2007 Fiscal Year Annual Research Report
蛍光スペクトルを用いた遮熱コーティングの非接触・非破壊手法の開発
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18560094
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| Research Institution | Fukuoka Institute of Technology |
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Principal Investigator |
朱 世杰 Fukuoka Institute of Technology, 工学部, 教授 (60283032)
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| Keywords | 機械材料 / 材料力学 / 遮熱コーティング / 非破壊手法 / 金属物性 |
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| Research Abstract |
遮熱コーティング試料を大気中1100℃10,50,100,200時間で高温下に暴露し,ボンドコート層MCrAIYとZrO_2セラミック層間にA1_2O_3(TGO),を生成させた。遮熱コーティング試験片にZrO_2球状圧子を用いた押し込み試験および疲労試験を行い,生じる界面損傷を調べた。ランプ荷重の押し込み試験による,亀裂発生の荷重は11000Nであることが確認された。繰返し荷重の押し込み試験において,最大荷重は亀裂発生荷重より小さいでも,疲労亀裂発生、伝ぱによるトップコートを剥離したことが確認された。その後,遮熱コーティング表面及びコーティングと基材との界面に球状圧子押し込み法で人工的に大きさを制御した欠陥を導入した材料を用いて,界面TGO層中の応力は,マイクロラマン分光装置を用い,Al_2O_3中に含まれるCr^<3+>からの蛍光のピークのシフト量の測定から求められた。4点曲げ試験による界面損傷と蛍光スペクトルの変化との関係を構築するため,コーティング基材表面にセラミックス圧子を異なる荷重で押し付け,人工損傷を導入した。人工損傷を含む材料の材料学的組織観察により損傷の形状,大きさを定量評価した。圧子押し込み試験時の球状圧子の直径を変化させ,損傷の形状,大きさを変化させ,人工損傷を与えたものを平成18年度に決定した条件で,蛍光スペクトルの最小検出可能欠陥寸法を求めた。4点曲げ試験をし,その場損傷を観察、撮影装置で損傷の程度を判定する方法を構築した。人工的に大きさを制御した欠陥を導入した材料を用いて,蛍光スペクトルを測定した。有限要素法で解析を行いTGOの応力と界面損傷の関係について検討した。この結果と実験式と比較した。
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