アルミニウム外方拡散フラックス増大による耐熱合金のアルミナ形成機能の発現

2009 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21360351
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 林 重成 Hokkaido University, 大学院・工学研究科, 准教授 (10321960)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 坂口 紀史 北海道大学, エネルギー変換マテリアル研究センター, 准教授 (70344489)
• Keywords: 高温酸化防食 / アルミナスケール / 耐熱合金 / Al外方拡散フラックス

Research Abstract

アルミナスケールが形成出来ない低濃度Al組成のNi基合金上へのPtコーティングによるアルミナスケール形成能付与について、そのメカニズムの解明を目的として検討を行った。
本年度の実験では、Ni-16Al合金を用いて各種ナノメーター厚さにPtをコーティングした試料を作成し、その酸化挙動とPtの分布を検討し以下の結果を得ている。また、本年度に購入した特殊熱重量測定装置の調整および条件出しを実施した。
1)アルミナスケール形成能に対するPt厚さの影響については、少なくとも50nm以上のPtコーティングを施すことにより、酸化初期よりアルミナスケールが形成し、特にPtコーティング厚さの酸化に対する依存性は小さい事が分かった。
2)コーティングしたPtは、大部分がスケール表面にPt金属の状態で残存しているが、短時間の酸化後には母材合金表面に濃縮していることがGD-OESの分析結果から明らかになった。これより、Ptコーティングによる低Al合金のアルミナ形成能付与機構は、合金表面近傍のAl外方拡散フラックスの増大によるものである可能性が示唆された。
3)一方、真空中加熱中におけるコーティングしたPtとその他元素の相互拡散挙動については、アルミナスケールの形成により本年度は得ることが出来なかった。
特殊熱重量測定装置の設置が12月末と遅れたため、その調整が遅くなったが、Ni酸化物を形成するコーティング無し試料に関しての条件出しはほぼ完了しており、酸化速度の極めて遅いアルミナを形成する試料に対する条件出しを進めているところである。