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スマートプラズマ溶射システムによる超耐熱セラミックスコーティング

Research Project

Project/Area Number 04F04371
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Research Field Material processing/treatments
Research InstitutionOsaka University
Host Researcher 小林 明  大阪大学, 接合科学研究所, 助教授
Foreign Research Fellow ZHANG Jialiang  大阪大学, 接合科学研究所, 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2004 – 2006
Project Status Completed (Fiscal Year 2006)
Budget Amount *help
¥2,400,000 (Direct Cost: ¥2,400,000)
Fiscal Year 2006: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2005: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2004: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000)
Keywordsプラズマ溶射 / ジルコニア・アルミナ / 熱遮蔽コーティング / スマートプラズマ / 気孔率 / 硬度 / 憩斜機能 / ガストンネル型 / ジルコニア-アルミナ / 傾斜機能
Research Abstract

スマートプラズマ溶射システムによる超耐熱セラミックスコーティングの作製及びその諸特性の解明の研究を進めるとともに、最終年度として研究のとりまとめを行い、以下の結果を得た。
1.ガストンネル型プラズマ溶射を用いて作製した高硬度ジルコニア・アルミナ(ZrO_2-Al_2O_3)複合皮膜の傾斜機能特性(硬度、気孔)などを詳しく調べた。この場合、特に、アルミナ混合比の皮膜硬度、気孔への影響について明らかにした。
2.ジルコニア・アルミナ(ZrO_2-Al_2O_3)複合皮膜の耐食性は、厚い膜でアルミナ混合率が大きいほど高くなる。これは、皮膜の気孔率と密接な関係があることが判明した。つまり、緻密な組織が耐食性の向上をもたらす。
3.ZrO_2-Al_2O_3複合皮膜の組織・構造と熱伝導特性の関係を明らかにするため、皮膜の熱伝導率を測定した結果、1-4W/m・Kとなり理論値と近い値を得た。これは、アルミナ混合比が増大すると熱伝導率が大きくなるという結果であり、アルミナ混合率の増大による気孔率の減少と対応している。
4.超耐熱・熱遮蔽セラミック皮膜の膜構造として、熱遮蔽のために高気孔率、耐食性を上げるために緻密さが要求されるので、多層膜あるいは、傾斜組織が考えられるが、密着性向上のために傾斜組織が最適である。また、耐熱性の向上のため、高融点金属であるタングステン膜の複合化のための実験を行ない、酸化の生じない溶射条件を得た。
5.以上により、ガストンネル型プラズマ溶射によるセラミックス複合皮膜の作製は、熱伝導特性、耐食性に優れた超耐熱セラミックスコーティングの作製法としてのスマートプラズマ溶射システムとなる。

Report

(3 results)
  • 2006 Annual Research Report
  • 2005 Annual Research Report
  • 2004 Annual Research Report

Research Products

(12 results)

All 2006 2005 2004

All Journal Article (12 results)

  • [Journal Article] Thermal Conductivity of the ZrO2Based Composite Coatings Prepared by Gas Tunnel Type Atmospheric Plasma Spraying2006

    • Author(s)
      Jialiang Zhang
    • Journal Title

      Transaction of JWRI Vol.35

      Pages: 41-46

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Excitation Temperature of Smart Spraying Plasma with Discharge Modulation2006

    • Author(s)
      Jialiang Zhang
    • Journal Title

      Vacuum Vol.80

      Pages: 1185-1189

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Enhancement of TBC(Thermal Barrier Coatings) Characteristics by Gas Tunnel Type Plasma Spraying2006

    • Author(s)
      Akira Kobayashi
    • Journal Title

      Materials Science Forum Vol.539-543

      Pages: 1061-1066

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Application of High Energy Plasma for Smart Thermal Processing2005

    • Author(s)
      Akira Kobayashi
    • Journal Title

      Problems of Atomic Science and Technology No.1

      Pages: 161-165

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Effect of Discharge Stability on the Excitation Temperature of Plasmas for Smart Plasma Spraying2005

    • Author(s)
      J.Zhang
    • Journal Title

      ADVANCES IN APPLIED PLASMA SCIENCE Vol.5

      Pages: 97-102

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Microstructural Characterization and Properties of ZrO_2/Al_2O_3 Plasma Sprayed Thermal Barrier Coatings2005

    • Author(s)
      G.Shanmugavelayutham
    • Journal Title

      ADVANCES IN APPLIED PLASMA SCIENCE Vol.5

      Pages: 259-264

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] スマートプラズマプロセスによる新機能性材料創製の展開2005

    • Author(s)
      小林 明
    • Journal Title

      高温学会 Vol.31-6

      Pages: 326-332

    • NAID

      10029253393

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Spectroscopic Characterization of Smart Spraying Plasmas for Thermal Barrier Coatings preparation2005

    • Author(s)
      J.Zhang
    • Journal Title

      TRANSACTIONS OF JWRI Vol.34-1

      Pages: 25-30

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Low Temperature DBD Plasma Jet and Controlled Smart Plasma Torch2005

    • Author(s)
      Jialiang ZHANG
    • Journal Title

      プラズマ応用と複合機能材料 Vol.14

      Pages: 3-8

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  • [Journal Article] スマートプラズマプロセス熱源の設計2005

    • Author(s)
      小林 明
    • Journal Title

      プラズマ応用と複合機能材料 Vol.14

      Pages: 63-66

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] ガストンネル型プラズマ反応溶射による傾斜機能ジルコニア複合コーティングの組織制御2004

    • Author(s)
      小林 明
    • Journal Title

      プラズマ応用科学 Vol.12

      Pages: 73-79

    • NAID

      40006676437

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Study on TiN Coating by Means of Gas Tunnel Type Plasma Reactive Spraving2004

    • Author(s)
      Akira KOBAYASHI
    • Journal Title

      TRANSACTIONS OF JWRI Vol.33-2

      Pages: 137-142

    • Related Report
      2004 Annual Research Report

URL: 

Published: 2004-03-31   Modified: 2016-04-21  

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