耐高温環境溶射皮膜の合成研究用小型電機爆発溶射装置の試作

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08555169
• Research Institution: TOKYO INSTITUTE OF TECHNOLOGY
• Principal Investigator: 田村 英樹 東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 助教授 (30188437)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 明石 保 住友石炭鉱業(株), 北海道技術研究所, 主任技師 ; 石山 修 東京工業大学, 応用セラミックス研究所, 教務職員 ; 堀岡 一彦 東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 助教授 (10126328)
• Keywords: 溶射 / 高融点セラミックス / 耐熱 / 放電爆発 / 電熱爆発 / ジェット

Research Abstract

耐高温環境溶射皮膜の探索研究用に設計、製作した小型電熱爆発溶射装置を用いて耐熱性高融点炭化物、ホウ化物及び窒化物セラミックスそれぞれの溶射皮膜の合成を目的として実験を行った。成果を箇条書きにまとめる。
(1)炭化タングステンと炭化タンタルの溶射:従来から懸案であった、緻密で密着性の良いコーティング膜を合成するためにセラミックジェットの流速密度を増加して行った結果、金属基板の表面から深さ30〜50μmの範囲で基板金属と溶射セラミックスを混合することができ、高い密着性が期待できるコーティングを合成できた。また、条件により基板金属と溶射セラミックスとの混合層とセラミックス単層であるトップコートを有するコーティング皮膜を合成することできた。
(2)ホウ化チタンと窒化チタンの溶射:ホウ化チタンの試料粉体に加える電気エネルギーを増加することにより緻密で、かつ、金属基板の表面層と混合するコーティングを合成することに成功した。溶射を繰り返すことで基板金属との混合層と溶射セラミックスのトップコートを有す、傾斜コーティングを形成することができた。窒化チタンの溶射についても同様の成果を得ることができたが、不定比性による窒素の現象が見られた。
(3)反応溶射による複合皮膜の合成:金属チタンと六方晶窒化硼素の混合粉体を試料として電熱爆発溶射することにより、ホウ化チタンと窒化チタンが化学反応により合成すると共に緻密で基板表面層と混合するコーティングを形成することができた。
以上の新奇な成果を学会および専門誌にて発表した。

Research Products

• [Publications] Yoshinori Ikeda: "Refractory boride and nitride ceramic coatings sprayed by ceramic jets" The review of High Pressure Science and Technology (日本高圧力学会誌特別号). (1998)
• [Publications] Takatori Soda: "Refractory carbide Coatings Sprayed by Electrothermal Explosion of Conductive-Ceramic Powders" Proc.15th International Thermal Spray Conference and Exhibition. (1998)
• [Publications] 池田吉謙: "TiB_2,TiN皮膜の特徴、及びTiーBN混合粉体を用いた複合皮膜の形成" 第6回溶射総合討論会講演概要. 31-32 (1997)
• [Publications] 雙田飛鳥: "電熱爆発溶射法による高融点炭化物皮膜の組織と組成制御" 第6回溶射総合討論会講演概要. 33-34 (1997)
• [Publications] 児玉賢彦: "高速セラミックジェットによるTi-B-N系溶射コーティングと皮膜組織" 第36回セラミックス基礎科学討論会. 106-107 (1997)
• [Publications] 板谷旬展: "高速セラミックジェットによる高融点炭化物溶射コーティングと皮膜組織" 第36回セラミックス基礎科学討論会. 108-109 (1997)