| 研究課題/領域番号 |
20K04172
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(C)
|
| 配分区分 | 基金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 審査区分 |
小区分18010:材料力学および機械材料関連
|
|---|
| 研究機関 | 岩手大学 |
|---|
研究代表者 |
脇 裕之 岩手大学, 理工学部, 教授 (30324825)
|
|---|
| 研究分担者 |
足立 寛太 岩手大学, 理工学部, 助教 (50823879)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
|
| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
|
|---|
| キーワード | 機械材料・材料力学 / 構造・機能材料 / 遮熱コーティング / 残留応力 / 弾性係数 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
セラミックス皮膜はガスタービンなどの高温部品で不可欠であり，プラズマ溶射で施工されている．プラズマジェットによりセラミックスを半溶融状態とし，下地に衝突させ皮膜が形成される．粒子積層過程中の試験片の共振周波数計測によって，積層中の皮膜の弾性係数履歴の評価を行う．次に，粒子積層過程中に試験片の曲率履歴の計測を行う．また，高精度な連続積層の曲率解析モデルを構築する．このように，弾性係数履歴と曲率履歴，および高精度な曲率解析モデルによって，皮膜の応力履歴の評価を行い，粒子積層過程中の応力発生機構の解明を目指す．
|
| 研究成果の概要 |
セラミックス溶射皮膜はプラズマジェットによりセラミックスを半溶融状態とし，下地に衝突させ皮膜が形成される．本研究では，粒子積層過程中の応力形成機構の研究を行った．まず，試験片の曲率に基づく応力履歴解析モデル（中間層を有する３層モデル）を構築した．次に，プラズマ溶射中の粒子積層過程中の試験片の曲率履歴の計測によって，堆積応力の形成履歴を評価した．様々なプロセス条件の実験により，堆積応力の過渡状態，堆積応力と材料物性の関係，堆積応力と皮膜組織との関連を明らかにした．
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
セラミックス皮膜はガスタービンなどの高温部品で不可欠であり，プラズマ溶射で施工されている．過酷的な粒子積層環境中において，セラミックス皮膜の応力履歴を正確に評価することが困難であり，残留応力の形成機構の解明が重要な課題となっている．本研究では粒子積層中の過渡的な堆積応力を実験的に評価し，応力形成機構を検討した貴重な結果である．特に，明らかにした堆積応力の物性依存や，堆積応力と皮膜組織との関連は，今後，応力制御セラミックス皮膜や組織制御セラミックス皮膜の開発に貢献するものである．
|
