超高温下における遮熱コーティングの全方向弾性係数の超音波計測と皮膜設計指針の導出

• 研究課題/領域番号: 20760078
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 機械材料・材料力学
• 研究機関: 大阪電気通信大学
• 研究代表者: 脇 裕之 大阪電気通信大学, 工学部, 准教授 (30324825)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2009
• 研究課題ステータス: 完了 (2009年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2009年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2008年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
• キーワード: 遮熱コーティング / 弾性係数 / 共鳴超音波スペクトロスコピー / 高温強度 / 長寿命化 / プラズマ溶射 / はく離 / 酸化

研究概要

試験片を三点で支持し共鳴させる三点支持型共鳴超音波スペクトロスコピーにより,800℃までの高温下において,全方向の弾性係数を評価する手法を構築した.構築した手法を用いて,耐熱CoNiCrAlY皮膜および遮熱ジルコニア皮膜について,膜厚方向と皮膜面内方向の弾性係数を明らかにした.また,溶射粉末粒径や熱処理によって弾性異方性を制御できる可能性を示した.

研究成果

• [雑誌論文] 共鳴超音波スペクトロスコピーによる耐熱コーティングのヤング率異方性測定 (2010)
  • 著者名/発表者名: 脇裕之, 久保智史, 荻博次, 小林明
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集A 76巻,762号 ページ: 151-157
  • NAID: 110007574719
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Study of Delamination Mechanism of Thermal Barrier Coating under Thermal Cycling and Aging Condition by Residual Stress History (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Waki, A. Kobayashi
  • 雑誌名: KEY Engineering Materials Vols.417-418 ページ: 173-176
  • 査読あり
• [雑誌論文] 共鳴超音波スペクトロスコピーによる耐熱コーティングのヤング率異方性測定 (2010)
  • 著者名/発表者名: 脇裕之
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集A 76巻 ページ: 151-157
  • NAID: 110007574719
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Study of Delamination Mechanism of Thermal Barrier Coating under Thermal Cycling and Aging Condition by Residual Stress History (2010)
  • 著者名/発表者名: 脇裕之
  • 雑誌名: KEY Engineering Materials Vols.417-418 ページ: 173-176
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of Thermal Treatment on the High Temperature Mechanical Properties Enhancement in LPPS, HVOF, and APS CoNiCrAlY Coatings (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Waki, T. Kitamura, A. Kobayashi
  • 雑誌名: J. of Thermal Spray Technology Vo.18,Issue4 ページ: 500-509
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stress Histories of Yttria-Stabilized Zirconia and CoNiCrAlY Coatings during Thermal Spraying (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Waki, H. Fujioka, A. Kobayashi
  • 雑誌名: J. of Solid Mechanics and Materials Engineering Vol.3,No.2 ページ: 199-209
  • NAID: 130000667653
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of Thermal Treatment on the High-Temperature Mechanical Properties Enhancement in LPPS, HVOF, and APS CoNiCrAlY Coatings (2009)
  • 著者名/発表者名: 脇裕之
  • 雑誌名: Journal of Thermal Spray Technology Vol.18 ページ: 500-509
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stress Histories of Yttria-Stabilized Zirconia and CoNiCrAlY Coatings during Thermal Spraying (2009)
  • 著者名/発表者名: Htroyuki Waki
  • 雑誌名: Journal of Solid Mechanics and Materials Engineering 3 ページ: 199-209
  • NAID: 130000667653
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nonlinearity of Uniaxial Compressive Response in Atmospheric Plasma Sprayed Free-Standing CoNiCrAlY Coatings (2008)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Waki
  • 雑誌名: Journal of Solid Mechanics and Materials Engineering 2 ページ: 771-779
  • NAID: 130000079255
  • 査読あり
• [雑誌論文] High Temperature Mechanical Properties of Free-Standing HVOF CoNiCrAlY Coatings by Lateral Compression of Circular Tube (2008)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Waki
  • 雑誌名: Journal of Solid Mechanics and Materials Engineering 2 ページ: 1161-1171
  • NAID: 130000079305
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of mechanical properties of CoNiCrAlY under-coating on the high temperature fatigue life of YSZ thermal barrier coating system (2008)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Waki
  • 雑誌名: Vacuum 83 ページ: 171-174
  • 査読あり
• [雑誌論文] 円管横圧縮による溶射皮膜の曲げ強度の簡便・高効率評価法の考案 (2008)
  • 著者名/発表者名: 脇裕之
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集A 74 ページ: 1342-1350
  • NAID: 110006975981
  • 査読あり
• [学会発表] 超音波スペクトロスコピーによる遮熱コーティングの異方性評価 (2009)
  • 著者名/発表者名: 北村健, 江川直, 脇裕之, 荻博 次
  • 学会等名: 日本材料学会第47回高温強度シンポジウム
  • 発表場所: 別府国際コンベンションセンター
  • 年月日: 2009-12-03
• [学会発表] 超音波スペクトロスコピーによる遮熱コーティングの異方性評価 (2009)
  • 著者名/発表者名: 北村健
  • 学会等名: 日本材料学会第47回高温強度シンポジウム
  • 発表場所: 別府国際コンベンションセンター(別府市)
  • 年月日: 2009-12-03
• [学会発表] 三点支持型高温RUSによる耐熱コーティングのヤング率測定 (2009)
  • 著者名/発表者名: 脇裕之
  • 学会等名: 日本機械学会2009年度年次大会
  • 発表場所: 岩手大学(盛岡市)
  • 年月日: 2009-09-16
• [学会発表] Effect of Pre-Thermal Treatments in Bond-Coat on Delamination Behavior of Thermal Barrier Coating under High Temperature Oxidation Conditions (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Waki, A. Kobayashi
  • 学会等名: The 7th International Symposium on Applied Plasma Science
  • 発表場所: ハンブルク大学
  • 年月日: 2009-09-02
• [学会発表] Effect of Pre-Thermal Treatments in Bond-Coat on Delamination Behavior of Thermal Barrier Coating under High Temperature Oxidation Conditions (2009)
  • 著者名/発表者名: 脇裕之
  • 学会等名: The 7th International Symposium on Applied Plasma Science
  • 発表場所: ハンブルク大学(ドイツ)
  • 年月日: 2009-09-02
• [学会発表] 共鳴超音波スペクトロスコピーによる耐熱コーティングのヤング率異方性測定 (2009)
  • 著者名/発表者名: 脇裕之
  • 学会等名: 日本材料学会第58期学術講演会
  • 発表場所: 愛媛大学(松山市)
  • 年月日: 2009-05-23
• [学会発表] 耐熱溶射皮膜の疲労強度に及ぼす高温環境の影響 (2009)
  • 著者名/発表者名: 松田雄佑
  • 学会等名: 日本機械学会関西支部第84期定時総会講演会
  • 発表場所: 近畿大学
  • 年月日: 2009-03-16
• [学会発表] 高温下でのCoNiCrAlY自立皮膜の疲労強度と曲げ強度 (2008)
  • 著者名/発表者名: 脇裕之
  • 学会等名: 2008年度溶射合同講演会
  • 発表場所: 北九州市
  • 年月日: 2008-12-12
• [学会発表] Effects of thermal treatment on high temperature mechanical properties of LPPS, HVOF and APS CoNiCrAlYs (2008)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Waki
  • 学会等名: The 3rd Asian Thermal Spray Conference
  • 発表場所: シンガポール
  • 年月日: 2008-11-06
• [学会発表] 共鳴超音波スペクトロスコピーによるCoNiCrAlY耐熱皮膜の高温弾性定数測定 (2008)
  • 著者名/発表者名: 久保智史
  • 学会等名: 第52回日本学術会議材料工学連合講演会
  • 発表場所: 京大会館
  • 年月日: 2008-10-23
• [学会発表] 遮熱コーティングの機械的特性評価法の標準化に向けて-積層梁の曲げによる弾性係数測定- (2008)
  • 著者名/発表者名: 脇裕之
  • 学会等名: 日本機械学会M&M2008材料力学カンファレンス
  • 発表場所: 立命館大学
  • 年月日: 2008-09-17
• [学会発表] 共振ヤング率顕微鏡による遮熱コーティングの熱成長酸化物の定量ヤング率評価 (2008)
  • 著者名/発表者名: 脇裕之
  • 学会等名: 日本材料学会第57期学術講演会
  • 発表場所: 鹿児島大学
  • 年月日: 2008-05-25