2008 Fiscal Year Annual Research Report
長寿命・高信頼性遮熱コーティングを実現する拡散バリヤ型ボンドコートの創製
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16001004
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
成田 敏夫 Hokkaido University, 名誉教授 (60001252)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
原 基 秋田大学, 工学資源学部, 教授 (50156494)
高島 敏行 北海道工業大学, 機械システム工学科, 教授 (20094815)
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| Keywords | 遮熱コーティング / 拡散バリア / Ni基単結晶超合金 / 高温酸化 / クリープ / 熱酸化物層 / 二次反応層 |
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| Research Abstract |
本特別推進研究では拡散バリヤ型コーティング「(Re,W,Cr,Ni)/Ni-Al系β相またはγ'相」システム(DBC system)を提案し、各種耐熱合金(Ni基超合金、Ni基耐熱合金、ステンレス)への実証試験を5年間に亘って実施し、このDBC systemの有効性を確立した。本年度は、DBCとセラミックス遮熱層を組み合わせた、いわゆる遮熱コーティング(TBC)を作成し、長時間に亘る熱サイクル酸化試験によって、その特性評価を行った。得られた結果は、以下のように要約される。
(1) 第3世代Ni基単結晶超合金に3層構造のDBC層にCoNiCrAlYとYSZを溶射によって成膜し、大気中;1,100℃⇔室温のサイクル酸化試験を行った。その結果、このTBCコーティングは、二次反応層(SRZ)と熱酸化物層(TGO)の形成を抑制し、耐剥離特性にも優れていることが明らかとなった。さらに、民間企業の協力を得て、クリープ試験を実施した結果、本研究で提案したバリアコーティングシステムは単結晶超合金の基材強度を維持することが実証された。
(2) 6年間に亘る研究成果を基礎に、発電用ガスタービン、ジェットエンジン、鉄鋼ロール、さらには人工衛星スラスターへの展開を開始した。
(3) Ni-Al系β相とγ'相を形成するAl拡散処理時に、Al_2O_3スケールの密着性を改善するHf, YをAlと同時に添加するプロセスを開発した。
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