2000 Fiscal Year Annual Research Report
遮熱コーティングシステムの熱的-機械的-化学的複合損傷解析に基づく最適化
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11450263
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
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Principal Investigator |
吉葉 正行 東京都立大学, 工学研究科, 教授 (30094288)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高橋 智 東京都立大学, 大学院・工学研究科, 助手 (80260785)
筧 幸次 東京都立大学, 大学院・工学研究科, 助手 (70185726)
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| Keywords | 遮熱コーティング / サーマルバリアコーティング / 超合金 / クリープ / 高温疲労 / クリープ-疲労相互作用 / 高温腐食 / 高温腐食環境強度 |
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| Research Abstract |
先進型ガスタービンを初めとする将来のエネルギープラント機器の高効率化を推進するうえでの必須要素として重要な高温化に耐え得る耐熱材料システムの構築において,高強度超耐熱合金の基材表面に耐環境性のみならず遮熱機能をも兼備した遮熱コーティング(TBC)システムが,ガスタービン動翼など熱的-機械的-化学的損傷要因が複合化して部材劣化を助長する部位にまで適用される段階を迎えている。本研究では,このようにクリティカルな負荷が複合化して作用する実機部材の負荷条件を的確にシミュレーションできる試験装置により,材料側と環境側双方の条件を適正にパラメータ化して各種の試験研究を展開し,そこでの損傷解析に基づいて将来のTBCシステム最適化設計のために有益な知識・情報を得るための研究を展開している。
本年度は,前年度導入・設置した特注仕様の腐食環境装置付き高温疲労試験装置による各種TBCシステム試験片を対象としたクリープ,疲労ならびにクリープ-疲労複合負荷条件下での損傷の微視的様相を解析するとともに,コーティングシステムの熱機械的損傷劣化に対する最適組織制御の方策を検討した。またこれと並行して,代表的TBCシステムの基本的な機械的損傷劣化挙動の微視的究明と影響諸因子,とりわけ適用すべきボンドコートならびにセラミックトップコートに関するコーティングプロセスの各種パラメータについて検討した。
一方,本研究でこれまでに得た基礎的研究成果に関する国際会議等での発表と,耐熱コーティングの損傷解析技術に関する最近の研究開発動向の調査情報をまとめ,解説論文として雑誌に寄稿した。
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[Publications] S.Takahashi,M.Yoshiba et al.: "Microstructural Features of Mechanical Failure in Thermal Barrier Coating Systems under Static Loadings"Proc.Int'l.Symposium on High-Temperature Corrosion and Protection 2000, Science Reviews. 337-342 (2000)
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[Publications] 高橋智,吉葉正行 他: "遮熱コーティングシステムの室温における力学的損傷の微視的様相"日本学術振興会耐熱金属材料第123委員会研究報告. 41巻3号. 411-426 (2000)
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[Publications] 吉葉正行: "ガスタービン用耐熱・耐食コーティングシステムの複合型損傷解析"まてりあ(日本金属学会会報). 40巻4号(印刷中). (2001)
