2007 Fiscal Year Annual Research Report
負の熱膨張係数を有する第二相を導入した熱膨張制御コンポジットコーティングの開発
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19686044
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
渡邊 誠 National Institute for Materials Science, コーティング・複合材料センター, 主任研究員 (00391219)
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| Keywords | 負の熱膨張 / 溶射 / コーティング / 残留応力 / ナノコンポジット / スプレードライ |
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| Research Abstract |
【背景と目的】
タングステン酸ジルコニウム(以下ZrW_2O_8)は、温度が上昇すると縮み、温度が下がると膨らむ負の熱膨張係数を有する材料であり、-273〜777℃という極めて広い温度範囲においてこの負膨張を示す。さらに-8.7x10-6/℃とその絶対値が大きい(-273〜420℃の範囲)という非常に興味深い特徴を有する。本研究では、この負膨張特性を利用した熱膨張制御コンポジットコーティング材を、スプレープロセスにより開発することを目的としている。コーティング材では、基材と皮膜の熱膨張係数差などに起因する残留応力が、その特性に大きく影響を及ぼすため、ZrW_2O_8との複合化により皮膜の熱膨張を制御することができれば、これら熱応力や残留応力を大きく低減し、皮膜の長寿命化や密着性の改善が期待できる。
【本年度のアプローチとその成果】
本年度は、(1)スプレー法を用いたZrW_2O_8皮膜の作製手法の確立、(2)スプレードライによるナノコンポジット粉末作成法の確立、(3)熱膨張特性の評価を行った。得られた皮膜は、Zr_2W_2O_8を含んだコンポジットであり、特に室温〜200℃の領域において大きな負膨張を示した。今後、各プロセスの最適化、組織と熱膨張特性の相関付けを行い、残留応力状態の制御を可能とする。
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