| 研究課題/領域番号 |
16K14109
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| 研究種目 |
挑戦的萌芽研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 研究分野 |
機械材料・材料力学
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
小川 和洋 東北大学, 工学研究科, 教授 (50312616)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2016年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
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| キーワード | 遮熱コーティング / 熱成長酸化物 / ボンドコート / 耐はく離性 / 高温酸化 / 傾斜機能材料 / セリウム / 傾斜機能 / 表面・界面物性 |
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| 研究成果の概要 |
遮熱コーティング(TBC)は，高温環境下における長期使用により，トップ／ボンドコート界面には熱成長酸化物(TGO)が生成・成長し，熱膨張係数の違いからTBCのはく離・脱落の発生が危惧されてきた．そのため，TGOを如何に発生させないかという点で研究が進められてきたが，本研究では，逆転の発想により，ボンドコート材に酸化物生成を促進させる元素・化合物を微量添加し，高温酸化物を積極的に生成させることで耐はく離性の顕著な改善を試みた．その結果，TGOが厚くなるほど界面強度が向上するTBCの開発に成功した．これは，厚いTGO内部に微細な縦割れが発生し，内部応力を逃がすためと考えられる．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は，これまで問題とされてきた遮熱コーティング(TBC)のはく離・脱落に対し，トップ・ボンドコート界面における酸化物を積極的に生成・成長させることで，界面強度を従来材の2～3倍まで向上させることに成功したものである．この成果は，更なる高温化による高効率化を可能とし，地球温暖化に関与する温室効果ガス排出量の抑制，省エネルギー化に大きく貢献する技術である．さらに，酸化物が厚くなるほど界面強度が向上することから，経年的な強化が図れ，メンテナンスコストの軽減も図れる．
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