * B 2 0 3 4 9 細瓷氧化氮化物系 Η f B 2 H f 〇2 H f 0 2 · B 2 〇 3 5 0 細瓷氧化氮化物系 Τ a B 2 T a 2 0 S T a 2 0 5 * B 2 0 3 5 1 細瓷氧化氮化物系 Ν b B 2 N b 2 0 5 N b 2 0 5 * B 2 0 3 5 2 細瓷氣化氮化物系 F e B 2 F e Z 0 3 F e 2 〇 3 * B 2 0 3 5 3 細瓷氧化氮化物系 A 1 B 2 Z r 〇2 A 2〇3' B2O3 5 4 細瓷氧化氮化物系 Ζ r B2 + S i 0 z Z r 〇2 Z r 〇2 · Z r S i 〇4 5 5 細瓷氧化氮化物系 Η f Bz + S i 0 2 H f 〇2 H f O2 · H f S i 〇4 5 6 細瓷氧化氮化物系 Ζ r B 2 + T b2 Z r 〇2 Z r 0 2 · B 2 0 3 * T i 0 2 5 7 細瓷氧化氮化物系 Ζ r b2 + F e B 2 Z r F e 2〇3· B2〇3 • z r 0 2 5 8 富鋁紅柱石 Ζ r b2 Z r 0 2 Z r 0 Z * B 2 0 3 5 9 富鋁紅柱石 Τ Bz z r 0 2 T i 0 2 · B 2 0 3 6 0 富鋁紅柱石 C a B 2 c a 0 c a 0 · B 2 0 3 6 1 富鋁紅柱石 WB wo 2 wo 2 · B 2 0 3 6 2 富鋁紅柱石 L a b2 L a 2 0 3 L a 2〇3* B2O3 6 3 富鋁紅柱石 Η f B2 H f 〇2 H f 0 2 * B 2 0 3 6 4 富鋁紅柱石 Τ a Bz T a 2 0 5 T a 2〇5· Bz〇3 6 5 富鋁紅柱石 Ν b Bz N b 2 0 5 N b 2〇5· B2〇3 6 6 富鋁紅柱石 F e B 2 F e 2 0 3 F e 2 〇 3 * B 2 〇 3 6 7 富鋁紅柱石 A b2 A 2 0 3 A 2 〇 3 · B 2 0 3 6 8 富鋁紅柱石 Ζ r B 2 + S i 〇2 Z r 0 2 Z r 〇2 · Z r S i Oa 6 9 富鋁紅柱石 Η f B2 + S i 〇2 H f 0 2 H f O2 · H f S i 〇4 7 0 富鋁紅柱石 Ζ r b2 + T i B2 Z r 0 2 Z r 0 2 * B 2 0 3 · T i O2 7 1 富鋁紅柱石 Ζ r B 2 + F e b2 Z r Oa F e 2〇3* Bz〇3 • Z r 0 2 7 2 細瓷氧化氮化物系 + S i C Ζ r Bz z r 〇2 Z r 0 2 * B 2 0 3 7 3 細瓷氧化氮化物系 + S i C Τ i B2 z r 0 2 T 5 0 2 · B 2 〇 3 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 訂 本紙張尺度適用中國國家橾隼（CNS ) A4規格（210X297公釐）

A B 五、發明説明（10 ) 〔表3〕 經濟部中央標準局員工消费合作杜印製

No mmi 白行修復曆 驗面層 修物 7 4 細瓷氧化氮化物系 + Z r 〇2 C a B2 CaO CaO* B2O3 7 5 S i 3N4 + S i C WB WO2 W〇2 · B 2〇3 7 6 S i 3N4 + A 1 N L a B2 L a 2〇3 L a2〇3 · B2O3, 7 7 S i 3N4 + Z r O2 Hf B2 Hf O2 H f O2 · B2O3 7 8 S i 2N2〇 T a B2 T a 2Ο5 T a 2Ο5 · B2Ο3 7 9 S i 3N4 + T i CN NbB2 Nb2〇5 N b2Ο5 · B2O3 8 0 S i 3N4 + T i N F e B2 F 6 2〇3 F 6 2〇3 · B2O3 8 1 S i 3N4 +Mo A 1 B2 A 1 2〇3 A 12Ο3 · B2O3 8 2 細瓷氧化氮化物系 +Mo Z r B2 + T i B2 Z r O2 Z r O2 · B2O3 * T i 〇2 8 3 T i N Z r B2+F eB2 Z r O2 F β2〇3 · B2O3 · Z r O2 8 4 BN A 1 B2 A 1 2〇3 A 1 2〇3 · B2O3 8 5 C/C組合 Z r B2 Z r 〇2 Z r O2 · B2O3 8 6 C/C組合 T i B2 T i 〇2 T i O2 · B2O3 8 7 C/C組合 CaB2 CaO C a 0 · B2O3 8 8 C/C組合 WB W〇2 WO2 · B2O3 8 9 C/C組合 L a B2 L a2Ο3 L a2Ο3 * B2O3 9 0 C/C組合 Hf B2 Hf O2 H f 〇2 · B2O3 9 1 C/C組合 T a B2 T a 2Ο5 Ta2Ο5 · B2O3 9 2 C/C組合 NbB2 Nb2〇5 N b 2Ο5 · B2O3 9 3 C/C組合 Z rB2 Z r 〇2 Z r O2 · B2O3 9 4 C/C組合 Z r B2+T i B2 Z r 〇2 Z r O2 * B2O3 · T i O2 9 5 C/C組合 Z r B2+ F e B2 Z r O2 F Θ2Ο3 · B2O3 * Z r O2 (請先閱讀背面之注意事項再填寫太頁) 1 -»

"S 本紙張尺度遙用中國國家標隼（CNS〉A4規格（210X297公t ) 293840 A7 B7__ 五、發明説明（11 ) 關於比較例則無自行修復層，將〇 . 2mm宽，2 0 0 pm深的龜裂導入被覆2 0 0//m Zr〇2的SiC燒 結物最外層，然後該構造物置於大氣中1 5 0 0°C， 1 0 0小時。圖8係顯示氧化試驗前後的電子顯微銳照片 。結果，龜裂部分的S i C燒結物表面生成S i 〇2、，因 S i 〇2蒸發形成多數大氣孔，S i C燒結物被侵蝕。無 自行修復屠，將0 · 2mm寬，2 0 0 //m深的龜裂導入被 覆2 0 0#m Zr〇2的Si3N4燒結物最表面，然後 該構造物置於大氣中1 5 0 0 °C，1 0 0小時。圚9係顯 示氧化試驗前後的電子顯微鏡照片。結果，龜裂部分的 S i 3N4燒結物表面生成S i 〇2皋化膜，同時燒結助劑 Yb氧化物熔融析出於表層，S i3N4燒結物被侵蝕。如 此，自行修復層不存在時，S i C或S i 3N4燒結物等的 表面，因氧化而被侵蝕。這種侵蝕造成信賴度降低的原因 〇 經濟部中央梂準局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本實施例中重要的是氧化速度自行修復層>最外層的 構造，不限於本實施例所使用的陶瓷及C/C組合，本發 明藉由設置自行修復層，能使所有的陶瓷及C/C組合， 金屬具有自行修復功能。 只要能耐外部環境的化合物，即可做爲最外層，特別 是 Z r 〇2，A 1 2〇3，Y2O3，H f 〇2» T a2〇5在高 溫下非常安定。同時，適合自行修復層的化合物有，Z r ，A1 ，Y，Hf ，Ta的硼化合物。 B4C，B等的自行修復層與大氣中的氣反應生成 本紙乐尺度逍用中國困家標準（CNS ) A4说格（210X297公釐） 14 293849 A7 B7 __ 五、發明説明（12 ) B2O3玻璃時，因產生C 0氣髗等’故使反應氣粗造成修 復後的部分產生空隙或龜裂，同時，B2〇3玻璃因高蒸氣 壓而蒸發，消失，以致於不具有自行修復功能。 (實施例9 6 — 1 0 2 ) ' 爲正確地硏究自行修復餍，由表4所示的物質所檐成 的試驗片（1 0X1 〇x5mm)表面，藉由粉末式等離子 熔射法被覆2 0 0 p m各種自行修復層，同時再被覆 2 0 0 jum的Z r 〇2等的最外層。本試驗片的表面導入 0 . 2mm寬，2 0 O^m深的龜裂，然後，將該構造物置 於大氣中1 5 Ο ΟΌ，1 0 0小時。結果如表4所示。由 此得知，B4N單體，B單體，B4C + S i 〇2蒸發，而 不具修復瘢裂的功能。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央揉準局貝工消费合作杜印策 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS〉A4規格（210X 297公釐） -15 -

A B7 五、發明説明（13 ) 〔表4〕 經濟部中央棵準局員工消費合作社印裝

No 構造物 自行修復層 最表面餍 修復狀態 9 6 S i 3N4 b4c Z r 〇2 無修復p能 S i 3N4被侵蝕 9 7 S i C BN Z r O2 無修復功能 S i C被侵蝕 9 8 S i C B Z r 〇2 無修復功能 S i C被侵蝕 9 9 C/C B4C + S i 〇2 S i C 無修復功能 C/C被侵蝕 100 C/C B N + S i O2 S i C 無修復功能 C/C被侵蝕 101 C/C B + S i 〇2 S i C 無修復功能 C/C被侵蝕 102 C/C Z r B2 Z r O2 有修復功能以 Z r 〇2等修復 本紙悵尺度逋用中國國家標率（CNS ) A4说格（210X297公嫠） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 訂

L • 16 - 293849 Μ Β7____ 五、發明説明（l4 ) 圚10係表示以熱天平測定自行修復層因高溫氧化如 何產生變化的結果。由此實驗也得知B4C單髖，Β單雅 也因氧化完全蒸發、消失，B4C + S i 〇2因氧化而減少 5 0 % 重:ft。 (實施例1 0 3 — 1 3 2 ) 如表5所示的陶瓷及C/C組合構造物表面上，藉由 粉末式等離子熔射法，被覆2 〇 〇 a m各種自行修復層， 再被覆1 5 0 各種氧化物的最外屠。等離子熔射係於 眞空氣氛中使用氬氣髋，使產生等離子。所得的自行修復 層及最外層爲氣孔率3 %以下的緊密質地。將0 · 2mm寬 ，1 5 0 pm深的亀裂導入本構造物最表面，然後該檐造 物置於大氣中1 5 0 OX：，1 〇 〇小時。結果得知，龜裂 部分被自行修復層與大氣中的氧反應的生成物修復。被修 復部分的成分如表5所示。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 '-° 經濟部中央樣準局貝工消費合作社印袋 本紙張尺度速用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -17 - A7 五、發明説明（15 ) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 〔表5〕 No mm 白行修復靥 mmm 103 S 13N4 Z r O2 2 Γ 〇2 · A 1 2〇3 Z r O2 · B2O3 104 S 13N4 T i Ba Ti 〇2· AI2O3 T i O2 · B2O3 105 S i C C a B2 C a 0 · A 1 2O3 C a 0 · B2O3 106 當銀紅柱石 WB W〇2 · A 1 2〇3 WO2· B2O3 107 細瓷氧化氣化物系 L a B2 L a 2Ο3 * A 1 2Ο3 L a2Ο3 * B2〇a 108 C/C組合 Hf Bz Hf O2· A 1 2〇3 Hf O2· B2〇3 109 S i 3N4 + S i C T a B2 T a 2Ο5 · A 1 2Ο3 T a2Ο5 · B2O3 110 S i3N4 NbBa N b 2〇5 · A 1 2〇3 N b2Ο5 · B2O3 111 S 13N4 F e B2 F e 2Ο3 * A 1 2Ο3 F e2Ο3 · B2O3 112 S 13N4 A 1 B2 A I 2〇3 A 1 2〇3 * B2O3 113 S 13N4 ZrB2+Hf B2+AI B2 Z r O2 · A 丨 2Ο3 Zr〇2-Hf O2* AI2O3 114 S i 3N4 + Z r O2 Z r Ba+T i B2 Z r O2 · A 1 2〇3 z r ο» · B2O3 · τ i 〇2 115 S i 3N4-HA 1 N Z r B2+ F e B2 Z r O2 · A 1 2Ο3 F e2〇3 · B2O3 · Z r O2 116 S i C Z r B2 結石 Z r O2 · B2O3 117 S i C Ti B2 T i O2 · C r 2Ο3 T i O2 * B2O3 118 S 13N4+S i c C a B2 C a 0 · C r 2Ο3 C a 0 · B2O3 119 AIN WB WO2· T i O2 WO2 · B2O3 120 富銘紅柱石 L a B2 L a 2〇3 · S ΐ O2 L a 2Ο3 B2O3 121 細瓷iWba化物系 yb2 Y2O3 Y2O3 · B2O3 122 c/c組合 YB2 Z r O2 · Y2O3 Y2O3·B2O3 123 S i C NbBa Y2O3 N b2Ο5 · B2O3 124 S12N2O ZrBz 结石 Z r O2 · B2O3 125 細瓷氧應匕物系+Zr〇2 A 1 B2 A 1 2〇3 A 1 2〇3 · B2O3 126 細瓷氧臟匕物系+T i N Z r B2+T i B2 Z Γ 〇2 * Y2〇3 Z r O2 · B2O3 · T i O2 127 細瓷氧化》_系+5 i C Z r B2+ F e B2 2 r O2 · C r 2Ο3 F β2〇3 · B2〇3 · Z r O2 128 S 13N4+T ϊ N F e B2 2 r O2 · C r 2Ο3 Z r O2 · B2O3 129 S 13N4+M0 A1 B2 AI2O3 A 1 2〇3 · B2O3 130 細瓷氧倾働系+M〇 Z r B2+T i B2 锆石 Z r O2 · B2O3 · T i O2 131 Ti N Z r B2+ F e B2 Z Γ 〇2 · Y2〇3 F β2〇3 * B2O3 · Z r O2 132 BN A 1 B2 A 1 2Ο3 · T i O2 A l 2Ο3 · B2O3 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 訂

L 本紙浪尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210Χ297公釐） 18 B7 五、發明説明（ie ) 本實施例中重要的是氧化速度自行修復餍>最外層的 構造，不限於本實施例所使用的陶瓷及c/c組合，本發 明藉由設置自行修復層，能使所有的陶瓷及C/C組合， 金雇具有自行修復功能。 如表6所示的比較例，氧化速度爲自行修復層 < 最外 層的被覆構造時，最外層的龜裂因最外層的氧化反應能暫 時修復，但最外層整體被氧化侵蝕，故不具有本質上的修 復功能。 ( 裝-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本f ) 經濟部中央揉準局員工消費合作社印製 〔表 6 〕 比較例 No 構造物 自行修復層 最表面屠 修復功能 1 S i 3N4 A 1 2 0 3 ZrBz jfne. Wi 2 Si3N4 A 1 2 0 3 T1B2 Arrr. m 3 S i 3N4 S i C BN m 4 S i C Z r 0 2 Z r B 2 jtwwf. m (實施例1 33-1 35)

*1T 本紙張尺度遑用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨Ο X 297公釐） B7 五、發明説明（17 ) 如表7所示的金屬的構造物表面上，藉由粉末式等離 子熔射法，被覆2 0 Q pm各種自行修復層，再被覆 1 5 0 //m各種氧化物的最外層。等離子熔射係於眞空氣 氛中使用氬氣體，使產生等離子。所得的自行修復厝及最 外層爲氣孔率3%以下的緊密質地。將0 . 2mm宽，、 1 5 0 a m深的龜裂導入本構造物最表面，然後該構造物 B於大氣中1 5 0 0 °C，1 0 0小時。結果得知，亀裂部 分被自行修復層與大氣中的氧反應的生成物修復。被修復 部分的成分如表7所示。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4规格（210X297公釐） 20 五、發明説明（IS )

7 7 A B 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 〔表7〕 No 雛物 白行修復餍 贼丽 133 不誘鋼 Ζ ΓΒ2 ZrO Z r Oz · B2O3 134 不_ T i Be T i O2 · A 1 z〇3 T i O2 · B2O3 135 不銹鋼 C a Ba C a 0 · Z r O2 C a 0 · B2O3 136 mm WB W〇2· AI2O3 W〇2 · Bz〇3 ' 137 NbaAl L a B2 L a2〇3 · A 1 2Ο3 L aa〇3 * B2O3 138 N i系合金 Hf B2 Ηί〇2· A】2〇3 H f O2 · B2O3 139 N i系合金 TaBz T a2Ο5 * A 1 2Ο3 T azOs · Bz〇3 140 C r系合金 NbBz Nb2〇5 · A 1 2〇3 N b2O5 # B2O3 141 蘭 A1 Bz A 1 z〇3 A 1 2〇3 * B2O3 142 Cr-N i系合金 ZrBa Zr〇2 Z r Oz · B2O3 143 C r —N i系合金 Z rBz + A] Bz Al2〇3 Z r O2 * A 1 2〇3 144 易割綱材 Z r B2+F eB2 Z r O2 · A 】2Ο3 F β2〇3 # B2O3 · Z r O2 145 耐熱鋼材 Z r B2+T i B2 2 r O2 * A 1 2〇3 Z r 〇2 · B2O3 · T i O2 146 mmm NbBs Nb2〇5* AI2O3 N b2Ο5 * B2O3 147 ίίί&ί«耐齡金 NbB2 N b 2〇5 · A 】2〇3 N b2Ο5 * B2O3 148 N i a(A 1 > T i ) ZrB2 + Ti B2 Z r O2 · A 1 z〇3 Z r O2 · Bz〇3 * T i O2 149 麵强化A ] A1 B2 A 1 2〇3 A 3 2Ο3 * B2O3 150 s i 强化T i金闥 ZrBz Z r〇z Z r Oz · B2O3 151 單向共晶合金 Cr-TaC Ti B2 Ti 〇2· A】2〇3 T i 〇2 · Bz〇3 152 A 1合金 ZrBz Z r O2 Z r O2 · B2O3 153 Ti合金 ZrB2 Z r O2 2 r O2 · B2〇3 154 A1合金 ZrB2 Z r O2 · A 1 2〇3 Z r O2 · B2O3 155 S i C粒子分散 强化T i金屬 ZrBz Z r〇2 - S i C Z r O2 * B2O3 --------(裝------訂------f.i- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙伕尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4规格（210X297公嫠） 21 A7 _B7_ 五、發明説明（19 ) 本發明的自行修復機能由上述等的實施例得知不受被 覆材料影響。被覆的構造物可用，陶瓷，C/C組合，各 種金屬。 (實施例 1 5 6 — 1 6 4 ) 、 如表8所示的構造物表面上，藉由粉末式等離子熔射 法，進行含有被覆2 0 自行修復層，再被覆1 0 0 # m的最外層3層以上。等離子熔射係於眞空氣氛中使用 氬氣體，使產生等離子。所得的自行修復層及最外層爲氣 孔率3 %以下的緊密質地。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本瓦) 裝

、1T 經濟部中央標準局負工消費合作社印装 本紙張尺度逋用中國國家棣準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） -22 - 203849 A7

7 B 五、發明説明（2〇 ) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 〔表8〕 No 構造物 自行修復層等最表面餍 修復生成物 156 S i 3N4 第1層：Z r 〇2 第2層：Z r B2自行修復層 第3層：Z r 0 2 Z r 〇2* B2O3 157 細瓷氧化 氮化物系 第 1 層：A 1 2〇3 · T i 〇2 第2層：Z r B2自行修復層 第3層：Z r 〇2 Z r 〇2* B2O3 158 細瓷氧化 氮化物系 第 1 層：A 1 203 · T i 02 第 2 層：A 1 2〇3 第3層：Z r B2自行修復層 第4厝：Z r 〇2 Z r 〇2· B2O3 159 鎳鉻鐵耐 熱合金 第 1 層：A 1 2〇3 · T i 〇2 第2層：A 1 B2自行修復層 第 3 層：A 1 2〇3 第4層：Z r B2自行修復屠 第5層：Z r 〇2 A 1 203 · Β203 Ζ r 〇2· Β2Ο3 160 S i C 第1層：S i 3N4 第2層：T i B2自行修復層 第3層：Z r B2自行修復層 第4層：Z r 〇2 Τ i 〇2· Β2Ο3 Ζ Γ 〇2· Β2〇3 161 細瓷氧化 氮化物系 第1層：A 1 N 第2層：Z r B2自行修復層 第 3 厝：Z r 〇2 · A 1 2〇3 Ζγ〇2·Β2Ο3 162 S i 3N4 第1層：N i系合金 第2層：Z b B2自行修復屠 第3層：Z r B2自行修復層 第4層：Z r 〇2 Nb2〇3* Β2Ο3 Ζ r 02· Β2〇3 163 鎳鉻鐵耐 熱合金 第 1 層：A 1 2〇3 · T i 〇2 第2層：T i C 第 3 層：A 1 2〇3 第4層：Z r B2自行修復層 第5層：Z r 0 2 Ζ r 〇2· Β2Ο3 164 N b 3A 1 第 1 層：A 1 2〇3 第2層：Z r B2自行修復層 第3層：Z r 〇2 Ζ r 〇2· Β2Ο3 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙浪尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） A7 _B7_ 五、發明説明（21 ) 該被覆層的構造如表8所示。所得的自行修復層等各 靥爲氣孔率3%以下的緊密質地。將0 · 2圆1宽，1 〇 〇 a m深的龜裂由本構造物最表面至自行修復層’然後骸構 造物置於大氣中1 5 〇 〇°C，1 〇 〇小時。結果得知，龜 裂部分被自行修復層與大氣中的氧反應的生成物修復。 (實施例165-173) 爲硏究被覆層間的熱膨脹係數差所產生的影響’表9 所示的構造物表面藉由粉末式等離子熔射法，進行含有被 覆2 0 0 自行修復層，1 〇 〇 的最外層的3層以 上。等離子熔射係於眞空氣氛中使用氬氣體，使產生等離 子。所得的自行修復層及最外層爲氣孔率3 %以下的緊密 質地。該被覆層的構造如表9所示。將該被覆的携造物由 室溫加熱至5 0 0 °C後，水冷卻，觀察被覆層界面的狀況 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝

、1T 經濟部中央棣準局貝工消费合作社印裝 本紙浪尺度適用中國國家橾準（CNS ) Α4規格（2丨0X29*7公釐） -24 -

7 7 A B 五、發明説明（22 ) 〔表9〕 經濟部中央標準局員工消费合作社印製

No 構造物 i行修復厨等最表面層 修触成物 纖結果 S UN4 第 2層：丁 i B2 ( 7 • 9 X 1 0 ' V°C) 1分 165 3X10 '6/°C 第 3屬：Z r 〇2 ( 8 • 0 X 1 0 '6/°C ) T i O2 B2O3 產生剝離 S i 3N4 第2靥：Z r B2 ( 5 • 8 X 1 0 ) 166 3 X 10 '6/°c 第 3 層：Z r 〇2 ( 8 • 0 X 1 0 - VC ) Z r O2 · B2O3 良好 細瓷氧化氣化物系 第2層：Z r B2 ( 5 • 8 X 1 0 - V°C ) 167 3 . 2 X 1 0 - V〇C 第3層：ZrCb (8 • 0 X 10 -e/°c) Z r O2 · B2O3 良好 S i 3N4 第 2層：T i B2 ( 7 • 9 X 1 0 -®X°C ) -¾分 168 3X10 '6/°C 第3層：Z r 〇2 ( 8 • 0 X 10 -e/°c) T i O2 · B2O3 產生剝離 S i 3N4 第1層：Z r B2+S i 3N4 169 (4 . 0X10 'e/°C ) Z r O2 * B2O3 良好 3X10 -°/aC 第 2層：Z r 〇2 ( 8 • 0 X 1 0 "6/°C ) 麵 第 1層：丁 i 〇2 ( 9 • 0 X 1 0 VC〉 170 第2麻：T i B2 ( 7 • 9 X 1 0 *6/eC ) T i O2 · B2O3 良好 12X10 '6/°C 第3胯：Ti 〇2· Z Γ 〇2 (8 • 0 X 1 0 '6/°C) 麵 第 1層：Ti B2 ( 7 .9 X 1 0 - V0C ) 分 171 第2靥：T i 〇2 · Z Γ 〇2 T i O2 * B2O3 12X10 V°C (8 5 X 1 0 V°C ) 龄剝離 不銹鋼 第 1層：T i 〇2 ( 9 .0 X 1 0 _6/X) 172 第2層：Z r B2 ( 5 • 8 X 1 0 - V°C ) Z r O2 * B2O3 良好 13X10 -6/°C 第3厨：Z r 〇2 ( 8 .〇 X l 0 - 6/°C) 不銹鋼 第 1層：T i B2 ( 7 • 9 X 1 0 V°c ) ~分 173 第2層：Z r B2 ( 5 .8 X 1 (TV。。） Z r O2 · B2O3 13X10" V°C 第3層：Z r 〇2 ( 8 • 0 X 1 0 · V°C ) --------(裝------訂------f.i(- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙浪尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） -25 - _B7_ 五、發明説明（23 ) 結果得知，含自行修復層的其中幾曆與被覆靥間的熱 膨脹係數差趄過4 X 1 〇 _6/°C以上時，產生剝離，無法 具有高信賴度的自行修復功能。因此，藉由逐渐地控制被 菝屠間的熱膨脹係數使具有優異的耐衝擊性的自行修復功 能的被覆屠。 、 (實施例174 — 228) 如表1 0所示的構造物表面上，藉由粉末式等離子熔 射法，被覆2 0 0 各種自行修復層，再被覆2 0 0 // m Z r 〇2的最外層。等離子熔射係於眞空氣氛中使 用氬氣體，使產生等離子。所得的自行修復層及最外層爲 氣孔率3%以下的緊密質地。將0 . 2腿宽，2 0 0 //m 深的龜裂導入本構造物最表面，然後將該構造物置於大氣 中1 5 0 0 °C，1 0 〇小時。結果得知，龜裂部分被自行 修復層與大氣中的氧反應的生成物修復。被修復部分的成 分如表1 0及表1 1所示。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝.

-1T 經濟部t央揉準局貝工消费合作社印製 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS M4規格（210X297公釐） -26 - A7 223840

7 B 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 五、發明説明（24 ) 【表1 0】

No «逍物 - 目仃修復埴 A茨面層 »?I生成物 174 S 1 3 N4 Z r S 1 Z r 0, Z r 07. S 1 0, 175 s 1 3n* T 1 S 1 T l 0,· Z r 〇7 T l 03 · S 1 05 Π6 5 1 a N4 M 0 S 1 2 r 0, · S i Ot M 0 0 - S 1 Oj 177 S 1 3 n4 F · S 1 Z r 0,· S Ί O,. F · i 03 · S 1 0 7 178 S \jNa C 0 S 1 Z r 〇,*S f 0： c 〇 Oj · s i 〇j 179 S \ jNa LaSi Z r 0,· S 1 0, L A 2 O3 * S i 0 j iao S 1 3N4 H f S丨 Z r Oj* S i Ο, H f O, · S i 〇i ιβι S 1 3n4 T a S 1 . Z r 07· S 1 O, T a 07 · S 10, 182 S 1 3 N4 N b S i 2 r 0,· S 1 Oj N b7 O3 · S 1 0 7 s 1 3 na A 1 S i Z r 0¾ · A 1 j 03 A 1,03·S 1 02 lei S 1 3 Νλ NISI Z r 0,-S i 0, N 1 O, · S 1 O, U5 s 1 3n4 Z r Θ7+ Z r S 1 Z r 0,· S 1 07 Z rO^'BjOa'S i Oj IW S ί 3 N* Z r S i +M 0 S i Z r O,· S 1 O, Z r 0, ·0 i 02-M 0 0 187 S 1 3 Ni Z r S 1 -f A 1 S 1 Z r O,·S I 07 Z r 07 · S 1 0, * A 1,03 】5S i 1 c A 1 S 1 A 1 j 〇3 A 1 , 〇3 · S » 0, 189 s鋁紅柱石 NISI 2 r O, N i O, · S 1 O, 190 細瓷It化氮化杨系 Z r B, + Z r S 1 Z r 0,.S 丨 07 Z r〇-j*02〇3eS 1 〇i 191 tK 1 N Z r S 1 +M 0 5 1 Z r O, - A 1 7 03 Z r〇i*S 1 〇i*W〇0 192 c/c組合 Z r Bi + Z r S 1 Z r 07* 5 1 0, Z rOj*B7〇3'S 1 0¾ \n ITT 細瓷氧化系+ S i C 細瓷氧+ T i Z r 87 + Z r S i Z r 0, Z r〇i*Bj〇a'S i 〇a Z r S i + B 4 C Z r O, Z r Ο, * S i 0, · 0,03 · S i C 195 c/c組合 A 1 S 1 A 1 t〇a A 1 j O, * S 1 O, 196 細瓷氣化系+Z r〇2 Z r S 1 + M 0 S 1 Z r Oj Z r 02 · S 1 Oj-M 0 〇 197 S 1 , n4 + s I c Z r S i +M 0 S 1 Z r 0, Z r O7 ·S i 〇7-M 0 0 198 S 1 3 N4 +* A 1 N T 丨 Bj + Z r S i Z r 0,* A 1 i 03 了 i Oj * Z r Ο, . Bi 03 . S 1 Oj 199 S ί 3 十 Z r 07 Z r B2 + Z r S i Z r 0, Z r Ο,·B, 03 -S i 0, 200 S i 7 Νϊ 0 Z r S 1 + B4C Z r Oj Z r 〇!-S i 0,-B,〇3-S i C 201 S丨3 N«(十T丨CN T 丨 8, + Z r S 1 Z r 02 - A 1 7 Os T 1 〇ϊ · Z r 0, B , 03 * S 1 Oj 202 S 1 3 W* + 丁丨 N Z r S i Z r Oj Z r 0, ·S 1 〇j 203 S i ^ N4 + Μ σ Z r 巳i + Z r S ϊ 2 r Oj 2 r 0, · B,03·S i 0, 204 S 1 3 N4 + WC T 丨 Z r S 1 Z r Oj "Μ Oj · Z r 〇3 · 8 7 O3 · S 1 Oj 205 細瓷氣化系+wc Z r S 1 Z r O, Z r Or S i 0,.8,〇rS 1 C 206 θ N Z r 8i + Z r S 1 Z r Oj · A 1 7 〇3 Z rOj*8j〇3*SI Oj 20? TIN T f B, -f Z r S 1 Z r Oj Τ 1 Ο,-Ζ r 0,-B,0j-S i 0, 708 TIC Z r S i Z r O, Z Γ 0, < S I Ο, · B , 〇3 * S 1 3 N* 209 WC Z r S 1 Z r Ot Z r 07-S i 0,<B,〇3*S 1 C (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝

-1T 本紙浪尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 27 -

A 五、發明説明（25 ) 【表1 1】 經濟部中央橾準局員工消費合作社印製

No 構造物. 自行修復層 A«面屑 « iX生成物 210 S ί 3M4 Z r S 1 ZrOt Z r 02 *S f 02-B2〇3-S i C 211 S i 3N4 T i Bj + Z r S i Z r 0, T ί 〇2*Z r02*B2〇3*S i Oz 212 S ' aN, T i B2 + Z r S i Z r Oj T i 0, ·Ζ r 〇2'Bj〇3*S i 0, 一 -213 c/c組合 Z r S ί 锆石 Z r 0 j · S i O a 214 s i3n4 + s丨c F 6 S i Z r Oj-F ej2〇3 Fe2〇，S ί 〇a 215 S i3N4 + Z r 〇2 Z r B2+Z r S i Z r 04-A l20, 1 Z r 〇2*B2 〇a- S 1 02 216 S i ,n4 + A I N Z rS i 锆石_ ' · Z r 〇2-S I 02 217 Si〆、 + s \ a T i S 1 Z τθ,-c r,0a Τ ί 〇a*B,0,-S ί 0, 21Θ AIN WS ί W〇2*T i Oj wo2*b2〇3«s i o2 .219- 富鋁紅柱石 La S i L a 2 〇3 · S 1 L a 2 〇3 · Bz O3 S i 02 2213— 細瓷氧化氣彳M系 Η f S i H f Οί-Yj Oa- Hf 〇2*B2〇3-S ί 02 221 - _ c/c組合 T a S I Z r 02 + T %'02 T a 〇2 * B2 〇a * S 1 Oa 222 S i 2 Nj 0 F e S ί , 锆石 F Θ 2 03 · B2 Og · S ί Oj 223 224 .細瓷氧化 氮化物系 + Z r Oz A 1 S i A 1* 0,-Mg,0 A ί 2 Oj · S 丨 Oj '«細姿氧化 氮化物系 + T i N Z r S i 鉻石 ' : Z r 02-S i Oz 225 .細瓷氧化 氮化物系 + S i C Z r B2+Z r S i ’ZrO:.Alt'〇3 1 Z r〇2*BjOj*S ί 〇2 226 S ι3ν4 + Τ i N T 1 Β, + Z r S 1 Z r 0, T i Oj-Z r 02-B2〇3-S ί 02 227 S i 3N4 + M o A 1 Bi 1 A la〇.-Y,0, A 12 〇凜•日i〇a 228 S ί 3n4 +WC T i S i 1 T I Oj* A I 2 〇* T i OfB,〇s*S I 〇a (請先閱讀背面之注意事項再填寫本貢) 裝 訂

L 本紙伕尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） -28 - A7 B7 五、發明説明（26 ) (實施例2 2 9 — 2 4 如表1 2所示 射法，被覆2 0 0 2 0 0 # m Z r 氛中使用氬氣體， 外厝爲氣孔率3 % 2 0 0 深的龜 物置於大氣中1 5 部分被自行修復層 復部分的成分如表 的構造物表面上，藉由粉末式等離子溶 "m各種自行修復雇，其上再被覆 〇2的最外層。等離子熔射係於眞空氣 使產生等離子。所得的自仃修復層及最 以下的緊密質地。將0 ·2腿宽， 裂導入本構造物最表面，然後將該構造 〇 〇。(：，1 0 0小時。結果得知，龜裂 與大氣中的氧反應的生成物修復。被修 1 2所示。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝

'1T 經濟部中央標準局負工消費合作杜印製 本紙張尺度逋用中國困家棣準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -29 - 293849 A7 B7 五、發明説明（27 ) 【表1 2】

No- 構造物.. .‘自行修復層 最表面層 雉 《 生成物 229 - 一不銹鋼 2 r S 1 Z r 07 Z r 〇7-S i 07 230 鎢鐵 T丨S i T 1 〇3.之 r 07 Τ 1 02.S 1 O'J 231 Nb3AI MoS i Z r 〇4^S 1 07 M〇0-S i 02 232 N 1系含金 F e S i : Z r〇2‘F βϊ〇3 F «2 0 3* S 1 〇2 233 C r系合金 CoS 1 C ο 02·Ζ r 02 c〇o,*s i 0, 234 碳鋼 、 L a S Γ La203eZ r03 La2〇3-S 丨 Oj 235 C r-N丨系合金 H f S 1 H f Oa · Z r 0¾ H f 02- S i Ο, 236 工具綱 T a S I T a ,05. Z r O 2 T a j〇3- S 1 〇 7 237 AI含金 NbS i Nb205-Z r 0, N b jOb'S i Oj 238 Γ丨含金 AIS 1 A l3 〇3*Z r 02 AI2〇3-S i 〇2 239 Ν Ι3 ΓΑ 1 ,Τ 1 ) NISI N 1 Oj-Z r 02 N i 0,-5 1 0, 240— •鎳鉻鐵耐熱合金 Z r B,+ Z r S 1 Z r 07 Z rOj*Bj〇3eS i 02 241 a«捅化a 1 Z r S 1 +Mo S 1 Z r 07 Z r O,· S 1 0 0 0 242 單向共晶合金 C r-TaC Z r S 1 Z r 〇2 Z r Oj.S 1 〇 ,.Β,Ο, 243 易割鋼材 A 1 S'l A 1 2〇3 Al203-S 1 O, · 244 S1C粒子分敎 »化1· 1金* NISI Ν 1 Oj-Z r 0, Ν 1 Oj-S 1 02 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 訂

L 經濟部中央樣準扃員工消费合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） 30 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（28 ) (實施例2 4 5 ) 藉由厝稹法製作資施例1〜8 4，實施例1 5 6〜 1 5 8，實施例1 6 2所示的組成的陶瓷構造物，自行修 復層，最外層。將平均粒徑〇 . 5 //m的構造物原料的陶 瓷粉末，藉由自動搅拌機乾式混合，再將此混合粉末與所 定置的有機溶媒混合成淤漿狀，再以刮刀法使成爲坏懺薄 片。同樣地，使用自行修復層的陶瓷原料，以刮刀法形成 坯體薄片。同時，使用最外層的陶瓷原料，以刮刀法形成 坯雅薄片。層稹這些坯髄薄片，以9 8MPa向層稹方向 加壓製造成形物。將所得的成形物於惰性氣《中，以 1 4 0 0 °C〜2 1 0 0°C的溫度範圍加熱至形成緊密爲止 ，製成被覆自行修復層的構造物（圚3)。自本構造物最 表面導入0 . 3 mm宽的龜裂至自行修復餍，然後該構造物 S於大氣中1 5 0 0 °C，1 0 0小時。結果得知龜裂部份 係以自行修復層與大氣中的氧反應的生成物修復。 (實施例2 4 6 ) 藉由CVD法（氣相反應法）被覆實施例1〜1 3 2 的自行修復層及最外層等。例如，設®構造物於反應爐內 ，於1 0 0 0 °C的反應爐內導入鹵化鈦氣體及鹵化硼氣體 ，能被覆T i B2於構造物表面。同樣地，藉由改變導入 氣體的成分及反應爐的溫度，可被覆上述實施例所示的各 組成層。所得的被覆層的氣孔率爲5 %以下的緊密質地。 自本構造物最表面導入0 · 3 mm宽的龜裂至自行修復餍， 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) Α4规格（210Χ297公釐） ---------i 裝-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

*1T 31 Λ7 _ B7 五、發明説明（29 ) 然後該梅造物置於大氣中1 2 0 0 1，1 〇 〇小時。結果 得知龜裂部分係以自行修復層與大氣中的氧反應的生成物 修復。 由上述等的實施例得知本發明的自行修復功能係不受 被覆方法影響。被覆方法可用，層稹法以外的塗佈法，印 刷法，PVD法，CVD法，電泳法，熔射法等一般的方 法。該被覆方法係例如，以綜合技術中心發行的「陶瓷塗 敷技術」等所示。 (實施例2 4 7 - 2 5 4 ) 實施例1中硏究被覆屠的厚度會造成何種影響。該結 果如表13所示。由此得知，爲使具有充分地自行修復功 能時，對於最表面皮膜的厚度而言，自行修復層的厚度必 須在1 / 1 0以上。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 、?τ 經濟部中央橾隼局貝工消費合作杜印«- 本紙張尺度適用中國國家樣準（CNS ) Α4规格（210 X 297公釐） -32 -

A 五、發明説明（30 ) 〔表1 3〕 經济部中央樣準局員工消費合作社印製

No i行修復屠厚度 驗面層厚度 自行修復雜 247 S i 3N4 ZrB2(150wm) Zr〇2(200wm) 良辞 248 S 13N4 ZrB2(100pm) Zr〇2(200wm) 良好 249 S i 3N4 Z r B2 ( 8 0 " m ) Zr〇2(200wm) 良好 250 S i 3N4 ΖγΒ2(5 0αιώ) Zr〇2 (200//m) 良好 251 S i 3N4 ZrB2(40只m) Zr〇2 (200 只 m) 良好 252 S i 3N4 Z r B2 ( 2 0 μ m ) Zr〇2(20〇Mm) 良好‘ 253 S i 3N4 Z r B2 ( 1 0 w m) Zr〇2(200只m) 不可長時間使用 254 S 13N4 Z r B2 ( 5 # m ) Zr〇2 (200#m) 不可長時間使用 I 裝-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） -33 - 經濟部中央標準局貝工消費合作杜印裝 A7 _ B7 五、發明説明（31 ) (實施例2 5 5 ) 使用由實施例1 ’實施例1 6，寅施例8 5，實施例 1 5 6 — 1 6 3所得的發明材料，製作如圖4，圖5所示 的燃氣輪機用葉片及噴嘴。將本構件組裝於1 5 0 0 °C等 級的燃氣輪機設備中，進行運轉的結果，停止設備運轉， 定期檢査表面受損的狀況。得知1 0 〇 〇小時以內無異常 現象，2 0 0 0小時後產生斑裂，藉由自行修復厝所生成 的化合物，自行修復龜裂部分。得知繼縯運轉5 Q 0 0小 時後，也以自行修復層塡滿龜裂部分，防止母體及所成構 造物的氧化。 (實施例2 5 6 ) S i 3N4構造物表面被覆自行修復曆A 1 B2 ，最表 面被覆細瓷的氧化氮化物（Sialon)的構造構件，適用於 鍍連績熔融鋅金屬用的輥軸。圖3所示鍍連績熔融鋅金屬 的裝置。適用於圖6的輥軸8，支持輥1 0。軸承9逋用 C/C組合。使用本實施例的裝置於5 0 0 °C的鋅浴中的 連縯鍍敷作業。得知運轉1 0 0小時後因細瓷氧化氮化物 層的摩損而損傷，自行修復層A 1 B2與鋅反應，生成 A 1 _Z η的金屬間化合物，進行修復。 以往，因鋼輥及軸承的摩損故壽命爲3天，而本實施 例者即使連績使用3個月以上仍未發現異常的摩損，可進 行均勻的鍍敷作業。 如本實施例，使用環境中的熔融金靥與自行修復層的 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 .1Τ 本紙張尺度適用中國國家棣準（CNS ) Α4規格（2丨0><297公釐） -34 - 293849 A7 _B7_ 五 '發明説明（32 ) 反應生成物，可做爲修復功能使用。 (實施例2 5 7 )

Si3N4構造物表面被覆自行修復層NbB2 ，最表 面被覆細瓷的氧化氮化物（S i a U η )的構造構件，適用於 鍍連績熔融鋅金屬用的輥軸。圓3所示鍍連績熔融鋅金屬 的裝置。適用於圖6的輥軸8，支持輥1 0。軸承9適用 C/C組合。使用本實施例的裝置於6 8 0 °C的鋁浴中的 連績鍍敷作業。得知運轉1 0 0小時後因細瓷氧化氮化物 屠的摩損而損傷，自行修復層AbB2與鋅反應，生成 Nb - A1的金屬間化合物，進行修復。 以往，因鋼輥及軸承的摩損故壽命爲4天，而本實施 例者即使連縯使用3個月以上仍未發現異常的摩損，可進 行均匀的鍍敷作業。 (實施例2 5 8 ) 經濟部中央搮準局員工消费合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 添加1 3重量份聚乙烯及硬脂酸合成蠛的混合物於 1 0 0重置份平均粒徑1 pm的金靥矽粉末，當做陶瓷零 件的原料中，經混鍊成原料。使用擠出成形機將此原料製 成1 0腿厚，1 0 Omm的角板。以碳嫌維（直徑1 0#m ，長1 0 0 0 pm〉束（直徑1 . 5mm)做爲壽命診斷用 電阻測定回路成形於此板上所成。 將上述成形物置於氮氣氛爐中，以l°C/m i η的昇 溫速度加熱至1 3 5 0 °C，於爐中放冷後，得到具有薄命 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐〉 • 35 - 經濟部中央標隼局貝工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（33 ) 診断用《阻測定回路的反應燒結陶瓷S i 3N4。又，前述 粘結劑的脫脂係於昇溫過程中進行。所得到的反應燒結陶 瓷的表層部係藉由等離子熔射被覆2 0 0 //m Z r B 2 的自行修復層，其上爲使具有耐熱性，故再藉由等離子熔 射形成20 0//m Zr〇2的緊密膜。反應燒結材因表 層部爲多孔質，故該氣孔中也生成ZrB2 ，得到高粘著 强度膜。然後，內部回路的端部銅焊銅配線，然後進行外 部測定器的配線。 將本陶瓷零件逋用於1 5 0 0 °C等級燃氣輪機的燃燒 器內襯零件。結果，陶瓷零件因燃燒試驗使Z r 〇2膜被 破壤，同時藉由ZrB2被氧化，Zr〇2等修復Zr〇2 膜。同時，壽命診斷用電阻測定回路的m阻產生變化，藉 由與臨界値比較可做爲燃燒器內襯零件的薄命診斷（圖7 )°

將 S i 3N 4 * S i 2N 2〇 » A 1 N » Z r Ο 2 » B 4 C ，：BN，富鋁紅柱石等的粉末，金屬鬚等與上述的S i粉 末混合，藉由反應燒結法製作具有壽命診斷用電阻測定回 路的複合陶瓷（S i 3N4/S i 2N2〇，S i 3N4/ AIN，S i 3N 4/ A 1 2 O 3 » S i3N4/Zr〇2， S i3N4 /富鋁紅柱石，S i3N4/S i C等），逋用於 燃燒器內襯零件。結果得知，得到同樣的結果，可具有自 行修復功能及壽命診斷。 本發明的陶瓷成形依各種零件形狀有，刮刀法，金屬 模粉末成形，C I P，射出成形，鑄模成形，擠出成形等 本紙張尺度逋用中國國家標準 ( CNS ) Α4说格（210Χ297公釐） (請先閱讀背面之注意ί項再填寫本頁)

-36 - 經濟部中央橾準局貝工消費合作社印製 A7 __B7_ 五、發明説明（34 ) Ο 前述坯體薄片等的成形用粘結劑可使用聚乙烯丁縮酸 或聚乙烯等的高分子材料，聚矽氧系化合物或聚矽烷系化 合物等做爲一般陶瓷成形用的粘結劑使用者。這些粘結劑 的脫脂方法沒有特別限定，但可藉由控制燒結時的昇溫速 度進行脫脂。 (實施例2 5 9 ) 添加1重置份三乙胺，6 5重量份蒸餾水於做爲陶瓷 零件的原料，5 0重量份Z r 〇2粉末及3 0重量份 S i 〇2粉末，2 0重量份Al2〇3粉末，經混合成爲原 料。將此原料藉由鋳模成形製作金屬熔漿用轉盤，縳型注 入口用耐火物，鑲型。成形時各構件內使用C纖維束（直 徑1 0 Oym，長5 Ocm，1 0 0條）形成壽命診斷用 電阻測定回路。 將上述成形物置於氧化氣氛爐中，以5°C/m i η的 昇溫速度加熱至1 6 5 0 °C，2小時後，於爐中放冷後得 到具有壽命診斷用電阻測定回路的反應燒結陶瓷。又，前 述粘結劑等的脫脂係於昇溫過程中進行。然後，壽命診斷 回路的端部使用銅配線進行外部測定器的配線。壽命診斷 回路係以A 1 2〇 3保護管保持絕緣。 所得到的陶瓷的表靨部藉由等離子熔射被覆2 0 0 μ m LaB2的自行修復層，其上爲使具有耐熱性，故 再藉由等離子熔射形成2 0 //m細瓷氧化氮化物的緊密膜 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） 〗裝丨； 訂------^ k (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -37 - 293849 A7 B7 _ 五、發明説明（35 ) Ο 將本陶瓷零件適用於連縯鋁鑄造設備。試驗的結果， 陶瓷零件老朽化，產生龜裂，同時以L a A 1層修復，同 時配阻率產生變化，檢測其變化可使操作者得知零件壽命 。因此，可有效率地進行連績鑄造設備的保養。 、 (實施例2 6 0 ) 使用實施例8 5，實施例9 4，實施例9 5所得的發 明材料，製作宇宙往環機用的外壁瓷磚及頭錐。將本構件 進行2 0 0 °C的火焰試驗，停止設備運轉定期檢査表面損 傷的狀況。5 0小時以內無異常情形，1 0 0小時後 Z r 〇2層產生龜裂，藉由自行修復層所生成的化合物修 復龜裂部分。由此得知，防止母體及構造物的氧化。 (實施例2 6 1 ) 經濟部中央標準局男工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 自行修復層所生成的氧化物係除上述的實施例以外藉 由表14所示的氧化物所構成，此表14的化合物熔點低 的溫度環境下使用時，得知後修復部分爲安定。特別是 Al2〇3系，Mg〇系，Zr〇2系爲安定的化合物。藉 由氧化使成爲表1 4的化合物，選擇硼化合物，矽化合物 做爲自行修復靨即可。 本紙張尺度遑用中國國家橾準（CNS ) A4说格（210X297公釐） -38 - 五、發明説明（36 ) 【表1 4】 A7 B7 經濟部中央橾準局員工消费合作杜印製 由自行修復層所生成的 修復生成物及熔點（°c) 由自行修復層所生成的 修復生成物及熔點（°c) A 2 0 ? — B a 0 1 4 2 5 L i 2〇-A 1 2〇3-S i 02 1 4 0 0 A 1 θΟ 1 8 3 5 K jO-A 1 2〇3-S i 〇z 1 6 8 6 A 1 2 O 3 — C a 0 1 4 0 0 Μ g 0 - A I 2 0 3 - S i 0 2 1 4 7 0 A 1 2 Ο Ί - C e 0 2 1 8 0 0 C a O — A 1 2 0 ^ — S i 0 2 1 5 5 3 A 1 2 〇3-F Θ o 1 3 1 0 B aO-A. 1 2〇3-S i 〇z 1 7 5 0 A 1 J 0 3 - M g 0 1 9 9 5 F eO-AI2〇3-Si〇2 1 5 6 0 A 2 0 — Μ π 0 1 5 2 0，. C aO — MgO — S i 〇2 1 5 0 0 A 2〇3-Na2〇 1 4 1 0 C a 0-T i 〇2-S i 02 1 3 5 2 A 8〇a-s i 〇2 1 5 9 5 B aO-Ti〇2-SiOj 1 4 0 0 A 2〇,-T i 〇2 1 7 0 5 C aO—Z r 0 2~ S i 〇2 1 4 5 3 A 2 0 3 - Z n 0 1 7 0 0 鋰輝石 1 0 0 0 A 1 2 O 3 - Z r 0 2 1 8 8 5 Barium 〇6umit i ts 1 2 5 0 M g 0 — C a 0 2 3 7 0 富鋁紅柱石 1 5 0 0 M g 0-S i 02 1 5 4 3 Hexacelsian 1 7 0 0 Mg 0-T i 02 1 5 8 3 MgO — Ge 〇2 1 0 9 9 MgO — Z r〇z 1 5 0 0 Z r 02 —S i 02 1 6 Θ 7 Z r 0 2 - T i 0 2 1 7 6 0 Z r〇2 — Nb2〇5 1 4 3 0 s 〇2-B a 0 1 3 7 0 S i 02-C a 0 1 4 3 6 s 02 — S r O 1 3 5 8 S i 0 2 - T i o 2 1 5 5 0 s 02-Z n 0 1 4 3 2 T ί 02-B a 0 1 3 1 7 --------(裝------訂------i k (請先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度遑用中國國家橾隼（CNS ) Α4规格（210Χ297公釐） 39 經濟部中央揉準局負工消費合作社印裝 A7 B7 五、發明説明（37 ) 也考慮使用表14的化合物做爲自行修復靨。但這時 必須比自行修復層的熔點更低的環境溫度下使用。 同時，必要時可在陶瓷及C/C組合的構造物表面及 自行修復層間加入防止氧化的阻礙物。 本發明的自行修復功能屠可適用於複雜形狀物品，引 擎零件，鍍連績熔融金靥裝e零件，核能發電廠的核融合 壚第1壁零件，燃氣輪機用葉片零件，喷嘴零件，凸緣零 件等要求高信賴度的零件。 本發明係於機械構造零件表面設®具有自行修復功能 的中間層，龜裂發生時，可藉由修復最表面層的龜裂，大 幅度提高機械構造零件的信賴度。 〔圚面的簡單說明〕 〔圓1〕 本發明實施例的自行修復被覆材的概念圖° 〔圖2〕 本發明其他實施例的壽命診斷回路。 〔圖3〕 本發明其他資施例的層稹法的自行修復層構成_ ° 〔圖4〕 使用本發明的陶瓷燃氣輪機動算的外観圖° 〔圔5〕 使用本發明的陶瓷燃氣輪機靜翼的外觀圚。 〔圖6〕 〈裝 訂 i - (請先W讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度逋用中國國家標率（CNS ) A4规格（2!〇X297公釐） -40 - 經濟部中央橾隼局貝工消費合作社印製 293649 A7 B7 五、發明説明（38 ) 使用本發明的鍍連纊熔融金羼裝置的模式圖。 〔圖7〕 使用本發明的燃燒器用磁磚外觀圖及壽命診斷功能概 念圓。 〔圖 8〕 ' S i C氧化試驗前後的結晶構造的電子顯微鏡照片。 〔圓9〕 S i 3N 4氧化試驗前後的結晶構造的電子顯微鏡照片 0 〔圖 1 0〕 本發明的一實施例以自行修復被覆材的熱分析的重置 變化分析圖。 〔符號說明〕 1……翼部， 2 ......平台部， 3 ......突片部， 4 ......柄部， 5 ......轉盤， 6 ......翼部， 7……側壁部， 8 ......輥軸， 9……輥軸承， 1 〇 ......支持辊， 本紙張尺度逋用中國國家榡準（CNS ) A4規格（210X297公釐] T~_ (裝 訂------^·ν (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 五、發明説明（39 ) 11 ......鼻口部，

TX IX ，槽輥浴 帶敷步敷 條鍍同鍍 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝.

•1T 經濟部中央樣隼局員工消費合作社印製 本紙張尺度速用中國國家棣準（CNS ) A4規格（210X：297公釐） 42 -

Claims (1)

1. Α8 Β8 C8 D8 六、申請專利灰圍 第83108048號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國85年10月修正 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 1 . 一種自行修復功能被覆材料，其特徵係於由陶瓷 ，金饜，C/C中之至少一種所構成的構件表面含有在大 氣中1 5 0 0 °C的環境下’蒸氣壓爲1 X 1 〇-4Ν/πί以 下之安定之由 Z r 02，A 1 2〇3’ Y203，H f 02， •T a 2〇5中之至少一種以上所構成的最表面氧化物被.覆層 ，及該最表面氧化物被覆層與構件表面之自行修復層的中 間層，自行修復餍的氧化速度比該最表面氧化物被覆層的 氧化速度快，自行修復層的氧化生成物因含有與最表面氧 化物被覆層相同的組成而具有修復功能，該自行修復層的 氧化生成物在大氣中1 5 0 0°C環境下，蒸氣壓爲 1 X 1 0_4Ν/πί以下安定的化合物。 2 .—種自行修復功能被覆材料，其特徵係於由陶瓷 經濟部中央標隼局員工消費合作社印裝 ，金靥，C/C中之至少一種所構成的構件最表面被覆由 Z r Ο 2 · A 1 2 Ο a * Υ 2 Ο a * Η f Ο 2 * Ta205 中之至 少一種以上所構成的氧化物，該氧化物與構件之間有至少 含有Z r，Hf ，Ta，A 1 ，Y的硼化合物中之至少一 種以上所構成的硼化合物或Zr，Hf ，Ta，Ai ，Y 的矽化合物中之至少一種以上所構成的矽化合物層的構造 物中，最外表面曆產生龜裂時中間層之含硼化合物或矽化 合物層與氣氛反應生成含第2層的組成的反應生成物，藉 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210Χ297公釐）-1 - A8 B8 C8 D8 々、申請專利範圍 由該生成物修補龜裂。 料金 材或 覆， 被氛 能氣 功溫 復高 修的 行上 自以 的。C 項 ο 2 ο 第 ο 圍 1 範之 利氧 專含 請爲 申氛 如氣 •該 3 中 其 料 材 覆 被 巨 功 復 修 行 自 的 項 2 第 圍 範 利 專 請 串 如 Ο · 融 4 熔 屬 C / C 屬 金 瓷 陶 覆 2 被第 間圍 之範 層利 物專 化請 矽申 或如 由物 . 中化 5 *•1、 > 其碉 , 含 與 料 件 材 構 覆 的 被 成 能 構 功 所 復 種 修 1 。 行 少物自 至化的 中氧項 件之 構間 的層 成物 構化 所氧 種的 一 層 少間 至中 之之 中物 C 合 \ 化 C 矽 ’ 或 屬物 金合 , 化 瓷硼 陶有 由含 中少 其至 ’ 與 料 a 材 T 覆， 被 f 能 Η 功， 復 r 修 Z 行有 自含 。 的要 係項主 關 1 係 的第物 化圍成 變範生 層利應 漸專反 有請復 具申修 數如行 係 · 自 脹 6 中 膨 其 熱 ， 料 材 覆 被 ΑΗΠ 功 復 修 行 自 的 項 第 圍 。 範 物利 化專 氧請 的申 Y如 1 7 mu ^11^1 ml ^ ml I— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、1T 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 Z 紅 由鋁 係富 要， 主 } B 物)2與 成 生 應 反2·, 復 ο ， 修 r2) 行 ζ ο 自 C -1 中石 S 其锆 2 3 ο 丨 2 } P 2 ο 2 •1 ο S Γ • Z A A 2 ο Γ 柱1 石 A B 每 3 ο 2 ο ο 2 ) 2 〇 1 2 3 石 柱 紅 鋁 富 3 ο 2 B 與 2 ο •1 S 2 ο Γ Z τ\ 石 鉻 A 3 3 ο 2 s B Μ NJX 2 ο 的 中 3 ο 2 B Μ 5 ο 2 a τ 上 以 sia 種 3 ο 2 ο Β 與成 與冓 3 棒 ο 所h質 晶 3·結 ο 的 3 3 料 材 覆， 被 ο 能 a 功 B 復一 修 行 自 1 的 A 項由 1 係 第物 圍成 範生 利應 專反 請復 申修 如行 . 自 8 中 其 3 ο 2 A ο g Μ 1 3 ο 2 A 0 e B 1 3 o 2 lx A 3 ο 2 姆 準 標 家 國 國 中 適 格 I釐 公 7 29 293849 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8々、申請專利範園 Μ η Ο，A 1 2 〇 a - S i Ο 2 * A l2〇3-Ti 〇2， A I2O3— ZnO ’ A 1 2 〇 3— Ζ r〇2，Ζ γ〇2_ Ti02> Zr02-Si02« Zr〇2-Nb205* Κ20-Α 1203-S i Ο ζ * M g 〇 - A 1 ζ Ο 3 -S i Ο 2 * A 1 2 〇 3 一 C e Ο 2 * C a Ο _ A 1 2 〇 3 — S i 0 2 * Ba〇-Al 203-S i 〇 2 . FeO-A 1203_S i 02，CaO-MgO-S i 02， CaO — Zr〇2_Si02，Mg〇 — CaO，MgO — :Si〇2，Hexacelsian，MgO — Ti02，MgO.— Z r 02，S i 02— T i 02中的一種以上的結晶質所構 成。 9 .—種自行修復功能被覆材料，其特徵係於由陶瓷 ，金屬，C/C中之至少一種所構成的構件最表面上被覆 由 Z r 02，A 12〇3，Y2O3，H f 02，Ta205 中之 至少一種以上所構成的氧化物，該氧化物與構件之間有至 少含有Zr ，Hf ，Ta，A1 ，Y的硼化合物中之至少 —種以上所構成的硼化合物或Zr ，Hf ，Ta，A1 ， Y的矽化合物中之'至少一種以上所構成的矽化合物層的構 造物中，外表面層產生龜裂時中間層之含硼化合物或矽化 合物層與氣氛反應生成含第2層組成的反應生成物，藉由 該生成物具有修補龜裂之自行修復功能被覆之機械構造零 件的被覆層附近設置導電回路，藉由測定該導電回路的電 阻率變化，預測自行修復功能被覆的壽命。 1 0 · —種自行修復功能被覆材料，其特徵係於由陶 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS)A4規格（2丨0乂297公釐）-3 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 衮· 訂 六、申請專利範圍 A8 B8 C8 D8 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 瓷 > 金 靥 9 C / C 中 之 至 少 — 種 所構 成 的 構 件 最 表 面 上 被 覆 由 Z Γ 0 2 ，A ] ί 2 0 3 ' -Y 2 0 3，Η ] f 0 2 » T a 2 〇 5 中 之 至 少 一 種 以 上 所 構 成 的 氧 化 物 ，該 氧 化 物 與 構 件 之 間 有 至 少 含 有 Z r * Η f T a A 1 · Υ 之 硼 化 合 物 中 之 至 少 — 種 以 上 所 構 成 的 硼 化 合 物 或 Z r Η f » T a 9 A 1 » Y 之 矽 化 合 物 中 之 至 少 一 種 以 上所 構 成 的 矽 化 合 物 靥 的 構 造 物 中 9 外 表 面 層 產 生 龜 裂 時 中間 層 之 含 硼 化 合 物 或 矽 化 合 物 層 與 氣 氛 反 應 生 成 含 第 2 層組 成 的 反 應 生 成 物 藉 由 該 生 成 物 具 有 修 補 龜 裂 之 白 行 修復 功 能 被 覆 的 機 械, 構 造 零 件 的 被 覆 層 附 近 設 置 導 電 回 路 ，藉 由 測 定 該 導 電 回 路 的 電 阻 率 變 化 ， 藉 由 與 所 定 的 臨 界 值比 較 9 判 斷 該 機 械 構 造 零 件 的 壽 命 ， 決 定 保 養 〇 1 1 • 如 串 請 專 利 範 圍 第 9 項的 白 行 修 復 功 能 被 覆 材 料 9 其 中 白 行 修 復 反 應 生 成 物 係 主要 含 有 Z r Η f » Τ a » A 1 t Y 的 氧 化 物 〇 1 2 • 如 串 請 專 利 範 圍 第 9 項的 白 行修 復 功 能 被 覆 材 料 » 其 中 白 行 修 復 反 rrkg 應 生 成 物 主 要係 由 Ζ r 0 2 > A 1 2〇3 1 A4-. Wa 石 ( Z Γ 0 2 · ，S i 0 2 ) 9 富 鋁 紅 柱 石 ( 3 A 1 2 〇 3 • 2 S i 0 2) 1 Z r • 〇 2 與 Β 2 〇 3 1 A 1 2 〇 3 與 B 2 〇 3 » 鉻 石 ( Z r 〇 2 ’ .S i 0 2) 興 B 2 〇 3 贅 富 鋁 紅 柱 石 ( 3 A 1 2 〇 3 • 2 S i 0 2) 與Β 2 0 3 ' ，Y 2 0 3興 B 2 〇 3 f T a 2 〇 5 與 B 2 〇 3 中 的 二種 以 上 的 結 晶 質 所 構 成 〇 1 3 如 串 請 專 利 範 圍 第 9 項的 白 行 修 復 功 能 被 覆 材 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS)M規格（210Χ297公釐4 _ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 袈· 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印氧 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 料，其中自行修復反應生成物係由A 1 2〇3 — B aO， A 1 2〇3— B e 0 ’ A l2〇3— Mg〇，A l2〇3_ MnO，A 1 2 〇 3 - S i 02，A 1203-T i 02， A 1203-Zn0，A 1203-Z r〇2，Z r02 — T i O a ' Z r O 2 - S i 0 a * Z r〇2-Nb205， K 2 〇 一 A 1 2〇3 — S i 〇 2 * M g 〇 — A 1 2〇3 — S i 〇2’ A 1 2〇3_ C 6 0 2 * C a 〇 — A 1 2 〇 3_ S i 02，BaO — A l2〇3_S i 〇2，FeO — .A 1203—S i 〇2’ CaO—Mg〇 — s i O2， Ca0-Zr02-Si02，Mg0-Ca0，Mg0- Si02，Hexacelsian，MgO—Ti〇2，MgO— Z r 02，S i 02— T i 02中的一種以上的結晶質所構 成。 1 4 · 一種自行修復功能被覆材料的製造方法，其特 徵係於由陶瓷，金羼，C/C中之至少1種所構成的構件 表面被覆由氧化物，碳化物，氮化物中之至少一種所構成 層，其上至少被覆含有硼化合物或矽化合物，其上再被覆 氧化物層之第2層的被覆方法，控制各層之組成使各層間 之熱膨脹係數的關係爲最表面層 > 自行修復層 >構件或最 表面層 < 自行修復層 < 構件* 15.如申請專利範圍第14項的自行修復功能被覆 材料的製造方法，其中該陶瓷，金屬，C/C中至少一種 與含硼化合物或矽化合物之中間層之間被覆氧化物，碳化 物，氮化物中之至少一種。 本紙浪尺度適用中國國家標準（CNS>A4規格（ 210X297公釐）-5- --------(裝-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 A8 B8 C8 D8 A、申請專利範圍 1 6 .如申請專利範圍第1 5項的自行修復功能被覆 树料的製造方法，其中被覆方法係由等離子熔射，化學蒸 鍍，物理蒸鍍，塗佈法’浸漬法，層積法，電泳法中的至 & 1種所構成。 1 7 .如申請專利範圍第1項的自行修復功能被覆材 料，其中該自行修復功能被覆材料係用於燃氣輪機用噴嘴 ’葉片，燃燒器，凸緣，核熔合爐壁材，頭錐，金羼浴零 件。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) '衣. 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 I紙張尺度適用中國國家樣準（CNS) A4^ ( 210x297公# ) - 6 -