JP2024050642A - コベチック材料 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、米国特許出願第16/460,177号、出願日2019年7月2日、名称「PLASMA SPRAY SYSTEMS AND METHODS」の一部継続出願であり、当該出願は、米国仮出願番号第62/720,677号、出願日2018年8月21日、名称「PLASMA SPRAY SYSTEMS AND METHODS」の優先権を主張するとともに、米国仮出願番号第62/714,030号、出願日2018年8月2日、名称「PLASMA SPRAY DEPOSITION」の優先権を主張し、ならびに、本出願は、米国仮出願番号第62/903,649号、出願日2019年9月20日の優先権を主張し、ならびに、本出願は、米国仮出願番号第62/868,493号、出願日2019年6月28日の優先権を主張し、ならびに、本出願は、米国仮出願番号第62/839,995号、出願日2019年4月29日の優先権を主張し、ならびに、本出願は、米国仮出願番号第62/797,306号、出願日2019年1月27日の優先権を主張し、これら出願は全て、そのまま全体が本明細書により参照として援用される。
金属マトリクス複合体は、(少なくとも)金属または金属合金(特に強度または耐食性を高めるために、2種以上の金属元素を組み合わせることにより作られた金属を示す)マトリクスを、より強度の高い弾性セラミック、カーボン系補強剤、あるいは連続または断続繊維、ウィスカー、もしくは粒子の形状のマイクロ充填剤と組み合わせて、構成することができる。ミクロン寸法の補強剤金属は、土台合金に勝る許容可能なレベルまで改善された強度及び剛性を呈することが可能であるとおり、補強剤の寸法は重要である。それにもかかわらず、加工中に粒子間の望ましくない集塊化が生じるために、そのような補強剤は、望ましくない乏しい延性ならびに望ましくない低い降伏強度、機械加工性、及び負荷限界での破壊靱性も伴う場合がある。不適合性ミクロン寸法補強剤を含む金属マトリクス複合体の早期ひび割れ及び他の欠点を回避するためには、補強相の寸法をナノメートル規模に低下させることが必須となる可能性がある。さらに、補強相が金属合金マトリクス中に組み込まれるような方法が必要である。
マイクロ波(MW)プラズマトーチ反応器を用いて、原始3D数層グラフェン(FLG)粒子を、メタンガスなどの炭素含有種の大気圧蒸気流中で、連続して、例えばインフライトで核形成させることができ、この場合、そのような核形成は、最初に合成された炭素系のまたは炭素含有「たね」粒子から生じる。複数層のFLG(例えば、5~15層)で構成された、緻密に高度構造化された調節可能な3Dメソ多孔性炭素系粒子が炭素含有種から成長するときに、金属元素または金属系合金の同時混入が合わせて起こることで、少なくとも部分的に共有結合した(ならびに少なくとも部分的に、金属結合またはイオン結合した)炭素金属複合体が形成される。この炭素金属複合体は、本明細書中「コベチック」粒子構造体とも称する。一部の実施形態において、「原始」グラフェン(欠陥がほとんどまたはまったくないグラフェンを示す)は、記載されるMWトーチ反応器に提供されまたは反応器中で生成し、これは酸化されていないか、酸素を含有するとしてもごくわずかである(例えば、<1%)。一部の実施形態において、金属は、それ自体により(得られるコベチック材料において)、金属結合で互いに固定されており、炭素は、それ自体により(グラフェンまたは一部の他の組織化された炭素系2Dもしくは3D構造、例えばマトリクスまたは格子中に広く)、(主に)共有結合で互いに固定されている。複合炭素金属構造は、金属炭素界面で生じる炭素原子と金属原子の間の共有結合を含む場合がある。
本明細書中の開示は、グラフェンなどの低量ナノ充填剤炭素系材料と金属の統合について記載する。グラフェンは、その固有の構造的特徴で知られており、例えば、高いアスペクト比及び「2D」平面構造を有する。グラフェンは、その平面内sp2C=C結合(これが2D平面形状をもたらす)により、驚くほど好適な機械特性、物理特性、熱特性、及び電気特性を有する。したがって、グラフェンは、マイクロ充填剤のポリアクリロニトリル(PAN)系炭素繊維などの代替物と比較した場合に、金属マトリクス複合体にとって理想的な補強剤として機能すると思われる。なお、グラフェンナノプレートレット含有量(添加量)が低かったとしても、異方性(対象または物体が、異なる方向で測定したときに異なる値を示す物性を有することを示す)のある3Dネットワークが形成され、この結果、熱及び電気伝導性ならびに機械特性が顕著に改善される。
グラフェンを金属マトリクス中に組み込む際の問題点の1つが、均一分散を達成することであったことから、コベチック体加工は、印加電界内のグラフェンリボン及び/または粒子の相伴う剥離及び濡れ(炭素電極からまたは炭素付加物の破壊からのいずれかによる)を通じてこの問題を克服する。酸素及び水素などの不純物は、粒子表面での酸化還元反応を介して管理することが可能であり、表面の誘導電圧が適切であると仮定すると、濡れ/分散を促進することが可能である。問題は、グラフェンリボン及び/または粒子の構造完全性及び均一性(例えば、寸法、欠陥などに関する均一性など)を制御すること、ならびに高温時に金属との化学反応性を制御すること、ならびにバルク中ならびに融液表面における粒子の分布を制御することのうちの1つである。
金属におけるエネルギー伝導(熱及び電気の両方において)の基本的様式は、(少なくとも一部は)電子によって行われる可能性があり、グラフェンなどの充填剤の結晶性及び不純物の度合いにより制御されて金属マトリクス複合体の熱伝導度が向上するものの(伝導がグラフェン中の音子を介する場合)、金属格子(追加的にまたは代替的に、足場、マトリクス、または構造と称する)とのある程度の繋がり方(registry)及び/または干渉性(例えば、一体的に結合したナノ規模炭素)あるいはプレートレット間の伝導にとって限界となる最小限のプレートレット間隔(例えば、近接またはネットワーク)いずれかが存在することが必要である(例えば、グラフェンは、単層またはほんの数層であること、及び長さが10数ナノメートルであることを必要であろう)。しかしながら、金属マトリクスの強化に関しては、グラフェンは、適切な荷重伝達のためマトリクスと化学結合(または場合によっては、物理結合も)することが必要となる場合がある(なお、最大荷重伝達のためには、グラフェンの長さは、約0.5μmを超えることも可能である)。固溶強化は、炭素(グラフェン)ナノ充填剤と金属格子の間の粘着及び/または半粘着弾性ひずみに頼るが、これとは別に、離散したグラフェンナノ粒子は、結晶粒界で、転位の堆積またはピン止めに対する障壁として働く可能性があり(ホール・ペッチの結晶粒微細化など、これは、平均結晶子(粒)径を変更することによる材料強化法を示す。この方法は、結晶粒界が転位にとって乗り越えられない境界であるという知見、及び結晶粒内の転位数が、隣接する結晶粒中でどのように応力が構築されるかに影響し、これは最終的に転位源を活性化し、従って隣り合う結晶粒中での転位を可能にするという知見にも基づいている。そのため、粒径を変更することにより、結晶粒界での転位の堆積数に影響を及ぼし、強さをもたらすことが可能である)、これらは両方とも機械特性を改善する。
参照しやすくするため、この説明で使用される用語の一部を以下に定義する。提示される用語及びそれらの個々の定義は、当該定義に厳密に限定されるのではない。ある用語は、本開示内でのその用語の使われ方によりさらに定義される場合がある。「例示の」という用語は、本明細書中、例、事例、または図解として機能することを意味するために使用される。本明細書中「例示の」として記載される態様または設計は、どれであっても、それが他の態様または設計よりも好適あるいは有利であるとは、必ずしも解釈すべきではない。そうではなくて、例示という語の使用は、具体的な様式で概念を提示することを意図する。本出願及び添付の特許請求の範囲で使用される場合、「または」という用語は、排他的「または」ではなく両立的「または」を意味することを意図する。すなわち、特に記載がない限り、または文脈から明らかではない限り、「Xは、AまたはBを利用する」は、自然な全てを含む変形のいずれかを意味することを意図する。すなわち、XがAを利用する、XがBを利用する、またはXがAとBの両方を利用するならば、「Xは、AまたはBを利用する」は、上記例のいずれの場合でも満たされる。本明細書中使用される場合、AまたはBのうち少なくとも1つ、は、Aのうち少なくとも1つ、あるいはBのうち少なくとも1つ、あるいはA及びBの両方のうち少なくとも1つ、を意味する。言い換えると、この語句は、選言的である。冠詞の「a」及び「an」は、本出願及び添付の特許請求の範囲で使用される場合、特に記載がない限り、または文脈から明らかに単数形を対象としているのではない限り、概して「1つまたは複数の」を意味すると解釈すべきである。
図1Aは、2種の異なるコベチック材料形成技法102、及びそれぞれを利用することで得られるそれぞれの例示材料を示す、比較図1A00である。
図のとおり、プラズマ溶射トーチ法104は、投入材料を、導入されたとおりに使用する(メタンなどのガス状の炭素含有原料種の提供、及びメタンガスなどに向けてMWエネルギーを印加することによる原料種へのエネルギー付加を示す)ように構成することができる。しかしながら、高温では炭素含有ガス(メタンまたは他の炭化水素源など)が解離することにより、炭素、及びより詳細には、原始グラフェンの自己限定的単層が、金属(例えば、銅、金、亜鉛、錫、及び鉛)格子上または格子中に成長する可能性がある。単層の数は、少なくとも部分的に、炭素の金属に対する溶解性に依存する。金属基材上のグラフェン皮膜の成長動態、結合、及び最終構造は、金属の価電子及び対称性(最密充填平面)に依存する。同様に、金属は、炭素上で成長するときに、炭素の欠陥部位で、または選択的に酸素末端もしくは水素末端部位でも同様に、優先的に核形成及び成長を行う可能性がある。次いで、単層の炭素及び金属の交互積層が形成されて、グラフェン強化金属複合体構造の向上した特性が実現する。
上記図3に描写されるとおり、エネルギープロファイルは、初期エネルギーが高く、その後、それより低いレベルに抑制され、電力が取り除かれるまで、そのレベルにとどまることを示している。プラズマは消滅し、そして再開された後は、このエネルギーサイクルを再度辿る。初期プラズマ発火と安定化の間の時間を短縮することにより、プラズマは、主にシステムのバルクにとどまり、システムのバルクで材料のより均質な解離を起こすことが可能である。
本明細書中検討される統合されたマイクロ波プラズマトーチは、既存の金属合金及び従来の複合体加工法よりも向上した機械特性、熱特性、及び電子特性を持つ統合された、第二相炭素金属複合構造体の形成を取り扱うために使用される。そのうえさらに、マイクロ波プラズマトーチを使用することで、高価値資産構成要素上で直接、炭素金属複合体コーティング及び粒子を形成することができる。しかもさらに、上記方法及び機器は、配電の改善及び効率的変圧ならびに熱交換器性能に関する多くのクリーンエネルギー目標を満たす。
統合されたマイクロ波プラズマトーチ技術を用いて、材料を、高速で、経済的に(例えば、高い費用効率で)堆積及び/または形成させることができ、多種多様な構成で応用することができる。この技術の恩人として、様々なエネルギー生産業、特に送電及び貯蔵に関するもの、輸送産業、軍装備品産業、ならびに他の多くの製造業が挙げられる。1つの具体的な実用化例として、飛行機の金属表面を、プラズマ溶射により処理して、金属空気界面にコベチック材料を生成することができる。こうすると、金属表面は、腐食しにくくなる。また、表面近くの炭素原子は、他の材料が、炭素原子と化学結合すること及び/または表面に付着することを可能にする。炭素原子と化学結合することが可能な上記他の材料は、様々な実用的応用で生じる必要条件に基づいて選択される可能性がある。
任意の数の金属を、準安定炭素種と一緒に同時にプラズマ溶射して、ナノ炭素金属複合構造体を形成することができる。熱力学的溶解限度を超える濃度で2Dグラフェンを形成するとき、高い電気伝導度及び熱伝導度を持つ異なる金属を使用することができる。場合によっては、それぞれ異なる炭素溶解限度及び/または異なる融点及び/または異なる密度及び/または異なる結晶構造を有する2種の異なる金属を選択する。
図5の装置は、「標準」の入手容易なプラズマ溶射トーチ及びマイクロ波プラズマトーチで実質的に構成されていることが可能である(ある特定の実施形態において)。2つのトーチを有することにより、2つの異なる加工工程、すなわち以下が可能になる:(1)金属の初発溶融、及び(2)炭化水素源からのグラフェンプレートレットの核形成/成長。2つのトーチはそれぞれ、互いに独立して制御することができる。
反応物(例えば、炭化水素)及び不活性ガスならびに流れは、プラズマの安定性を確保するように、及びプラズマ内の核形成及び成長プロセスの制御(例えば、所定のガス混合物の過飽和限界及び流速)を確保するように選択される。準安定炭素の加速度及び温度は、プラズマから基材への運動の間、制御される。それに応じて、炭素が衝突及び反応することのできる圧密化薄膜を生成するように、標準プラズマ溶射トーチのプロセス条件が設定される。表面温度及び局所気相環境は、準安定炭素相の相互作用及び成長を促進するように制御される。
金属及びマイクロ波プラズマトーチ両方のプロセス枠の様々なパラメーターは、独立して制御されるように、または一部の実施形態では、互いに連動して制御されるように構成される。金属及びマイクロ波プラズマトーチ(本明細書中、「二重プラズマトーチ」と称する)のうち1つまたは複数の操作前、操作中、または操作後、統合された炭素金属形成のプロセス枠が特性分析される。そのうえ、1つまたは複数のパラメーターまたはパラメーターの組み合わせが選択され、炭素金属の堆積が観察され、当該分野で既知である任意の技法を用いて、堆積したままの試料を、様々な違いに関して特性分析することができ、そのような違いとして以下が挙げられる(が、それらに限定されない):形態(例えば、走査型電子顕微鏡(SEM)を使用して)、構造(例えば、X線回折(XRD)により及びラマン分光法により)、及び/または、物理的及び化学組成。
図6は、単一の統合マイクロ波プラズマトーチを描写する。トーチは、ガス流の制御に少量の不活性ガスまたは差動排気真空(例えば)を使用して、固体、液体、及び蒸気の反応物原料種を加工する能力を有する。トーチは、任意の環境(実験室、研究施設、または大手工業会社などを示す)に配備することができる。
マイクロ波エネルギーは、効率的マイクロ波エネルギー吸収のための中央集中ガス供給システムを伴う共線導波管配置で送達される。マイクロ波エネルギー源を使用して、金属を加熱し、半溶融状態にする。CH4(または他の炭化水素源)が、表面波プラズマガス解離管中に向けられた排気プルーム内で分解される(その構成種になる)につれて、炭素ラジカルは、プラズマラジカル(金属液滴に向けられている)による励起を介して、金属液滴の表面で核形成(例えば、組織化された1層ずつの様式で)することができる。マイクロ波熱プルーム温度及びプラズマのエネルギー調節により、パルスマイクロ波プラズマ溶射トーチ装置600の中心領域内で生じる溶融とプラズマ分解/イオン化との間で温度を独立制御することができる
堆積したそのままの統合炭素金属複合構造体の特性決定は、複数の技法を用いて達成する。例えば、X線光電子分光法(XPS)及び/またはSEM-EDSを用いて、化学組成、結合エネルギー(ナノ規模の炭素検出)、及び分布を特定することができる。同じく、エネルギー分散型X線分光分析(EDS)及び/またはSEM、及び/またはラマン分光法、及び/またはXRDを用いて、形態を特定する及び/または粒子径及び構造の態様を測定することができる。複合材料の電気特性及び熱特性、ならびに引張強度及び弾性は、任意の既知の技法を用いて評価することができる。
上記技法は、マイクロ波プラズマトーチを用いて、金属マトリクス複合体を連続製造する。この加工は、プラズマ内に材料の核形成及び成長帯の形成を伴い、続いて基材上で材料を圧密化するための加速及び衝突帯を伴う。各帯は、異なる材料の合成/配合及び統合の独自制御を提供する。いわゆる、プラズマ内での合金粒子の選択的及び独自の形成、次いで粒子は、基材に衝突する間の運動量(主に速度)及び熱エネルギーの制御を通じて、圧密パラメーター、例えば、空隙率、欠陥密度、残留応力、化学的及び熱勾配、相変態、及び異方性などを制御するための独自の付加プロセスを可能にする。
状況によっては、コベチック材料を皮膜またはコーティングとして基材上または基材中に形成させるのではなく、コベチック材料粉末として、コベチック材料を送達することができる。そのような粉末コベチック材料は、コベチック材料が反応器から出てくるところで、コベチック材料の融点より低い温度に冷却し、粉末として収集することにより、収集できる。そうすると、この粉末は、室温で取り扱い可能になる(例えば、貯蔵する、輸送する、注ぐ、混合するなど)。その後、粉末は、再溶融して圧縮成形する、または再溶融して再溶射することが可能である。例として、腐食性の高い環境で使用される構成要素を、射出成形または押出成形を用いて、そのような粉末コベチック材料から形成することができる。多くの装置を、単独でまたは組み合わせて使用することで、コベチック材料粉末の形成及び輸送が可能である。装置例を、図27A及び図27Bに関連して表示及び説明する。
方法1の一部の実施形態において、マイクロ波反応器の第一領域で、構造化炭素(例えば、炭素同素体)を形成させる(例えば、炭化水素プロセスガスの解離を通じて)。第一領域より低温にある第二領域で、金属化炭素材料(例えば、有機金属材料)が形成されるように、構造化炭素を金属で修飾する。金属化炭素材料をさらに、金属の融点より低い温度に冷却する。一部の実施形態において、金属化炭素材料は、最初、金属で修飾された炭素粒子の形状をしている。粒子を、粉末が形成されるように、さらに冷却する。粉末は、収集して利用施設に輸送することができる。コベチック結合を有する金属化炭素材料を含む粉末は、粉末から構成要素を形成する任意の既知技法と併用して、再溶融及び使用することができる。厳密に例として、構成要素は、型押成形に続いて再溶融、等方圧加工に続いて再溶融、熱間鋳造、金属射出成形、レーザー焼結などを用いることにより、粉末から形成することができる。
この方法2では、1種または複数の炭化水素ガス(または場合によってはガス及び液体)を、システムに投入する。厳密に例として、システムに投入可能なガス及び/または液体として、メタン、エタン、メチルアセチレン-プロパジエンプロパン(MAPP)、及びヘキサンが挙げられる。第一温度にある第一領域2104において、炭素原子が、他の原子と解離する(例えば、水素と解離する)。溶融金属2108は、金属粒子として反応器に導入される。次いで、第二領域2106において、第一領域で生成した炭素が、金属粒子と結び付く。炭素は、金属粒子の表面上に成長する、及び/または金属粒子の内部で成長する。一部の状況及び一部の条件下において、炭素の成長は、金属粒子上または中での2D炭素の成長を含む。他の状況及び/または他の条件下において、炭素の成長は、金属粒子上または中での3D炭素の成長を含む。上記の成長状況のいずれにおいても、成長は、格子が許容する最大限度まで進行することができる。例えば、溶融金属は、面心立方(FCC)結晶構造を持つアルミニウムであることが可能であり、炭素は、特定濃度までアルミニウムとの固溶体を形成することができる。一部の実施形態において炭素は、金属の特性(例えば、結晶構造)により決定される濃度まで金属との溶液を形成し、次いで金属炭素溶液から析出して、金属粒子上及び/または内に2Dまたは3D炭素を形成する。
限定するものではないなおさらなる例において、材料及び/またはコーティングを、混合材料、例えば、トリメチルアミン(TMA)、トリメチルグリシン(TMG)、及びメチルアセチレン-プロパジエンプロパンから、投入粒子上に生成または堆積させることができる。粒子は、冷却して粉末として収集することができる。第一帯で標的材料から生成可能な粒子の例の一部としては、相化炭素、炭化ケイ素、金属酸化物、金属窒化物、または金属がある。場合によっては、投入粒子は金属であり、化合物皮膜(例えば、金属酸化物または金属窒化物)が、投入金属粒子をコーティングし、一方で他の場合では、投入粒子は、化合物材料を含有し、金属コーティングが投入粒子上に堆積する。第一帯中で投入ガスから生成可能な粒子の例の一部としては、炭素同素体(例えば、固有の炭素)、ケイ素、ZnO、AlOx、及びNiOがある。
図27Cに、炭化水素分解及び粒子核形成(例えば、図の第一領域2104)から、グラフェン成長(例えば、図の第二領域2106)に至り、半溶融粒子を冷却し(例えば、図の冷却領域)及び粉末コベチック材料を収集する(例えば、収集領域中で、及び収集容器2104に入れる)粉末材料加工の順序の例を視覚的に表示したものを示す。粉末材料加工順序の例の有効性の基礎となる機構を、ここで簡単に検討する。
図28は、射出成形技法を用いて粉末コベチック材料から構成要素を作製する方法を描写する。図のとおり、この方法は、特定用途及び/または環境で使用される構成要素の特性のセットを集めることで始まり(操作2810)、次いで、当該用途または環境のための特性のうち少なくとも1つに基づいて特定の粉末コベチック材料を選択する(操作2820)。選択は、構成要素に望まれる機械特性に基づいて、及び/または目的とする使用に対応する環境で構成要素に望まれる抗食性に基づいて、及び/または他の望まれる特性に基づいて行うことができる。選択は、複数の望まれる特性に基づいて行うことが可能であり、場合によっては選択のツールが、特性のセット及び目的関数に基づいて最適化問題を解決することが可能であると思われる。
Claims (25)
- 複数の材料特性帯により定義され、各帯が明確に異なる結晶学的配置を有する傾斜組成物であって、
第一材料特性帯内に堆積し、金属、複数の金属原子、及び前記複数の金属原子間に多数の金属結合を含む、第一材料と、
前記第一材料と少なくとも部分的に重なり合う第二材料であって、前記第一材料中の前記金属と共有結合した炭素を含む、前記第二材料と、
前記第二材料と少なくとも部分的に重なり合う第三材料であって、共有結合した炭素を含む、前記第三材料と、
を含む、前記傾斜組成物。 - 前記明確に異なる結晶学的配置はそれぞれ、結晶学的立方格子、六方格子、面心立方格子もしくは体心格子、または六方最密格子(HCC)である金属格子のいずれか1つまたは複数を含む、請求項1に記載の傾斜組成物。
- 前記炭素は、原子状態にある、請求項1に記載の傾斜組成物。
- 少なくとも一部の炭素原子は、コヒーレントグラフェン面に組織化されている、請求項3に記載の傾斜組成物。
- 前記第一材料の前記金属は、マトリクスまたは格子として組織化されている、請求項1に記載の傾斜組成物。
- 前記金属は、銅を含む、請求項5に記載の傾斜組成物。
- 前記炭素と前記銅の間のコベチック結合により形成された銅炭素格子をさらに含む、請求項6に記載の傾斜組成物。
- 前記銅炭素格子は、炭素添加量が約60%~90%の間である、請求項7に記載の傾斜組成物。
- 前記炭素は、均質な様式で添加されている、請求項1に記載の傾斜組成物。
- 1つまたは複数の高度に均一なコベチッククエンチ層をさらに含む、請求項1に記載の傾斜組成物。
- 前記1つまたは複数の高度に均一なコベチッククエンチ層は、迅速クエンチ法に基づく、請求項10に記載の傾斜組成物。
- 前記炭素または前記金属の少なくとも1つは、プラズマ炎により溶射される、請求項1に記載の傾斜組成物。
- 前記クエンチ層の深さまたは厚さは、少なくとも部分的に、前記プラズマ炎と、前記傾斜組成物の基材の間の距離に基づいている、請求項11に記載の傾斜組成物。
- 基材上に施されるように構成されたナノカーボン注入金属コーティングであって、
第一材料特性帯に配置され、前記基材と結合した第一材料であって、第一結晶学的編成で配列されており、前記基材と共有結合している炭素原子を含む、前記第一材料と、
前記第一材料特性帯と少なくとも部分的に重なり合う第二材料特性帯に配置された第二材料であって、第二結晶学的編成で配列された、金属原子及び共有結合している炭素原子を含む、前記第二材料と、
を含む、前記コーティング。 - 前記第一結晶学的編成は、前記第二結晶学的編成とは異なっている、請求項14に記載の傾斜組成物。
- 炭素添加量は、約10%~40%の間の範囲にある、請求項14に記載のナノカーボン注入金属コーティング。
- 炭素添加量は、約40%~80%の間の範囲にある、請求項14に記載のナノカーボン注入金属コーティング。
- 炭素添加量は、約80%~90%の間の範囲にある、請求項14に記載のナノカーボン注入金属コーティング。
- 前記第二材料は、金属合金をさらに含む、請求項14に記載のナノカーボン注入金属コーティング。
- 前記基材は、航空機の金属表面である、請求項14に記載のナノカーボン注入金属コーティング。
- ケイ素含有セラミックスをさらに含む、請求項14に記載のナノカーボン注入金属コーティング。
- 前記ケイ素含有セラミックスは、赤外線隠蔽体として構成されている、請求項21に記載のナノカーボン注入金属コーティング。
- 第一材料特性帯及び第二材料特性帯を有する組成物であって、
第一結晶学的編成にある炭素原子により定義され、前記炭素と非炭素原子の間に共有結合を有する、主に炭素系の第一層と、
前記主に炭素系の第一層を実質的に覆って配置された第二層であって、第二結晶学的編成にある非炭素原子及びさらなる炭素原子を有する、前記第二層と、
を含む、前記組成物。 - 前記主に炭素系の第一層は、前記第一材料特性帯内にあり、前記第二層は、前記第二材料特性帯内にある、請求項23に記載の組成物。
- 前記主に炭素系の第一層の炭素原子が、前記基材と共有結合を形成している界面をさらに含む、請求項23に記載の組成物。
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