脹系數(shù)高得多，和（ii)很多硅 化物與氧快速反應(yīng)，例如，稀土金屬的硅化物。因此，至今未發(fā)現(xiàn)它們很有效。
[0126] 4.本公開的附加特征 CMC基質(zhì)材料的實例包括碳化硅和氮化硅。CMC增強材料的實例包括但不限于碳化硅 和氮化硅。碳化硅纖維的實例包括稱為碳化硅纖維的所有市售纖維，該纖維包括碳化硅，也 可包含其它元素，例如氧、碳、氮、鋁等。已知碳化硅纖維的實例為NICALON ?族碳化硅纖維， 得自 Nippon Carbon, Japan ;Sylramic?碳化娃纖維，得自 COI/ATK, Utah ;Tyranno?族纖 維，得自 UBE Industries, Japan ;和由 Specialty Materials, Inc. , Massachusetts 制 造的具有商品名SCS-6或SCS-Ultra的纖維。獨石陶瓷的實例包括碳化硅、氮化硅和氧氮 化鋁硅（SiAlON)等。
[0127] 本公開的抗衰退制品可包括一種含硅基體，該含硅基體在至少部分基體的外表面 上具有硅結(jié)合涂層，且在此基體和結(jié)合涂層之間建立互連硅和氧化物層。互連硅和互連氧 化物的結(jié)構(gòu)可以為垂直陣列、點陣列或平行陣列形式。在垂直陣列中，互連硅和互連氧化物 為大體垂直于基體表面的垂直陣列。在點陣列中，互連硅和互連氧化物為相對于基體表面 的點陣或網(wǎng)格形式。另外，在平行陣列中，互連硅和互連氧化物相對于基體表面相互平行。 含硅基體可由CVD方法沉積，氧化物可通過等離子噴涂方法或漿涂方法沉積。在另一個實 施方案中，雙相硅-氧化物層中的硅可用碳化硅或氮化硅代替。
[0128] 氧化物可以為稀土二硅酸鹽（RE2Si2O7)，在熱氣體環(huán)境中隨時間使用制品期間，稀 土二硅酸鹽產(chǎn)生多孔稀土單硅酸鹽（RE2SiO5)13氧化物層可包含氧化鉿和/或鋁硅酸鍶鋇。 在一個實例中，該氧化物層在含水分的環(huán)境中化學穩(wěn)定，和/或顯示與水蒸氣反應(yīng)相關(guān)的 不大于約30%負體積變化。該氧化物層也可與氧化硅化學穩(wěn)定，且具有約5ppm/°C的膨脹系 數(shù)。多孔氧化物層可以為約1密耳至約50密耳厚?；瘜W穩(wěn)定氧化物可以為RED (RE2Si2O7) 和堿土鋁硅酸鹽的一種或多種。在另一個實施方案中，它可以為稀土單硅酸鹽（RE2SiO5) 13(稀土單娃酸鹽一般與水蒸氣穩(wěn)定，但與二氧化娃不穩(wěn)定。它與二氧化娃反應(yīng)生成稀土二娃 酸鹽）。
[0129] 制品或組件可包括燃氣渦輪機裝配的部分。例如，制品或組件可選自燃燒器制品、 渦輪機葉片、罩、噴嘴、擋熱板和葉輪。
[0130] 燃氣渦輪發(fā)動機的不同制品由陶瓷材料或陶瓷基質(zhì)復合材料（CMC)形成。CMC材 料可以為SiC/SiC CMC材料。SiC-SiC CMC材料包括用硅浸滲且用經(jīng)涂覆碳化硅纖維增強 的碳化硅復合材料。陶瓷材料可以為獨石陶瓷材料，例如SiC。含硅基體可以為陶瓷，且選 自氮化硅、碳化硅、氧氮化硅、金屬硅化物、陶瓷基質(zhì)復合材料及其組合。在一個實例中，陶 瓷基質(zhì)復合材料包括SiC--SiC陶瓷基質(zhì)復合材料。
[0131] 制品可以為包含10%體積至60%體積的一種或多種包含稀土硅酸鹽氧化物的化合 物的燃氣渦輪發(fā)動機組件。在一個實例中，該范圍為約20%至約40%。在一個具體實例中， 燃氣渦輪發(fā)動機組件包含約30%體積的一種或多種含稀土氧化物的化合物。
[0132] "稀土元素"包括鈧（Sc)、釔（Y)、鑭（La)、鈰（Ce)、鐠（Pr)、釹（Nd)、钷（Pm)、釤 (Sm)、銪（Eu)、釓（Gd)、鋱（Tb)、鏑（Dy)、鈥（Ho)、鉺（Er)、銩（Tm)、鐿（Yb)、镥（Lu)及其混 合物。
[0133] "稀土硅酸鹽氧化物"可以指 Sc2O3、Y2O3、CeO2、La 2O3、Pr2O3、Nd2O 3、Pm2O3、Sm2O3、Eu 2O3、 Gd203、Tb203、Dy20 3、H〇203、Er203、Tm 203、Yb203、Lu2O 3 或其混合物的硅酸鹽。在一個實例中，由 氧化物組成的組可包括堿土鋁硅酸鹽。該氧化物可以為具有選自Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、 Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu或其組合的元素的氧化物的稀土二娃酸鹽。該氧化物 可以為具有元素 Y和/或Yb和/或Lu的氧化物的稀土二硅酸鹽。在一個具體實例中，該 氧化物為氧化鉿。該氧化物也可以為包含元素 Ba、Sr、Ca和Mg的一種或多種的堿土的堿土 鋁硅酸鹽。
[0134] 在本公開范圍內(nèi)的"堿土元素"包括鎂（Mg)、鈣（Ca)、鍶（Sr)、鋇（Ba)及其混合物。 另外，稀土元素包括鈧（Sc)、釔（Y)、鑭（La)、鈰（Ce)、鐠（Pr)、釹（Nd)、钷（Pm)、釤（Sm)、 銪（Eu)、釓（Gd)、鋱（Tb)、鏑（Dy)、鈥（Ho)、鉺（Er)、銩（Tm)、鐿（Yb)、镥（Lu)、鑭（La)、鈰 (Ce)、鐠（Pr)、釹（Nd)、钷（Pm)、釤（Sm)、銪（Eu)、釓（Gd)及其混合物。
[0135] 本文所用"化學穩(wěn)定"指詞典定義。在此情況下，化學穩(wěn)定表示在系統(tǒng)中的化學穩(wěn) 定多孔氧化物層和基體、陶瓷基質(zhì)復合材料或氧化硅或其它層之間幾乎沒有或沒有直接反 應(yīng)。在另一種情況下，化學穩(wěn)定意味表示與燃燒氣體中水蒸氣相關(guān)的化學穩(wěn)定，這意味它實 質(zhì)不反應(yīng)生成另一種化合物。例如，在熱水蒸氣環(huán)境中穩(wěn)定，體積變化小于約30%。表達與 水蒸氣相關(guān)的化學穩(wěn)定性的另一種方式是氧化物的衰退速率可接受地低。例如，RH)不很 穩(wěn)定，但分解成REM，體積變化約25%，而REM在水蒸氣環(huán)境中穩(wěn)定。
[0136] 有兩類氧化物潛在滿足本公開各方面的標準：RED，例如二硅酸釔/鐿；和堿土鋁 硅酸鹽，例如鋁硅酸鍶鋇。
[0137] 硅或硅化合物和氧化物的混合物可原位產(chǎn)生多孔層，因為含硅相隨時間揮發(fā)，留 下多孔氧化物層。
[0138] 本公開的一個方面涉及一種包括用化學穩(wěn)定多孔氧化物層涂覆的含硅基體的抗 衰退燃氣渦輪發(fā)動機制品。在一個實施方案中，含硅基體為陶瓷，且選自氮化硅、碳化硅、氧 氮化硅、金屬硅化物、陶瓷基質(zhì)復合材料及其組合。在一個實施方案中，基體包括SiC-SiC 陶瓷基質(zhì)復合材料。
[0139] 在一個實施方案中，多孔層包含約5至50%孔隙率。在一個實施方案中，使層的孔 隙率分級，以對基體/涂層界面提供機械結(jié)構(gòu)完整性。在一個實施方案中，該氧化物層在含 水分的環(huán)境中化學穩(wěn)定，和/或顯示與水蒸氣反應(yīng)相關(guān)的不大于約30%負體積變化。在另 一個實施方案中，該氧化物層與氧化硅化學穩(wěn)定，且具有約5ppm/°C的膨脹系數(shù)。在另一個 實施方案中，化學穩(wěn)定氧化物為稀土二硅酸鹽（RE2Si2O7)和堿土鋁硅酸鹽的一種或多種。在 另一個實施方案中，該氧化物層為稀土單硅酸鹽（RE2SiO5)。
[0140] 在一個實施方案中，該氧化物層為至少一種包含選自Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、 Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu或其組合的元素的氧化物的含稀土氧化物的娃酸鹽化合物。 在一個實施方案中，氧化物層本身以內(nèi)層和外層分級，其中所述內(nèi)層與氧化硅化學穩(wěn)定，且 其中所述外層具有在水蒸氣環(huán)境中比內(nèi)層更高的穩(wěn)定性。在另一個實施方案中，最接近基 體的氧化物層為稀土二硅酸鹽（RE2Si2O7),外氧化物層為稀土單硅酸鹽（RE 2SiO5)13
[0141] 在一個實施方案中，該氧化物層包含氧化鉿和/或鋁硅酸鍶鋇。在另一個實施方 案中，多孔氧化物層為約1密耳至約50密耳厚。在一個實施方案中，制品選自燃燒器制品、 渦輪機葉片、罩、噴嘴、擋熱板和葉輪。
[0142] 本公開的一個方面涉及一種包括用化學穩(wěn)定多孔氧化物層涂覆的基體的燃氣渦 輪發(fā)動機制品，其中所述多孔氧化物層為約2密耳至約50密耳厚，且其中所述多孔氧化物 層防止基體在熱氣體環(huán)境中衰退。
[0143] 在一個實施方案中，基體選自氮化硅、碳化硅、氧氮化硅、金屬硅化物、陶瓷基質(zhì)復 合材料及其組合。在另一個實施方案中，基體包括SiC-SiC陶瓷基質(zhì)復合材料，多孔氧化 物層包含稀土二硅酸鹽和/或堿土鋁硅酸鹽。
[0144] 在一個實施方案中，通過含硅化合物揮發(fā)，在使用期間原位產(chǎn)生多孔氧化物層。在 另一個實施方案中，多孔氧化物層通過硅從氧化物揮發(fā)產(chǎn)生。在一個實施方案中，氧化物為 稀土二硅酸鹽（RE2Si2O7)，在熱氣體環(huán)境中隨時間使用制品期間，稀土二硅酸鹽產(chǎn)生多孔稀 土單硅酸鹽（RE2SiO5)13在一個實施方案中，通過硅從氧化物和含硅化合物的混合物揮發(fā)， 原位產(chǎn)生多孔層，其中所述含硅化合物包括硅、碳化硅、氮化硅或硅化鉬。
[0145] 在一個實施方案中，化學穩(wěn)定多孔氧化物為稀土二硅酸鹽（RE2Si2O 7)和堿土鋁硅 酸鹽的一種或多種。在另一個實施方案中，該氧化物為稀土單硅酸鹽（RE2SiO5)13在一個實 施方案中，在基體和氧化物層之間使用中間層，以提高基體與多孔層的結(jié)構(gòu)完整性。在另一 個實施方案中，中間層包含氧化物和硅或含硅化合物。在一個實例中，該中間層為連續(xù)網(wǎng)絡(luò) 形式，且在暴露于水蒸氣環(huán)境時揮發(fā)，留下多孔氧化物層。在另一個實施方案中，中間層為 硅或碳化硅和稀土二硅酸鹽的雙相混合物。在一個實施方案中，中間層為氮化硅和稀土單 硅酸鹽的雙相混合物。
[0146] 在一個實施方案中，氧化物和含硅化合物的結(jié)構(gòu)為氧化物和硅或含硅化合物的垂 直陣列或點陣列形式。在一個實施方案中，通過CVD產(chǎn)生硅或含硅化合物的垂直陣列。在 另一個實施方案中，通過等離子噴涂方法或漿涂方法產(chǎn)生氧化物層。
[0147] 本公開的一個方面涉及一種在含硅陶瓷基質(zhì)基體上的多孔氧化物層，該多孔氧化 物層包含稀土二硅酸鹽和/或稀土單硅酸鹽，其中所述多孔氧化物層化學穩(wěn)定，并防止含 硅陶瓷基質(zhì)基體在熱氣體環(huán)境中衰退。
[0148] 本公開的另一個方面涉及一種減少從含硅的燃氣渦輪發(fā)動機制品揮發(fā)硅的方法， 所述方法包括a)提供包含含硅陶瓷或陶瓷基質(zhì)復合材料的制品；b)提供在燃氣渦輪發(fā)動 機制品工作期間在高溫時與氣體接觸的所述制品的外表面；和c)使多孔氧化物層結(jié)合到 至少部分所述制品的外表面，以便減小在高溫時硅離開所述制品外表面的揮發(fā)速率。在一 個實例中，高溫包括2200 °F至2800 °F的溫度。
[0149] 在一個實施方案中，陶瓷選自氮化硅、碳化硅、氧氮化硅、金屬硅化物及其組合。 在一個實例中，陶瓷包括SiC--SiC陶瓷基質(zhì)復合材料。在一個實施方案中，基體包括 SiC--SiC陶瓷基質(zhì)復合材料，多孔氧化物層包括稀土二硅酸鹽和/或稀土單硅酸鹽。在另 一個實施方案中，多孔氧化物層包括堿土鋁硅酸鹽。
[0150] 本公開的另一個方面涉及一種抗衰退制品，該制品在含硅基體中包含氧化物，其 中使含硅基體的組分與基體中分散的氧化物互連，并形成抗衰退含硅制品的主體。在一個 實施方案中，含硅基體和氧化物相二者均為互連的獨立網(wǎng)絡(luò)。在另一個實施方案中，基體包 括SiC-SiC陶瓷基質(zhì)復合材料。
[0151] 在一個實施方案中，該氧化物具有約5ppm/°C的膨脹系數(shù)，其中氧化物在含水分的 環(huán)境中化學穩(wěn)定，和/或顯示與水蒸氣反應(yīng)相關(guān)的最小的負體積變化（例如，不大于30%)。 在另一個實施方案中，該氧化物與氧化硅化學穩(wěn)定。在一個實施方案中，制品為燃氣渦輪發(fā) 動機組件，其中所述組件包含約10%體積至60%體積的含稀土硅酸鹽氧化物的化合物，優(yōu)選 在約20%體積和40%體積之間。
[0152] 在一個實施方案中，氧化物為具有一種或多種選自Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、 Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和Lu的元素的氧化物的稀土二娃酸鹽。在一個實例中，氧化 物為具有元素 Y和/或Yb和/或Lu的氧化物的稀土二硅酸鹽。在另一個實例中，氧化物 為氧化鉿。在一個實施方案中，氧化物為包含元素 Ba、Sr、Ca和Mg的一種或多種的堿土硅 酸鹽的堿土鋁硅酸鹽。
[0153] 在一個實施方案中，制品還包括位于基體頂上的結(jié)合涂層。在一個實施方案中，基 體為陶瓷基質(zhì)復合材料，結(jié)合涂層包含互連硅和氧化物層及隨后另一個硅層。在一個實施 方案中，制品還包括在基體和雙相硅和氧化物層之間的硅層。在一個實例中，本公開的抗衰 退制品還包括在結(jié)合涂層頂上的環(huán)境隔離涂層。在一個實施方案中，基體用約2密耳至約 50密耳厚的環(huán)境隔離涂層涂覆。
[0154] 在另一個實施方案中，基體通過聚合物浸漬熱解、化學氣相浸滲、熔體浸滲、熔結(jié) 及其組合的方法制造。在一個相關(guān)實施方案中，基體通過硅熔體浸滲方法制造。在一個實 施方案中，制品包括燃氣渦輪機裝配的組件。在另一個實施方案中，抗衰退制品為選自燃燒 器組件、渦輪機葉片、罩、噴嘴、擋熱板和葉輪的燃氣渦輪發(fā)動機組件。
[0155] 本公開的一個方面涉及一種抗衰退燃氣渦輪機組件，所述組件包括其內(nèi)具有氧化 物的含硅基體，其中含硅基體的組分和氧化物相互連接和/或混雜。在一個實例中，該氧化 物具有約5ppm/°C的膨脹系數(shù)，其中氧化物在含水分的環(huán)境中化學穩(wěn)定，和/或顯示與水蒸 氣反應(yīng)相關(guān)的不大于約30%負體積變化，其中該氧化物與氧化硅化學穩(wěn)定。
[0156] 本公開的另一個方面涉及制造用于熔體浸滲的預型件的方法，所述方法包括a) 提供陶瓷基質(zhì)前體漿料；b)向所述基質(zhì)前體漿料加入一種或多種稀土二硅酸鹽（RE2Si2O 7)