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耐熱材料(Ni基超合金およびTi-Al系合金)の耐高温酸化性を目的にYによるパックセメンテーション(以下拡散浸透処理)を行い、高温環境性を調べた。また、イオンコーターによるY処理と比較検討した。
本研究結果を要約するとつぎのとうりである。
1)温度を変えることにより、Yのコーティング量を制御することが可能である。コーティング量が最大の値を示す活性剤濃度が存在する。
2)Ni基合金の場合、Yの多量の使用およびY-Al拡散浸透処理の場合には酸化層中に不均一な層を形成するため剥離の原因となる。
3)Yの多量の使用でも、Al-Y拡散浸透処理したTi-Al系合金の場合、優先的にAlとYの金属間化合物を生成させることによりTiなど金属間化合物を生成しない元素の挙動を制御することが可能である。とくに、Y拡散浸透処理によるYの添加はTiAl_3粒子の結合およびAlコーティング時に生成し、酸化の際に剥離の起点となるコーティング層内のボイドの消滅に寄与し、耐酸化性が増大する。
4)イオンコーターによりYを蒸着、さらにAlをコーティングした場合、ボイドの生成は抑制され、高温耐酸化性は改善されるが、SIMSによる分析の結果、Alコーティング層には、微量のYが均一に分布していることが明らかになった。
このYのAlコーティング層への分散技術は、Ni基合金およびTi-Al系合金のコーティング法としてAl拡散浸透処理法の飛躍的な発展に寄与することが期待される。
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