2019 Fiscal Year Research-status Report
Challenge in inventing environmental barrier coating with permanent self-crack healing ability for gas turbine
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18K14086
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| Research Institution | Kushiro National College of Technology |
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Principal Investigator |
NGUYEN THANHSON 釧路工業高等専門学校, 創造工学科, 助教 (00797235)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | ガスタービン / 永続 / 自己修復 / 耐環境 / 積相対 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
H30年度の実施していなかったの溶射することを行った。溶射した後、試験片の鏡面の上に、数パーセント治療剤（SiC）が着されることを確認した。そして、高温水蒸気環境で、作製した試験片をクラックヒーリング試験を実施し、回復しうるき裂長さの限界を明らかにした。具体的には、作製した焼結体から試験片を加工し、マイクロビッカース試験機を用いて予き裂を導入し、1200℃～1400℃で疑似水蒸気環境き裂を修復させた。試験後に、共焦点顕微鏡及び走査電子顕微鏡（SEM）で修復された辺を観察することにより完全に回復か明らかにした。また、XRD、EDX等を用いて、表面の組成変化の度合いを調べた。また、Yb2SiO5を再生ため、800~1400℃でYb2Si2O7を分解させた。室温に戻ったら、組成変化を測定し、熱処理条件（時間、温度）を最適化した。分析結果より、800℃～Yb2SiO5を再生できるという結論がある。更に、再生した後、コンポジットの自己修復の効果が再生なしのコンポジットのより向上したことを確認できた。これかの結果について、国際会議（2回）で発表し、さらに以下２つの学術なジャーナルに掲載されている：
１）Advanced Engineering Materials, 2020 (in press),https://doi.org/10.1002/adem.202000157
２）Materials Transactions, 2020 (in press),https://doi.org/10.2320/matertrans.MT-MN2019006
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
第2年目の計画（溶射、熱処理で治療剤再生の確認）がほぼ完成した。しかし、最適化するために、多くの熱処理条件を検討するのは必要である。それに関する実験を行うため、H31年度、長岡技科大に3回出張していたが、時間が限られたため、検討した条件の数は少なかった。残り未条件はR2年度に検討することになるため、今までの進捗状況は元の計画よりやや遅れている。
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| Strategy for Future Research Activity |
H31年度の実施していなかったの条件での実験を行う。
そして、試験片を1500℃程度で疑似水蒸気環境にし、長時間（100時間以上）に渡って行う。暴露後に除冷して、各分析方法を行い、組成変化を調べる。また、TEM、Ｘ線CTを用いて皮膜中の微細構造を観察し、き裂や層間剥離や破壊現象等が発生するか明らかにする。き裂が発生した場合、どの程度修復できるか明らかにする。そして、何度に同じ試験を繰り返し、寿命と信頼性について、向上効果が確かに得られていることを確かめる。
H31年度からの残り項目（実験）があるため、更に現在の新型コロナウィルスの感染拡大の影響により、元の計画より6ヶ月～1年間程度延長する見込みである。
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| Causes of Carryover |
当初、この事業は長岡技術科学大学での実施予定であったが、H30年４月から釧路工業高等専門学校へ在籍機関を変更したことにより、研究設備の調整が必要となり、予定していた計画を変更せざるを得なかった。
２年目の実験・研究計画を3年目に移行することにより、（例えば、水蒸気で熱処理に関しては、まだ検討していない条件を実施は3年目に変更）それらの実験に関する物品費等、経費も変更となった（「次年度使用額（Ｂ-Ａ）」が大きく変更した）。
今年度は、昨年度に行う予定だった計画を実施したうえ、３年目の計画である長時間（100時間以上）で疑似水蒸気環境に暴露し寿命を評価を確認することなどを進めていく。
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