| 研究課題/領域番号 |
21K14414
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分26020:無機材料および物性関連
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| 研究機関 | 一般財団法人ファインセラミックスセンター |
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研究代表者 |
河合 江美 一般財団法人ファインセラミックスセンター, その他部局等, 研究員 (80781450)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
中途終了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2023年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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| キーワード | 遮熱/耐環境コーティング / CMAS融液浸透試験 / 高分解能SEM-EDS / 浸透機構 / 遮熱/耐環境性コーティング / CMAS損傷 / 融液浸透シミュレーション |
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| 研究開始時の研究の概要 |
高圧タービンの使用温度の高温化とともに，火山灰や砂などの微小な無機不純物(CMAS)による遮熱/耐環境コーティング(T/EBC)の損傷が問題となっている．この課題を解決するために，本研究では，T/EBCとCMASとの反応，およびT/EBC層内へのCMAS融液浸透との連成解析を可能にする計算スキームを構築する．本技術により，CMAS融液浸透の抑制に効果的な次世代T/EBC構造の提案が可能になるとともに，一般産業分野において溶融物と接触する構造部材の寿命予測・耐久性向上への貢献も期待できる．
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| 研究実績の概要 |
高圧タービンの使用温度の高温化とともに，火山灰や砂などの微小な無機不純物(CMAS)による遮熱/耐環境コーティング(T/EBC)の損傷が問題となっている．この課題を解決するために，本研究では，熱力学平衡計算(T/EBC材‐CMAS融液間の反応)と有限要素法(FEM)による流体計算(微細構造を考慮したT/EBC層内へのCMAS融液の浸透)の連成解析を可能にする計算スキームを構築することを目的とする．
計算スキームの妥当性を検証するためには，実験により得られる融液浸透挙動との比較が重要である．そこで，次世代のT/EBC材として期待されるYb2Si2O7焼結体に対して，熱衝撃試験炉を活用したCMAS融液浸透試験を実施した．試験時間が異なる焼結体断面を，エネルギー分散型X線分光器を搭載した高分解能透過型電子顕微鏡を用いて観察・分析し，CMAS浸透深さの時間依存性を明らかにし，融液浸透機構を推察した．
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