2016 Fiscal Year Annual Research Report
Development of thick ceramics film with structural duration property in ultimate heat-shock environment
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26420697
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| Research Institution | Nagaoka University of Technology |
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Principal Investigator |
中村 淳 長岡技術科学大学, 工学部, 客員准教授 (90725649)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
斉藤 秀俊 長岡技術科学大学, 工学研究科, 教授 (80250984)
小松 啓志 長岡技術科学大学, 工学研究科, 助教 (70721231)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 熱衝撃耐性 / アルミニウム合金 / イットリア膜 / エルビア膜 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
H28年度は、更なる極過酷ヒートショック金属酸化物の作製と評価を行った。まず、H26年度に導入した専用回転機に取り付けたアルミニウム合金上(Al-Mg系A5052、融点：約660℃)の酸化イットリウム(Y2O3)膜に対して、H2-O2フレームを用いた(外炎：2700℃)燃焼炎サイクル試験を実施、セラミックス膜の熱衝撃耐性を調査した。Al合金基材の最高温度は、488-522℃だった。次に堆積物は、ハナワルト法による物質同定の結果、立方晶系のY2O3結晶を含有しており、副生成物の混入は確認されなかった。そして、Y2O3の断面解析により、熱衝撃試験による膜厚および気孔率の変化はほぼなく、Y2O3膜中の亀裂の増加や膜の脱落も確認されなかった。本手法でえられるセラミックス膜は、低融点基材への製膜も可能であり、得られたセラミックス膜は高い熱衝撃耐性を有することがわかった。
研究期間全体を通して、H26年度はSUS上に作製したY2O3膜をモデルとし、専用回転機のscan数をH2-O2フレームを用いた燃焼炎サイクル試験のパラメータとして変化させた。熱衝撃試験前後で亀裂数、亀裂長さ、単位面積毎の亀裂数いずれも増加したものの、その数値はscan数に依存しておらず、極過酷ヒートショック金属酸化物の熱履歴および熱衝撃耐性を明らかにした。H27年度は、SUS上に作製したEr2O3膜をモデルとして、高温に曝されると膜の損傷や膜厚の減少が起こるものの、極過酷ヒートショック環境に耐えられるセラミックス膜の普遍性を明らかにした。そして、H28年度は更なる極過酷ヒートショック金属酸化物の作製と評価を試みて、高い熱衝撃耐性を有するアルミニウム合金上へのセラミックス膜コーティングを実現した。また、研究期間中に計7報の投稿論文の掲載、また計25件の国内外学会発表も行い得られた成果を積極的に公開・議論を行った。
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