Способ формирования теплозащитной пленки

Способ формирования теплозащитной пленки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Перекрестная ссылка на родственную заявку

[0001] Настоящая заявка заявляет приоритет в соответствии с 35 U.S.C. 119 по отношению к японским патентным заявкам № 2016-167092, зарегистрированным 29 августа 2016 года. Содержимое этих заявок включено в данный документ по ссылке в своей полноте.

Область техники, к которой относится изобретение

[0002] Настоящее изобретение относится к способу формирования теплозащитной пленки, в частности, к способу формирования теплозащитной пленки, предусматриваемой на структурной поверхности камеры сгорания двигателя.

Уровень техники

[0003] В целом, когда головка блока цилиндров и блок цилиндров собираются вместе, камера сгорания двигателя определяется как пространство, окруженное поверхностью канала блока цилиндров, верхней поверхностью поршня, окруженного поверхностью канала, нижней поверхностью головки блока цилиндров и нижними поверхностями головных частей впускного клапана и выпускного клапана, предусмотренных в предписанном месте в головке блока цилиндров. На структурной поверхности такой камеры сгорания иногда предусматривается теплозащитная пленка, с целью уменьшения потери при охлаждении в двигателе или защиты двигателя от тепла, создаваемого сгоранием топлива.

[0004] JP 2010-249008 A раскрывает технологию предоставления анодной оксидной пленки в качестве теплозащитной пленки, на структурной поверхности камеры сгорания двигателя. Анодная оксидная пленка имеет теплопроводность ниже теплопроводностей материалов основы (например, алюминиевого сплава, магниевого сплава, титанового сплава) частей, составляющих камеру сгорания. Следовательно, анодная оксидная пленка предоставляет возможность улучшения свойства теплозащиты камеры сгорания и уменьшения потери при охлаждении. Кроме того, анодная оксидная пленка имеет объемную теплоемкость меньше объемных теплоемкостей вышеописанных материалов основы. Соответственно, анодная оксидная пленка также предоставляет возможность вынуждать температуру поверхности пленки следовать температуре рабочего газа в камере сгорания. В частности, температура поверхности пленки может быть вынуждена следовать температуре на впуске в такте впуска, и температуре газообразного продукта сгорания в такте расширения. Соответственно, анодная оксидная пленка предоставляет возможность уменьшения потери при охлаждении в такте расширения, и в то же время, предоставляет возможность пресечения нагрева рабочего газа в такте впуска и улучшения расхода топлива.

[0005] JP 2010-249008 A также раскрывает то, что предпочтительно выполнять обработку для уплотнения бесчисленных пор, сформированных на верхней поверхности анодной оксидной пленки (обработку уплотнения пор). В качестве примера обработки уплотнения пор, JP 2010-249008 A вводит способ, в котором кремнийорганический раствор наносится в качестве уплотняющего поры вещества на верхнюю поверхность анодной оксидной пленки и нагревается так, чтобы формировать кремниевую оксидную пленку.

[0006] JP 2010-249008 A описывает возможность регулирования размера пор посредством изменения условий (прикладываемого напряжения, типа раствора электролита) обработки анодирования. Однако, трудно унифицировать размеры всех пор, неизбежно возникают различия размеров. В таком случае, даже когда используется кремнийорганический раствор, невозможно полностью уплотнять отверстия пор большого размера. Это обусловлено тем, что, даже когда кремнийорганический раствор может быть заполнен в отверстия на этапе нанесения, объем кремнийорганического раствора уменьшается настолько, насколько растворитель удаляется в последующем процессе нагрева.

[0007] Настоящее изобретение устраняет вышеописанные проблемы, и задачей настоящего изобретения является предоставление способа формирования, способного удовлетворительно уплотнять все отверстия бесчисленных пор, сформированных на верхней поверхности анодной оксидной пленки.

Сущность изобретения

[0008] Настоящее изобретение является способом формирования теплозащитной пленки для достижения вышеописанной задачи и содержит этап анодирования, первый этап уплотнения пор и второй этап уплотнения пор. Этап анодирования является этапом формирования анодной оксидной пленки, имеющей верхнюю поверхность, снабженную бесчисленными порами, сформированными на ней, посредством обработки анодирования части, составляющей камеру сгорания двигателя. Первый этап уплотнения пор является этапом формирования первой кремниевой оксидной пленки посредством нанесения, на верхнюю поверхность анодной оксидной пленки, первого уплотняющего поры вещества растворяющего типа, включающего в себя полисилазан и органический растворитель, и посредством полимеризации полисилазана, подразумевающей удаление органического растворителя первого уплотняющего поры вещества. Второй этап уплотнения пор является этапом формирования второй кремниевой оксидной пленки посредством нанесения, на верхнюю поверхность первой кремниевой оксидной пленки, второго уплотняющего поры вещества нерастворяющего типа, включающего в себя алкоксисилановое соединение, представленное следующей химической формулой (1), или его частично гидролизованный конденсат, и посредством полимеризации, по меньшей мере, одного из алкоксисиланового соединения и его частично гидролизованного конденсата:

R¹_nSi(OR²)_4-n (1)

(В формуле (1) R¹ представляет замещенную или незамещенную одновалентную углеводородную группу, имеющую 1-8 атомов углерода, R² представляет алкильную группу, имеющую 1-4 атомов углерода, а n представляет целое число от 0 до 3).

[0009] Настоящее изобретение может содержать третий этап уплотнения пор. Третий этап уплотнения пор является этапом формирования третьей кремниевой оксидной пленки посредством нанесения, на верхнюю поверхность второй кремниевой оксидной пленки, третьего уплотняющего поры вещества растворяющего типа, включающего в себя полисилазан и органический растворитель, посредством полимеризации полисилазана, подразумевающей удаление органического растворителя третьего уплотняющего поры вещества. Когда настоящее изобретение содержит третий этап уплотнения пор, второй этап уплотнения пор и третий этап уплотнения пор могут поочередно выполняться, по меньшей мере, один раз или более. Кроме того, последний проход третьего этапа уплотнения пор может быть выполнен позже последнего прохода второго этапа уплотнения пор.

[0010] В настоящем изобретении полисилазан, включенный в третье уплотняющее поры вещество, нанесенное в последнем проходе третьего этапа уплотнения пор, может быть пергидрополисилазаном.

[0011] Согласно настоящему изобретению, второй этап уплотнения пор предоставляет возможность формирования второй кремниевой оксидной пленки из второго уплотняющего поры вещества нерастворяющего типа. Объем первого уплотняющего поры вещества растворяющего типа уменьшается во время формирования первой кремниевой оксидной пленки вследствие того, что подразумевается удаление органического растворителя. Объем второго уплотняющего поры вещества почти не уменьшается во время формирования второй кремниевой оксидной пленки. Соответственно, даже когда отверстия пор большого размера не могут быть блокированы первой кремниевой оксидной пленкой, отверстия пор большого размера могут быть блокированы безусловно второй кремниевой оксидной пленкой.

[0012] Когда настоящее изобретение содержит третий этап уплотнения пор, и последний проход третьего этапа уплотнения пор выполняется позже последнего прохода второго этапа уплотнения пор, верхняя поверхность теплозащитной пленки может быть составлена с помощью третьей кремниевой оксидной пленки. Полимер, составляющий третью кремниевую оксидную пленку, является полимером, полученным из полисилазана, и является отличным в тепловом сопротивлении по сравнению с полимером, составляющим вторую кремниевую оксидную пленку. Соответственно, по сравнению со случаем, когда верхняя поверхность теплозащитной пленки составляется с помощью второй кремниевой оксидной пленки, тепловое сопротивление рассматриваемой верхней поверхности может быть улучшено.

[0013] В настоящем изобретении, когда полисилазан, включенный в третье уплотняющее поры вещество, нанесенное в последнем проходе третьего этапа уплотнения пор, является пергидрополисилазаном, верхняя поверхность теплозащитной пленки может быть составлена с помощью кремниевого стекла, и соответственно тепловое сопротивление рассматриваемой верхней поверхности может быть особенно улучшено.

Краткое описание чертежей

[0014] Фиг. 1 - это схема, иллюстрирующая последовательность операций способа формирования теплозащитной пленки согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 2 - это схематичный чертеж в поперечном разрезе анодной оксидной пленки, сформированной на материале основы части камеры сгорания;

Фиг. 3 - это схематичный чертеж в поперечном разрезе анодной оксидной пленки, на которой формируется первая кремниевая оксидная пленка;

Фиг. 4 - это схема, схематично иллюстрирующая реакцию пергидрополисилазана;

Фиг. 5 - это схематичный чертеж в поперечном разрезе анодной оксидной пленки, на которой формируется вторая кремниевая оксидная пленка;

Фиг. 6 - это схема, схематично иллюстрирующая реакцию алкоксисилановых соединений;

Фиг. 7 - это чертеж, схематично иллюстрирующий верхнюю поверхность анодной оксидной пленки перед обработкой уплотнения пор;

Фиг. 8 - это чертеж, иллюстрирующий проблемные точки в случае, когда отверстия открытых пор или отверстия трещин не полностью блокируются;

Фиг. 9 - это чертеж, иллюстрирующий результаты вследствие способа формирования согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 10 - это схема, иллюстрирующая последовательность операций способа формирования теплозащитной пленки согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения; и

Фиг. 11 - это схематичный чертеж в поперечном разрезе анодной оксидной пленки, на которой формируется третья кремниевая оксидная пленка;

Подробное описание вариантов осуществления

[0015] Далее в данном документе, варианты осуществления настоящего изобретения описываются со ссылкой на сопровождающие чертежи. Следует отметить, что общие элементы на чертежах обозначаются одинаковыми ссылочными знаками, и дублирующие их описания опускаются. Настоящее изобретение не ограничивается следующими вариантами осуществления.

[0016] Первый вариант осуществления

Сначала, со ссылкой на фиг. 1-9, описывается способ формирования теплозащитной пленки согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.

[0017] Описание способа формирования

Фиг. 1 - это схема, иллюстрирующая последовательность операций способа формирования теплозащитной пленки согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения. В способе формирования согласно настоящему первому варианту осуществления, сначала выполняется обработка анодирования части (далее в данном документе называемой "частью камеры сгорания"), составляющей камеру сгорания двигателя. Как уже описано, камера сгорания двигателя определяется как пространство, окруженное поверхностью канала блока цилиндров, верхней поверхностью поршня, окруженного поверхностью канала, нижней поверхностью головки блока цилиндров и нижними поверхностями головных частей впускного клапана и выпускного клапана, предусмотренных в предписанном месте в головке блока цилиндров. Часть камеры сгорания настоящего первого варианта осуществления включает в себя, по меньшей мере, одно из блока цилиндров, головки блока цилиндров, поршня, впускного клапана и выпускного клапана.

[0018] Обработка анодирования является электролизом, выполняемым, в то время как раствор электролита (в качестве примера, водный раствор фосфорной кислоты, щавелевой кислоты, серной кислоты или хромовой кислоты) подается к поверхности части камеры сгорания в качестве анода. Во время электролиза плотность электрического тока и время возбуждения регулируются. Во время электролиза площадь соприкосновения раствора электролита ограничивается с помощью, например, маскирующего агента таким образом, что только предварительно определенная площадь поверхности части камеры сгорания подвергается формированию анодной оксидной пленки. Материал основы части камеры сгорания является, например, алюминиевым сплавом, магниевым сплавом или титановым сплавом. Соответственно, когда выполняется обработка анодирования, оксидная пленка из сплава (а именно, анодная оксидная пленка) формируется в вышеописанной предварительно определенной области.

[0019] Фиг. 2 - это схематичный чертеж в поперечном разрезе анодной оксидной пленки, сформированной на материале основы части камеры сгорания. Анодная оксидная пленка 10, показанная на фиг. 2, имеет бесчисленные открытые поры 12, имеющие отверстия на верхней поверхности 10a. Открытые поры 12 формируются в ходе обработки анодирования. Присутствие открытых пор 12 предоставляет возможность анодной оксидной пленке 10 функционировать как теплозащитной пленке, имеющей меньшую теплопроводность и меньшую объемную теплоемкость (означающую теплоемкость на единицу объема; то же должно применяться далее в данном документе), чем теплопроводность и объемная теплоемкость материала основы части камеры сгорания. Анодная оксидная пленка 10 имеет также закрытые поры 14 внутри себя. Закрытые поры 14 формируются в ходе обработки анодирования и возникают из добавок (главным образом, Si) для улучшения механических свойств части камеры сгорания. Присутствие закрытых пор 14 предоставляет возможность реализовывать низкую объемную теплоемкость анодной оксидной пленки 10.

[0020] В способе формирования согласно настоящему первому варианту осуществления, последовательно, выполняется обработка (обработка уплотнения пор) для уплотнения открытых пор 12, показанных на фиг. 2. Обработка уплотнения пор выполняется для того, чтобы улучшать свойство теплозащиты анодной оксидной пленки 10 посредством блокирования, по меньшей мере, отверстий 12a открытых пор 12, близких к верхней поверхности 10a. Обработка уплотнения пор содержит первый этап и второй этап. На первом этапе обработки уплотнения пор, сначала, уплотняющее поры вещество растворяющего типа (первое уплотняющее поры вещество) наносится на всю площадь верхней поверхности 10a, показанной на фиг. 2. Уплотняющее поры вещество растворяющего типа включает в себя пергидрополисилазан и/или органополисилазан (в качестве примера, полидиметилсилазан или поли(диметил-метил)силазан) и органический растворитель. Уплотняющее поры вещество растворяющего типа может включать в себя, если необходимо, добавку(и). Примеры добавки включают в себя выравнивающее вещество, сурфактант и модификатор вязкости.

[0021] В качестве примера уплотняющего поры вещества растворяющего типа предлагается Aquamatica (зарегистрированная торговая марка), производимое компанией AZ Electronic Materials Co., Ltd. Aquamica является продуктом, приготовленным посредством разжижения пергидрополисилазана эфирным растворителем, таким как дибутиловый эфир или анизол.

[0022] Способ нанесения уплотняющего поры вещества растворяющего типа особо не ограничивается, и прежде известный способ может быть использован в качестве рассматриваемого способа нанесения. Примеры прежде известного способа включают в себя нанесение кистью, нанесение методом распыления, нанесение методом погружения, покрытие методом плавания и покрытие методом центрифугирования. Следует отметить, что осаждение уплотняющего поры вещества на поверхности пленки во время покрытия может к несчастью вести к ухудшению чистоты поверхности вследствие растрескивания или увеличения объемной теплоемкости. Соответственно, когда уплотняющее поры вещество растворяющего типа осаждается на поверхности анодной оксидной пленки, осажденное уплотняющее поры вещество может быть стерто, например, с помощью обтирочного материала после нанесения уплотняющего поры вещества.

[0023] На первом этапе обработки уплотнения пор, последовательно, выполняется обжиг уплотняющего поры вещества растворяющего типа. Например, условия обжига таковы, что температура задается равной 180°C, и время обжига задается равным 5 часам. Выполняя обжиг уплотняющего поры вещества растворяющего типа, вышеописанный органический растворитель испаряется, и в то же время, полисилазан поликонденсируется. Следовательно, на верхней поверхности 10a, показанной на фиг. 2, формируется кремниевая оксидная пленка (первая кремниевая оксидная пленка). Фиг. 3 - это схематичный чертеж в поперечном разрезе анодной оксидной пленки, на которой формируется первая кремниевая оксидная пленка. Как показано на фиг. 3, первая кремниевая оксидная пленка 16 формируется на верхней поверхности 10a и структурной поверхности открытых пор 12. Следовательно, большинство отверстий 12a блокируются первой кремниевой оксидной пленкой 16.

[0024] Фиг. 4 - это схема, схематично иллюстрирующая реакцию пергидрополисилазана. Как показано на фиг. 4, пергидрополисилазан преобразуется в кремниевое стекло во время реакции с водой (H₂O) и высвобождения аммония (NH₃) и водорода (H₂). Когда вышеописанное Aquamica используется в качестве уплотняющего поры вещества растворяющего типа, пергидрополисилазан реагирует с влагой в атмосфере, и, в результате, формируется первая кремниевая оксидная пленка 16, состоящая из кремниевого стекла.

[0025] На втором этапе обработки уплотнения пор, сначала, уплотняющее поры вещество нерастворяющего типа (второе уплотняющее поры вещество) наносится на всю площадь верхней поверхности 16a первой кремниевой оксидной пленки 16, показанной на фиг. 3. Уплотняющее поры вещество нерастворяющего типа включает в себя алкоксилановое соединение, представленное следующей химической формулой (1), или его частично гидролизованный конденсат (олигомер):

R^l_nSi(OR²)_4-n (1)

(В формуле (1) R¹ представляет замещенную или незамещенную одновалентную углеводородную группу, имеющую 1-8 атомов углерода, R² представляет алкильную группу, имеющую 1-4 атомов углерода, а n представляет целое число от 0 до 3).

[0026] Уплотняющее поры вещество нерастворяющего типа может включать в себя, если необходимо, катализатор отверждения, регулирующий скорость реакции отверждения, неорганический пигмент, окрашивающий получающуюся в результате уплотняющую поры пленку, и неорганическую добавку(и). Катализатор отверждения, неорганический пигмент и неорганическая добавка(и) особо не ограничиваются, и прежде известные изделия могут быть использованы. Примеры катализатора отверждения включают в себя: оловоорганические соединения, такие как дилауринат дибутилолова и диацетат дибутилолова; титанорганические соединения, такие как тетраизопропоксититан и тетра-n-бутоксититан; алюминийорганические соединения, такие как триизопропоксиалюминий и три-n-бутоксиалюминий; и цирконийорганические соединения, такие как тетра-n-бутоксицирконий и тетра-n-пропоксицирконий. Примеры неорганического пигмента включают в себя металл, сплав и оксид, гидроксид, карбид, сульфид и нитрид этих металла и сплава. Примеры добавки включают в себя модификатор глянца и модификатор вязкости.

[0027] В качестве примера уплотняющего поры вещества нерастворяющего типа приводится Permeate (торговое наименование), производимое корпорацией D&D. Permeate является нерастворяющим однокомпонентным уплотняющим поры веществом, главным образом, состоящим из алкоксисиланового соединения, представленного вышеописанной химической формулой (1), или его частично гидролизованного конденсата.

[0028] Аналогично вышеописанному уплотняющему поры веществу растворяющего типа, способ применения уплотняющего поры вещества нерастворяющего типа особо не ограничивается, и прежде известный способ может быть использован в качестве рассматриваемого способа применения. Кроме того, когда уплотняющее поры вещество нерастворяющего типа осаждается на поверхности первой кремниевой оксидной пленки, осажденное уплотняющее поры вещество может быть стерто, например, с помощью обтирочного материала после нанесения уплотняющего поры вещества нерастворяющего типа.

[0029] На втором этапе обработки уплотнения пор, последовательно, выполняется обжиг уплотняющего поры вещества нерастворяющего типа. Например, условия обжига таковы, что температура задается равной 80°C, и время обжига задается равным 2 часам. Выполняя обжиг уплотняющего поры вещества нерастворяющего типа, вышеописанное алкоксисилановое соединение поликонденсируется с собой, вышеописанный частично гидролизованный конденсат поликонденсируются с собой, или алкоксисилановое соединение и частично гидролизованный конденсат поликонденсируются друг с другом. Следовательно, формируется кремниевая оксидная пленка (вторая кремниевая оксидная пленка), отличная от первой кремниевой оксидной пленки 16, покрывающей верхнюю поверхность 16a, показанную на фиг. 3. Фиг. 5 - это схематичный чертеж в поперечном разрезе анодной оксидной пленки, на которой формируется вторая кремниевая оксидная пленка. Как показано на фиг. 5, вторая кремниевая оксидная пленка 18 формируется на верхней поверхности 16a. Следовательно, все отверстия 12a, показанные на фиг. 2 и фиг. 3, блокируются второй кремниевой оксидной пленкой 18. Следует отметить, что фиг. 5 изображает глубинный фрагмент 12b открытой поры 12, неблокированный второй кремниевой оксидной пленкой 18. Однако, формирование такого глубинного фрагмента 12b само не вызывает проблемы, а скорее, когда такой глубинный фрагмент 12b функционирует аналогично закрытым порам 14, такой глубинный фрагмент 12b способствует низкой объемной теплоемкости теплозащитной пленки.

[0030] Фиг. 6 - это схема, схематично иллюстрирующая реакцию алкоксисилановых соединений. Как показано на фиг. 6, алкоксисилановое соединение формирует сеть, реагируя с водой, в то же время высвобождая метанол (CH₃OH). Когда вышеописанный Permeate используется в качестве уплотняющего поры вещества нерастворяющего типа, алкоксисилановое соединение или его частично гидролизованный конденсат реагирует с влагой в атмосфере, и, в результате, формируется вторая кремниевая оксидная пленка 18, состоящая из неорганического полимера, имеющего -Si-O-Si-O- в качестве основной цепи.

[0031] Вследствие вышеописанной обработки анодирования и вышеописанной обработки уплотнения пор теплозащитная пленка формируется на материале основы части камеры сгорания. К слову, анодная оксидная пленка 10, первая кремниевая оксидная пленка 16 и вторая кремниевая оксидная пленка 18, показанные на фиг. 5, соответствуют теплозащитной пленке, полученной способом формирования согласно настоящему первому варианту осуществления.

[0032] Результаты способа формирования

Фиг. 7 - это чертеж, схематично иллюстрирующий верхнюю поверхность анодной оксидной пленки перед обработкой уплотнения пор. Как показано на фиг. 7, бесчисленные отверстия 12a испещряют верхнюю поверхность 10a. Когда эти отверстия 12a сравниваются друг с другом, обнаруживается, что существуют различия в их размерах. Как показано на фиг. 7, отверстие 20 трещины формируется на верхней поверхности 10a. Отверстие 20 трещины может быть сформировано в ходе формирования открытых пор 12. Аналогично размерам отверстий 12a, размер отверстия 20 трещины также изменяется, и размер отверстия 20 трещины, показанной на фиг. 7, больше максимального размера отверстий 12a, показанных на том же чертеже.

[0033] Когда размеры отверстий 12a большие, или когда отверстие 20 трещины формируется, невозможно полностью блокировать отверстия 12a или отверстие 20 трещины посредством вышеописанной первой кремниевой оксидной пленки 16. Это обусловлено тем, что, даже когда уплотняющее поры вещество растворяющего типа может быть заполнено во все отверстия 12a или все отверстия 20 трещины на этапе нанесения, объем уплотняющего поры вещества уменьшается на величину органического растворителя, испаряющегося на последующем этапе обжига. Когда объем уплотняющего поры вещества уменьшается, отверстия 12a и отверстия 20 трещин, не полностью заблокированные первой кремниевой оксидной пленкой 16, остаются.

[0034] Фиг. 8 - это чертеж, иллюстрирующий проблемные точки в случае, когда отверстия открытых пор или отверстия трещин не полностью блокируются. Как указывают стрелки на фиг. 8, когда отверстия 12a не полностью блокируются, газообразный продукт сгорания может проникать в не полностью блокированные отверстия 12a. Соответственно, по сравнению со случаем, когда отверстия 12a полностью блокируются, свойство теплозащиты благодаря анодной оксидной пленке 10 или способности следовать за рабочим газом ухудшается. Также, в случае бензинового двигателя, возможно, что топливо, проникающее в не полностью блокированные отверстия 12a, не способствует сгоранию и остается в не полностью блокированных отверстиях 12a.

[0035] Что касается этого момента, в способе формирования согласно настоящему первому варианту осуществления, выполняется второй этап обработки уплотнения пор с помощью уплотняющего поры вещества нерастворяющего типа. В отличие от уплотняющего поры вещества растворяющего типа, уплотняющее поры вещество нерастворяющего типа практически свободно от ограничения объема на этапе нанесения или на этапе обжига. Следовательно, даже когда не полностью блокированные отверстия 12a или не полностью блокированные отверстия 20 трещин остаются после первого этапа обработки уплотнения пор, эти не полностью блокированные отверстия могут быть безусловно блокированы второй кремниевой оксидной пленкой 18. Фиг. 9 - это чертеж, иллюстрирующий результаты вследствие способа формирования согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения. Как указывают стрелки на фиг. 9, когда все отверстия 12a блокируются второй кремниевой оксидной пленкой 18, проникновение газообразного продукта сгорания или топлива может быть блокировано.

[0036] Из вышеприведенного писания, согласно способу формирования согласно настоящему первому варианту осуществления, представляется возможным получать теплозащитную пленку, имеющую отличное теплозащитное свойство и способность следовать за рабочим газом.

[0037] Второй вариант осуществления

Далее, со ссылкой на фиг. 10 и фиг. 11, описывается способ формирования теплозащитной пленки согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения.

[0038] Описание способа формирования

Фиг. 10 - это схема, иллюстрирующая последовательность операций способа формирования теплозащитной пленки согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения. В способе формирования согласно настоящему второму варианту осуществления обработка уплотнения пор содержит первый этап, второй этап и третий этап. Что касается обработки анодирования, и первого этапа и второго этапа обработки уплотнения пор, способ формирования согласно второму варианту осуществления является общим с вышеописанным способом формирования согласно первому варианту осуществления. Другими словами, способ формирования согласно настоящему второму варианту осуществления отличается от вышеописанного способа формирования первого варианта осуществления в том, что добавляется третий этап обработки уплотнения пор. Соответственно, описание обработки анодирования и описание первого этапа и второго этапа обработки уплотнения пор опускаются, и далее в данном документе представляется только описание третьего этапа обработки уплотнения пор.

[0039] Третий этап обработки уплотнения пор фундаментально является таким же, что и первый этап обработки уплотнения пор. В частности, на третьем этапе обработки уплотнения пор, сначала, уплотняющее поры вещество растворяющего типа (третье уплотняющее поры вещество) наносится на всю площадь верхней поверхности 18a второй кремниевой оксидной пленки 18, показанной на фиг. 5. Уплотняющее поры вещество, используемое на третьем этапе, имеет тот же тип, что и уплотняющее поры вещество, используемое на первом этапе. Способ нанесения уплотняющего поры вещества, используемого на третьем этапе, особо не ограничивается аналогично способам нанесения уплотняющих поры веществ, используемых на первом этапе и втором этапе.

[0040] На третьем этапе обработки уплотнения пор, последовательно, выполняется обжиг уплотняющего поры вещества растворяющего типа. Условия обжига являются такими же, что и условия обжига первого этапа. Выполняя обжиг уплотняющего поры вещества растворяющего типа, вышеописанный органический растворитель испаряется, и в то же время, полисилазан поликонденсируется. Следовательно, кремниевая оксидная пленка (третья кремниевая оксидная пленка) формируется на верхней поверхности 18a, показанной на фиг. 5. Фиг. 11 - это схематичный чертеж в поперечном разрезе анодной оксидной пленки, на которой формируется третья кремниевая оксидная пленка. Как показано на фиг. 11, третья кремниевая оксидная пленка 22 формируется на верхней поверхности 18a.

[0041] Посредством вышеописанной обработки анодирования и вышеописанной обработки уплотнения пор теплозащитная пленка формируется на материале основы части камеры сгорания. В качестве примера, анодная оксидная пленка 10, первая кремниевая оксидная пленка 16, вторая кремниевая оксидная пленка 18 и третья кремниевая оксидная пленка 22, показанные на фиг. 11, соответствуют теплозащитной пленке, полученной способом формирования согласно настоящему второму варианту осуществления.

[0042] Результаты способа формирования

Как описано в вышеописанном первом варианте осуществления, посредством выполнения второго этапа обработки уплотнения пор с помощью уплотняющего поры вещества нерастворяющего типа, не полностью блокированные отверстия 12a могут быть безусловно блокированы второй кремниевой оксидной пленкой 18. Однако, как может быть видно из фиг. 6, неорганический полимер, составляющий вторую кремниевую оксидную пленку 18, включает в себя группу углеводородов в своих побочных цепях. Соответственно, неорганический полимер склонен иметь более низкую температуру плавления по сравнению с неорганическим полимером, вовсе не имеющим групп углеводородов в своих побочных цепях. В действительности, вышеописанный Peremeate имеет температуру плавления всего лишь приблизительно 500°С и имеет малую твердость. Следовательно, когда верхняя поверхность теплозащитной пленки составляется с помощью второй кремниевой оксидной пленки 18, остается опасение относительно теплового сопротивления и твердости.

[0043] С этой точки зрения, в способе формирования согласно настоящему второму варианту осуществления, третий этап выполняется следом за вторым этапом. Неорганический полимер, составляющий третью кремниевую оксидную пленку 22, имеет более высокую точку плавления и сравнительно более высокую твердость по сравнению с неорганическим полимером, составляющим вторую кремниевую оксидную пленку 18. В частности, вышеописанное кремниевое стекло, сформированное из пергидрополисилазана, имеет точку плавления приблизительно до 1000°C. Таким образом, согласно способу формирования согласно настоящему второму варианту осуществления, посредством третьего этапа, формирующего третью кремниевую оксидную пленку 22, представляется возможным получать теплозащитную пленку, имеющую высокую реальную машинную прочность, и иметь улучшения по тепловому сопротивлению и твердости верхней поверхности теплозащитной пленки.

[0044] Другие примеры способа формирования

К слову, в вышеописанном способе формирования согласно второму варианту осуществления, уплотняющая поры пленка имеет трехслойную структуру, состоящую из первой кремниевой оксидной пленки 16, второй кремниевой оксидной пленки 18 и третьей кремниевой оксидной пленки 22. Однако, число этапов в обработке уплотнения пор может быть дополнительно увеличено, и уплотняющая поры пленка, имеющая больше трех слоев, может также быть сформирована. Однако, в этом случае, предпочтительно поочередно выполнять этап, соответствующий второму этапу, и этап, соответствующий третьему этапу. Также предпочтительно выполнять обработку уплотнения пор таким образом, что этап, соответствующий третьему этапу, является окончательным этапом обработки уплотнения пор. Выполняя такую обработку уплотнения пор, представляется возможным получать те же результаты, что и в вышеописанном способе формирования согласно второму варианту осуществления.

1. Способ формирования теплозащитной пленки, содержащий этапы, на которых:

формируют анодную оксидную пленку, имеющую верхнюю поверхность, снабженную бесчисленными порами, сформированными на ней, посредством обработки анодирования части, составляющей камеру сгорания двигателя;

формируют первую кремниевую оксидную пленку посредством нанесения, на верхнюю поверхность анодной оксидной пленки, уплотняющего поры вещества растворяющего типа, включающего в себя полисилазан и органический растворитель, и посредством полимеризации полисилазана, подразумевающей удаление органического растворителя первого уплотняющего поры вещества; и

формируют вторую кремниевую оксидную пленку посредством нанесения, на верхнюю поверхность первой кремниевой оксидной пленки, второго уплотняющего поры вещества нерастворяющего типа, включающего в себя алкоксисилановое соединение, представленное следующей химической формулой (1), или его частично гидролизованный конденсат, и посредством полимеризации, по меньшей мере, одного из алкоксисиланового соединения и его частично гидролизованного конденсата.

R^l_nSi(OR²)_4-n (1)

(В формуле (1) R¹ представляет замещенную или незамещенную одновалентную углеводородную группу, имеющую 1-8 атомов углерода, R² представляет алкильную группу, имеющую 1-4 атомов углерода, а n представляет целое число от 0 до 3).

2. Способ формирования теплозащитной пленки по п. 1, дополнительно содержащий этап, на котором формируют третью кремниевую оксидную пленку посредством нанесения, на верхнюю поверхность второй кремниевой оксидной пленки, третьего уплотняющего поры вещества растворяющего типа, включающего в себя полисилазан и органический растворитель, посредством полимеризации, подразумевающей удаление органического растворителя третьего уплотняющего поры вещества,

при этом этап формирования второй кремниевой оксидной пленки и этап формирования третьей кремниевой оксидной пленки поочередно выполняют, по меньшей мере, один раз или более; и

последний проход этапа формирования третьей кремниевой оксидной пленки выполняют позже последнего прохода этапа формирования второй кремниевой оксидной пленки.

3. Способ формирования теплозащитной пленки по п. 2, в котором полисилазан, включенный в третье уплотняющее поры вещество, наносимое в последнем проходе этапа формирования третьей кремниевой оксидной пленки, является пергидрополисилазаном.