[發(fā)明專利]隔熱涂層、被涂部件以及制造被涂部件的方法

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• 申請日: 2020-03-13
• 公開（公告）號: CN111979569A
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發(fā)明（設計）人: 堀江俊男;清水富美男;福井健二;西川直樹
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: C25D11/04
• 分類號: C25D11/04;C22C21/02;C23C4/06;C23C4/18;F02B55/14;F02B23/00
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 張魯濱;馬江立

本發(fā)明涉及隔熱涂層、被涂部件及其制造方法，目的是提供一種具有與傳統(tǒng)上不同的新穎形態(tài)/結構的隔熱涂層。本發(fā)明提供一種具有海綿體的隔熱涂層，所述海綿體由非直管狀孔隙和結合了所述孔隙的骨架組成。所述骨架是包含Al、Si、O和雜質的非晶質體，在晶格間距為以上的位置處具有通過X射線衍射分析確定的非晶質峰。隔熱涂層的表觀密度為1g/cm³以下，體積比熱為1000kJ/m³·K以下，熱傳導率為2W/m·K以下。通過例如通過熱噴涂包含大量Si的鋁合金形成基層并通過交流/直流重疊通電對基層進行陽極氧化處理來獲得海綿體。基層中的Si的量相對于合金整體可以是例如16至48質量％。本發(fā)明的隔熱涂層的搖擺特性優(yōu)異，并且可以設置在內燃發(fā)動機的燃燒室的內壁面上。

技術領域

本發(fā)明涉及隔熱涂層和相關技術。

背景技術

為了提高內燃發(fā)動機和其他類似機器的熱效率，對具有低熱傳導率(高隔熱性能)和低熱容量(高溫追隨性)的隔熱涂層(所謂的“搖擺(swing)特性”優(yōu)良的隔熱涂層)已經(jīng)提出了各種建議。在以下文獻中描述了此類隔熱涂層。

[現(xiàn)有技術文獻]

[專利文獻]

[專利文獻1]JP2016-125082A

[專利文獻2]JP2016-216763A

[專利文獻3]JP2017-14597A

[專利文獻4]JP2017-214603A

[專利文獻5]US2017/0167373A

發(fā)明內容

[技術問題]

專利文獻1至4提出了在陽極氧化涂層中分散有微尺寸孔隙(空隙)的隔熱涂層。這些陽極氧化涂層本身由具有在一個方向上延伸的直管狀細孔的多孔層組成，這些多孔層為公知形態(tài)。

專利文獻5提出了使用二氧化硅氣凝膠的隔熱涂層，但是沒有描述由鋁基氧化物組成的隔熱涂層。

本發(fā)明是考慮到這些情況而做出的，并且本發(fā)明的一個目的是提供一種具有與常規(guī)隔熱涂層不同的新穎結構或形態(tài)的隔熱涂層和相關技術。

[問題的解決方案]

作為為實現(xiàn)以上目的而進行的深入研究的結果，本發(fā)明人已通過對Si以過飽和狀態(tài)固溶于其中的鋁合金(簡稱為“Al合金”)進行陽極氧化處理而成功地獲得了具有與常規(guī)陽極氧化涂層不同的形態(tài)和/或結構的低熱容量和低熱傳導率的隔熱涂層。通過發(fā)展該成果，本發(fā)明人完成了以下將描述的本發(fā)明。

《隔熱涂層》

本發(fā)明提供了具有海綿體的隔熱涂層。海綿體包括非直管狀孔隙和結合了所述孔隙的骨架。骨架是包含Al、Si、O和雜質的非晶質體，并且在晶格間距為以上的位置處具有通過X射線衍射分析確定的非晶質峰部。隔熱涂層的表觀密度在1g/cm³以下，體積比熱在1000kJ/m³·K以下，熱傳導率在2W/m·K以下。

本發(fā)明的隔熱涂層具有海綿體，該海綿體的形態(tài)明顯不同于常規(guī)陽極氧化涂層的形態(tài)。由海綿體構成的隔熱涂層具有低密度、低熱容量和低熱傳導率，并且表現(xiàn)出優(yōu)異的隔熱性能。

《被涂部件》

也可以將本發(fā)明認為是涂覆有隔熱涂層的部件。例如，本發(fā)明可以被認為是主體(本體)表面的至少一部分涂覆有上述隔熱涂層的被涂部件。

《被涂部件的制造方法》

也可以將本發(fā)明認為是制造被涂部件的方法。例如，本發(fā)明可以被認為是一種制造被涂部件的方法，該方法包括在主體表面上形成鋁合金基層的第一工序和對該基層進行陽極氧化處理的第二工序，其中，獲得了上述被涂部件。