本發(fā)明一般地涉及復(fù)合熱障涂層。

背景技術(shù)：

內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)包括多個(gè)汽缸、多個(gè)活塞、至少一個(gè)進(jìn)氣口、和至少一個(gè)排氣口。汽缸每一個(gè)包括限定了燃燒室的表面。內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)或多個(gè)表面涂有熱障涂層，以改善內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的熱傳遞特點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

一種復(fù)合熱障涂層(tbc)可以施加到內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中的部件的表面。復(fù)合tbc結(jié)合到發(fā)動(dòng)機(jī)的部件，以提供低熱傳導(dǎo)性和低熱容量絕熱件，其針對(duì)燃燒氣體密封。

復(fù)合tbc包括彼此結(jié)合的三個(gè)層，即第一(結(jié)合)層、第二(絕熱)層、和第三(密封)層。絕熱層設(shè)置在結(jié)合層和密封層之間。結(jié)合層結(jié)合到部件且結(jié)合到絕熱層。

絕熱層包括中空微球體，其燒結(jié)在一起以形成絕熱件，其提供低的有效熱傳導(dǎo)性和低的有效熱容量。

密封層是薄膜，其配置為耐高溫，設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)中。密封層對(duì)氣體來說是不可滲透的且提供平滑表面。

復(fù)合tbc具有低的熱傳導(dǎo)性以降低熱傳遞損失，且具有低的熱容量，使得復(fù)合tbc的表面溫度遵循燃燒室中的氣體溫度。由此，復(fù)合tbc允許部件的表面溫度隨氣體溫度漲落。這降低了熱傳遞損失，而不影響發(fā)動(dòng)機(jī)的吸排能力且不造成爆震。進(jìn)一步地，降低了進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的冷卻空氣的加熱。另外，排氣溫度被增加，實(shí)現(xiàn)更快的催化劑點(diǎn)燃時(shí)間并改進(jìn)催化劑活性。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提出一種復(fù)合熱障涂層，包括：

第一層，配置為結(jié)合到基體；

第二層，結(jié)合所述第一層；

其中所述第二層包括結(jié)合在一起的多個(gè)中空微球體；和

第三層，結(jié)合所述第二層；

其中所述第三層是不可滲透的，使得第三層對(duì)第二層密封。

可選地，其中第一層配置為結(jié)合到包括金屬的基體；和

其中所述多個(gè)中空微球體的每一個(gè)包括金屬涂層，使得所述多個(gè)中空微球體的相鄰微球體在相應(yīng)涂層處結(jié)合在一起。

可選地，其中第二層包括微結(jié)構(gòu)層和過渡層；

其中過渡層擴(kuò)散結(jié)合到第一層且過渡層結(jié)合到微結(jié)構(gòu)層。

可選地，其中第一層包括基于銅的材料、基于鋅的材料和包括銅和鋅的合金中的至少一種；

其中所述多個(gè)中空微球體的每一個(gè)的涂層包括基于鎳的材料和基于鐵的材料中的至少一種；和

其中過渡層包括基于鎳的材料和基于鐵的材料中的至少一種，使得過渡層擴(kuò)散結(jié)合到第一層、且過渡層燒結(jié)到所述多個(gè)微球體的相鄰中空微球體的涂層。

可選地，其中涂層包括基于鎳的材料、基于銅的材料和包括銅和鎳的合金中的至少一種。

可選地，其中第二層具有至少80％的孔隙率。

可選地，其中第二層具有至少95％的孔隙率。

可選地，其中第二層具有100微米到1毫米的厚度。

可選地，其中第二層具有100到500微米的厚度。

可選地，其中第二層具有100到300微米的厚度。

可選地，其中第一層、第二層、和第三層每一個(gè)的熱膨脹特征兼承受熱疲勞。

可選地，其中第三層的厚度不大于20微米。

可選地，其中第三層的厚度不大于5微米。

可選地，其中第三層包括第一屏障層和第二屏障層；

其中第一屏障層結(jié)合到第二層、且第二屏障層結(jié)合到第一屏障層，使得第一屏障層設(shè)置在第二屏障層和第二層之間。

可選地，其中第二和第三層配置為承受高達(dá)150bar的壓力且配置為承受高達(dá)1100攝氏度的表面溫度。

可選地，其中所述多個(gè)微球體的每一個(gè)具有不大于100μm的直徑。

可選地，其中所述多個(gè)微球體的每一個(gè)具有20到100μm的直徑。

可選地，其中所述多個(gè)微球體的每一個(gè)具有20到40μm的直徑。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提出一種部件，包括：

基體，具有一表面；和

復(fù)合熱障涂層，包括：

第一層，結(jié)合到基體的表面；

第二層，結(jié)合第一層；

其中第二層包括多個(gè)中空微球體；和

第三層，結(jié)合第二層；

其中第三層是不可滲透的，使得第三層對(duì)第二層密封。

根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)方面，提出一種內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，包括:

一部件，配置為經(jīng)歷燃燒氣體，所述部件包括：

基體，具有一表面；和

復(fù)合熱障涂層，包括：

第一層，結(jié)合到基體的表面；

第二層，結(jié)合第一層；

其中第二層包括多個(gè)中空微球體；和

第三層，結(jié)合第二層；

其中第三層是不可滲透的，使得第三層對(duì)第二層密封。

在下文結(jié)合附圖進(jìn)行的對(duì)實(shí)施本發(fā)明的較佳模式做出的詳盡描述中，能容易地理解上述的本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)以及其他的特征和優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1是車輛的示意圖，顯示了單汽缸內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的側(cè)視圖，所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)具有設(shè)置在多個(gè)部件上的復(fù)合熱障涂層。

圖2是設(shè)置在部件上的復(fù)合熱障涂層的示意性截面?zhèn)纫晥D。

圖3是設(shè)置在部件上的復(fù)合熱障涂層的另一實(shí)施例的示意性截面?zhèn)纫晥D。

圖4是中空微球體的示意性截面?zhèn)纫晥D，其每一個(gè)具有第一和第二金屬涂層。

圖5是圖4的中空微球體的示意性截面?zhèn)纫晥D，其中第二金屬涂層燒結(jié)在一起；

圖6是圖5的中空微球體的示意性截面?zhèn)纫晥D，其中第一和第二金屬涂層擴(kuò)散結(jié)合在一起，以形成金屬合金。

具體實(shí)施方式

本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解例如“上”、“下”、“向上、“向下”、“頂”、“底”等是用于描述附圖，而不代表對(duì)本發(fā)明范圍的限制，本發(fā)明的范圍通過所附權(quán)利要求限定。

參見附圖，其中相同的附圖標(biāo)記在附圖中表示相同的部件，圖1顯示了示例性車輛10的一部分。車輛10可以包括具有部件12的發(fā)動(dòng)機(jī)13。部件12具有施加至其的本文所公開類型的復(fù)合(多層)熱障涂層(tbc)14。

盡管圖1的車輛10和發(fā)動(dòng)機(jī)13是適用于本文公開的復(fù)合tbc14的典型示例性應(yīng)用，但是本發(fā)明的設(shè)計(jì)并不限于車輛和/或發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用。其中部件暴露到熱量下的、靜止或可動(dòng)、機(jī)器或制造業(yè)方面的應(yīng)用也可以得益于本發(fā)明設(shè)計(jì)的使用。為了說明的一致性，車輛10和發(fā)動(dòng)機(jī)13在下文描述為示例性系統(tǒng)，而不限制為將復(fù)合tbc14用于這種實(shí)施例。

圖1示出了限定單個(gè)汽缸26的發(fā)動(dòng)機(jī)13。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解本發(fā)明還可以應(yīng)用于具有多個(gè)汽缸26的發(fā)動(dòng)機(jī)13的部件12。每一個(gè)汽缸26限定燃燒室30。發(fā)動(dòng)機(jī)13配置為提供能量以用于推進(jìn)車輛10。發(fā)動(dòng)機(jī)13可以包括但不限于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)或汽油發(fā)動(dòng)機(jī)。

發(fā)動(dòng)機(jī)13進(jìn)一步包括進(jìn)氣組件36和排氣歧管38，其每一個(gè)與燃燒室30流體連通。發(fā)動(dòng)機(jī)13包括往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞28，其在汽缸26中可滑動(dòng)地運(yùn)動(dòng)。

燃燒室30配置為用于燃燒空氣/燃料混合物，以提供用于推進(jìn)車輛10的能量。空氣可以通過經(jīng)過進(jìn)氣組件36而進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)13的燃燒室30，其中從進(jìn)氣歧管進(jìn)入燃燒室30的氣流由至少一個(gè)進(jìn)氣閥32控制。燃料噴射到燃燒室30中以與空氣混合，或被進(jìn)氣閥(一個(gè)或多個(gè))32引導(dǎo)，所述進(jìn)氣閥提供空氣/燃料混合物?？諝?燃料混合物在燃燒室30中被點(diǎn)燃。空氣/燃料混合物的燃燒形成排氣，其離開燃燒室30且被引入到排氣歧管38中。更具體地，流出燃燒室30的氣流(排氣流)被至少一個(gè)排氣閥34控制。

參考圖1和2，復(fù)合tbc14可以設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)13的一個(gè)或多個(gè)部件12的面或表面上，即活塞28、進(jìn)氣閥32、排氣閥34、排氣歧管38的內(nèi)壁、燃燒腔室39等。復(fù)合tbc14結(jié)合到部件12，以形成配置為在發(fā)動(dòng)機(jī)13運(yùn)行期間降低熱傳遞損失、增加效率、且增加排氣溫度的絕熱體。復(fù)合tbc14配置為提供低熱傳導(dǎo)性和低熱容量。如此，低熱傳導(dǎo)性減少熱傳遞損失，且低熱容量意味著在溫度漲落期間復(fù)合tbc14的表面遵循氣體的溫度，且進(jìn)入汽缸中冷卻空氣的加熱被最小化。

參見圖2，每一個(gè)部件12包括提供表面18的基體16，且復(fù)合tbc14結(jié)合到基體16的表面18。復(fù)合tbc14可以包括三個(gè)層，即第一(結(jié)合)層20，第二(絕熱)層22，和第三(密封)層24。然而，取決于所提供的材料，應(yīng)理解，在一些實(shí)施例中，tbc14可以不包括第一結(jié)合層20，因?yàn)榻^熱層22的外部部分可以配置為直接結(jié)合到基體16。例如，當(dāng)?shù)谝唤Y(jié)合層20包括鎳(ni)且基體16包括鐵(fe)時(shí)，可以不需要第一層20。然而，如在下文詳細(xì)描述的，復(fù)合tbc14可以包括不止三個(gè)層。

絕熱層22包括多個(gè)中空微球體40，其燒結(jié)在一起以形成具有非常高的孔隙率的層。優(yōu)選地，絕熱層22的孔隙率至少是80％。更優(yōu)選，絕熱層22的孔隙率至少是95％。高孔隙率提供要被包含在其中的空氣和/或氣體的相應(yīng)空間，由此提供具有低有效熱傳導(dǎo)性和低有效熱容量的期望絕熱性能。絕熱層22的厚度t2為100微米(μm)到1毫米(mm)。更優(yōu)選，絕熱層22的厚度t2為100到500μm。更優(yōu)選地，絕熱層22的厚度t2為100到300μm。絕熱層22配置為承受至少80bar的壓力。更優(yōu)選，絕熱層22配置為承受至少100bar的壓力。更優(yōu)選地，絕熱層22配置為承受至少150bar的壓力。另外，對(duì)于溫度，絕熱層22配置為承受至少300攝氏度(℃)的表面溫度。更優(yōu)選，絕熱層22配置為承受至少500℃的溫度。更優(yōu)選地，絕熱層22配置為承受至少1100℃的溫度。tbc14的熱容量可以配置為確保基體16表面不達(dá)到500℃以上。

中空微球體40可以包括中空聚合物、金屬、玻璃、和/或陶瓷球體45。中空球體45涂有金屬，例如鎳或鐵合金。在一個(gè)非限制性實(shí)施例中，中空微球體40包括金屬，例如鎳、鎳合金化合物等。至少一個(gè)金屬涂層44可以設(shè)置在每一個(gè)球體45的外表面上。金屬涂層44可以包括鎳(ni)。金屬涂層44可以經(jīng)由電鍍、火焰噴涂、涂漆、化學(xué)鍍、汽相沉積等設(shè)置在微球體40的外表面上。應(yīng)理解，在被金屬涂層的微球體的結(jié)合或燒結(jié)期間，對(duì)于包括聚合物、金屬和玻璃(其具有的熔化溫度小于金屬涂層44熔化溫度)的中空球體45，中空微球體45可以熔化或者碎裂以成為金屬涂層44本身的一部分，或熔化且轉(zhuǎn)變?yōu)橹锌瘴⑶蝮w40中的一塊材料。然而，在中空球體45的熔化溫度大于金屬涂層44的材料熔化溫度時(shí)，例如在中空球體45用陶瓷材料形成時(shí)，中空球體45保持完整且不碎裂或被吸收。金屬涂層44可以包括鎳、鐵等。中空微球體40可以具有5到100μm的直徑d1。更優(yōu)選，微球體40可以具有20到100μm的直徑d1。更優(yōu)選地，微球體40可以具有20-40μm的直徑d1。應(yīng)理解，微球體不是必須具有相同直徑，因?yàn)椴煌睆降幕旌峡梢耘渲脼樘峁┢谕拈_孔孔隙率，即封裝密度，以為絕熱層提供期望量的強(qiáng)度。多個(gè)中空微球體40可以在壓力下、以燒結(jié)溫度模制或燒結(jié)，并經(jīng)過一模制時(shí)間，直到在相鄰中空微球體40的涂層44之間形成結(jié)合，從而形成絕熱層22。燒結(jié)溫度可以接近金屬涂層44的熔化溫度。然而，在中空球體45包括陶瓷材料的情況下，燒結(jié)溫度不低于經(jīng)金屬涂層的球體45的熔化溫度。

在另一實(shí)施例中，如圖4-6所示，絕熱層22可以由中空微球體40形成，所述中空微球體40最初包括兩個(gè)金屬涂層44a、44b。首先參見圖4，中空微球體40最初包括第一(內(nèi))金屬涂層44a，其被第二(外)金屬涂層44b涂覆。內(nèi)金屬涂層44a包括鎳(ni)，其隨后涂有包括銅(cu或cu-zn)的外金屬涂層44b。cu或cu-zn的外金屬涂層44b經(jīng)由電鍍、火焰噴涂、涂漆、化學(xué)鍍、汽相沉積等而被施加到內(nèi)金屬涂層44a，以形成外金屬涂層44b。外金屬涂層44b的厚度應(yīng)該比內(nèi)金屬涂層44a的厚度薄。進(jìn)一步地，外金屬涂層44b的金屬(即cu或cu-zn)材料的重量可以不比內(nèi)金屬涂層44a的金屬(即ni)重量大太多。如此，第二金屬涂層44b的cu材料的重量不比內(nèi)金屬涂層44a的ni的重量大太多。優(yōu)選地，對(duì)于最大溫度來說，外金屬涂層44b的cu材料的重量小于內(nèi)金屬涂層44a的重量。重要的是維持低量的cu，因?yàn)樘郼u將降低所形成的合金材料的熔化溫度。

參考圖2和3，經(jīng)涂層的微球體40布置在期望層中，具有期望厚度t2。參見圖5，微球體40被加熱到大約等于或高于外金屬涂層44b的熔化溫度的溫度。如此，溫度足以使得第二涂層熔融或熔化。接下來，參見圖6，溫度降低到低于固相線(solidus)。溫度保持低于固相線一段時(shí)間，但是處于足夠溫度，使得在外金屬涂層44b的銅(cu或cu-zn)和第一金屬涂層44a的鎳(ni)之間發(fā)生擴(kuò)散。如此，相應(yīng)內(nèi)和外金屬涂層44a、44b之間發(fā)生固態(tài)擴(kuò)散，以形成合金金屬涂層44c。由此，所形成的絕熱層22包括圍繞中空微球體40的鎳-銅(ni-cu或ni-cu-zn)合金層44c。在內(nèi)和外金屬涂層44a、44b之間發(fā)生的擴(kuò)散是施加到微球體40的溫度和時(shí)間的函數(shù)。另外，擴(kuò)散結(jié)合可以在增加的壓力下實(shí)現(xiàn)，以便讓每一個(gè)微球體中的壓力與大氣等同。

另外，當(dāng)中空微球體40用陶瓷形成，且被加熱以促進(jìn)相鄰微球體40之間的結(jié)合時(shí)，內(nèi)金屬涂層44a沉積于其上的球體45可以熔化。在中空球體45用聚合物、金屬和玻璃形成的情況下，中空球體45可以根據(jù)中空球體45的材料性能和施加到微球體40的燒結(jié)溫度而熔化。因此，在發(fā)生中空球體45的熔化時(shí)，內(nèi)金屬涂層44a不再是“涂層”，而相反將成為微球體40的內(nèi)壁46。

參考圖2，結(jié)合層20配置為結(jié)合到基體16的表面18和絕熱層22，使得絕熱層22附接到基體16。在一個(gè)非限制性實(shí)施例中，結(jié)合層20配置為擴(kuò)散進(jìn)入基體16的表面18且進(jìn)入絕熱層22，以在它們之間形成結(jié)合。在一個(gè)非限制性實(shí)施例中，基體16包括鋁，絕熱層22包括經(jīng)鎳涂層的微球體40，且結(jié)合層20包括黃銅，即銅-鋅(cu-zn)合金材料。cu-zn含量被確定為形成適宜的結(jié)合強(qiáng)度、適宜的熱膨脹特點(diǎn)、熱處理過程、抗疲勞性等。銅和鋅在鋁、鎳和鐵中具有良好的固體溶解度，而鐵和鎳在鋁中具有非常低的固體溶解度。由此，具有銅和鋅組合的結(jié)合層20提供中間結(jié)構(gòu)層，其促進(jìn)相鄰的鋁基體16和相鄰的鎳或鐵絕熱層22之間的擴(kuò)散結(jié)合。但是，應(yīng)理解，基體16、絕熱層22、和結(jié)合層20不被限制為鋁、鎳和黃銅，而是可以包括其他材料。

結(jié)合層20的一側(cè)可以跨過基體16的表面18設(shè)置，使得結(jié)合層20設(shè)置在基體16和絕熱層22之間。擠壓力可以以結(jié)合溫度施加到絕熱層22和基體16，并經(jīng)過至少最小施加時(shí)間。結(jié)合層20的材料的熔化溫度小于基體16和絕熱層22材料每一個(gè)的熔化溫度。在另一實(shí)施例中，結(jié)合層20的材料的熔化溫度在基體16和絕熱層22的材料每一個(gè)的熔化溫度之間。進(jìn)一步地，所需的結(jié)合溫度可以小于絕熱層22的材料和基體16的材料的熔化溫度，但仍足夠高以促進(jìn)基體16的金屬材料和結(jié)合層20的金屬材料之間以及基體16的金屬材料和絕熱層22的金屬材料之間發(fā)生擴(kuò)散結(jié)合。

參考圖2，應(yīng)理解結(jié)合層20可以在將結(jié)合層20結(jié)合到基體16的表面18之前結(jié)合到絕熱層22的內(nèi)表面。

另外，結(jié)合層20并不限于通過固態(tài)擴(kuò)散結(jié)合到基體16的表面18和/或絕熱層22，因?yàn)檫€可以使用其他粘接方法，例如通過浸潤(rùn)(wetting)、釬焊及其組合。

現(xiàn)在參見圖3，絕熱層22可以包括多于一個(gè)的層。更具體地，絕熱層22可以包括微結(jié)構(gòu)層22a和過渡層22b。微結(jié)構(gòu)層22a是包括如上所述的結(jié)合在一起的多個(gè)中空微球體40的層。過渡層22b可以包括鎳或鐵。更具體地，過渡層22b的金屬材料和用于微結(jié)構(gòu)層22a的微球體40的涂層是相同的，以促進(jìn)層22a、22b之間的結(jié)合。如此，在微結(jié)構(gòu)層22a和過渡層22b被加熱到足以將微球體層(即絕熱層22)燒結(jié)到金屬材料(即鎳，鐵，等)的過渡層22b的溫度時(shí)，在微結(jié)構(gòu)層22a的周邊上的微球體40結(jié)合到過渡層22b。微結(jié)構(gòu)層22a形成為具有100μm到1mm的厚度t2。更優(yōu)選，微結(jié)構(gòu)層22a的厚度t2為100到500μm。更優(yōu)選地，微結(jié)構(gòu)層22a的厚度t2為100到300μm。微結(jié)構(gòu)層22a配置為承受至少150bar的壓力且承受1100℃的表面溫度。

過渡層22b在接觸點(diǎn)46處結(jié)合到各微球體40的涂層44。過渡層22b為微球體層22a提供支撐結(jié)構(gòu)或主干，由此為絕熱層22賦予強(qiáng)度和剛度。如此，絕熱層22的強(qiáng)度和剛度是過渡層22b的厚度的函數(shù)。另外，過渡層22b結(jié)合到與微結(jié)構(gòu)層22a相對(duì)的結(jié)合層20，使得結(jié)合層20設(shè)置在基體16和絕熱層22的過渡層22b之間。如此，過渡層22b設(shè)置為與結(jié)合層20成面對(duì)接觸關(guān)系。在將熱量施加到過渡層和結(jié)合層并經(jīng)過足夠量的時(shí)間時(shí)，在結(jié)合層20和基體16之間以及在結(jié)合層20和絕熱層22的過渡層22b之間發(fā)生金屬擴(kuò)散。與不使用過渡層22b時(shí)相比，過渡層22b為結(jié)合層20提供更大表面面積的接觸、用于促進(jìn)更大面積的擴(kuò)散結(jié)合，且微結(jié)構(gòu)層22a的微球體40直接擴(kuò)散結(jié)合到結(jié)合層20(如如圖2所示)。

應(yīng)理解，可以施加期望數(shù)量的結(jié)合層20，提供期望特點(diǎn)，只要結(jié)合層20連結(jié)到絕熱層22和基體16即可。

再次參見圖2，密封層24設(shè)置在絕熱層22上方，使得絕熱層22設(shè)置在密封層24和結(jié)合層20之間。密封層24為高溫薄膜。更具體地，密封層24包括配置為承受至少1100℃溫度的材料。密封層24配置為薄層，即具有不大于20μm的厚度t3。更優(yōu)選，密封層24配置為具有不大于5μm的厚度t3。密封層24對(duì)燃燒氣體來說是不可透過的，使得在密封層24和絕熱層22之間提供密封。這種密封防止來自燃燒氣體的碎屑(例如未燃燒的碳?xì)浠衔?、煤煙、部分反?yīng)的燃料、液體燃料等)進(jìn)入通過中空微球體40限定的多孔結(jié)構(gòu)。如果這種碎屑被允許進(jìn)入多孔結(jié)構(gòu)，則在多孔結(jié)構(gòu)中的空氣將最終被碎屑取代，且絕熱層22的絕熱性能將減小或消失。

密封層24可以配置為提供平滑的外表面42。具有平滑密封層24是重要的，以防止在空氣流過密封層24的外表面42時(shí)形成湍流氣流。進(jìn)一步地，讓密封層24具有平滑表面可防止增加的熱傳遞系數(shù)。在一個(gè)非限制性的例子中，密封層24可以經(jīng)由電鍍或汽相沉積施加到絕熱層22。在另一非限制性例子中，密封層24可以在燒結(jié)絕熱層22的同時(shí)施加到絕熱層22。

密封層24配置為具有足夠的彈性，以便在暴露至燃燒氣體、熱疲勞或碎屑期間抵抗壓裂或破碎。進(jìn)一步地，密封層24配置為具有足夠彈性，以便承受下層絕熱層22的膨脹和/或收縮。

再次參見圖3，密封層24可以包括多于一個(gè)的層。更具體地，密封層24可以包括第一屏障層24a和第二屏障層24b。第一屏障層24a可以設(shè)置在絕熱層22上，且第二屏障層22b可以設(shè)置在第一屏障層24a上，使得第一屏障層24a設(shè)置在第二屏障層24b和絕熱層22之間。第二屏障層24b可以配置為提供平滑的外表面42。第一屏障層24a和第二屏障層24b可以在彼此上成層，以提供期望性能，例如耐超高溫性能、耐蝕性。在一個(gè)非限制性的例子中，第二屏障層24b提供耐蝕性和耐超高溫性能，而第一屏障層24a提供對(duì)下層絕熱層22的密封性，以防止碎屑進(jìn)入下層絕熱層22的微球體40之間限定的空間。應(yīng)理解，可以施加期望數(shù)量的密封層24，提供期望特點(diǎn)，只要密封層24對(duì)下層絕熱層22密封、防止碎屑或氣體進(jìn)入微球體40之間限定的開發(fā)空間即可。另外，不管部件的屏障層的數(shù)量如何，密封層24的厚度t3優(yōu)選不大于20μm。更優(yōu)選地，密封層24的厚度t3配置為厚度t3不大于5μm。

進(jìn)一步地，結(jié)合層、絕熱層和密封層20、22、24每一個(gè)配置為具有兼容的熱膨脹特征系數(shù)，以承受熱疲勞。

應(yīng)理解，復(fù)合tbc14可以施加到內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的部件之外的部件。更具體地，復(fù)合tbc14可以施加到宇宙飛船、火箭、注射模具等的部件。

盡管已經(jīng)對(duì)執(zhí)行本發(fā)明的較佳模式進(jìn)行了詳盡的描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可得知在所附的權(quán)利要求的范圍內(nèi)的用來實(shí)施本發(fā)明的許多替換設(shè)計(jì)和實(shí)施例。

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求2016年2月17日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)no.62/296,354、2016年3月24日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)62/312,882的優(yōu)先權(quán)，其通過引用全部合并于此。