| 研究課題/領域番号 |
07455432
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
化学工学一般
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
新井 紀男 名古屋大学, 高温エネルギー変換研究センター, 教授 (40089842)
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| 研究分担者 |
小林 敬幸 名古屋大学, 高温エネルギー変換研究センター, 助手 (90242883)
浅井 勝一 名古屋大学, 高温エネルギー変換研究センター, 助手 (60151007)
北川 邦行 名古屋大学, 高温エネルギー変換研究センター, 助教授 (00093021)
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| 研究期間 (年度) |
1995 – 1996
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| キーワード | 炭素・炭素複合材料 / ガスタービン翼 / 耐熱材料 / 表面修飾 / コーティング / OHラジカル / 劣化特性 / 分光法 / spectroscopy |
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| 研究概要 |
本一連の研究では、C/Cコンポジット材料のメタン・空気燃焼場における高温劣化特性に関する実験的研究、パックセメンテーション法を用いたSiC/ガラス質・二層被覆による高温耐熱性の改善に関する研究、ならびに高速分光カメラの手法を用いた材料劣化のその場観察による劣化機構の解明について実験的検討を実施した。
1.パックセメンテーション法を用いたSiC/ガラス質・二層被覆によるC/Cコンポジットの耐熱特性の改善効果について実験的検討を行うとともに、クラックシール材であるガラス質の材料最適化の検討を併せて行い、次の結論を得た。
(1)温度1573Kの条件下では、第二次層のガラス質中にB_4Cを添加することで耐熱性を大きく向上させれことができる。
(2)温度1773KではB_4C添加は有効ではないが、第二次層のガラス質にシリサイドとしてZrSi_2あるいはHfSi_2を添加することで耐熱性を大きく向上させることができる。
(3)温度1773Kでは第二次層のガラス質にAl_2O_3添加すると耐熱性が大きく低下する。
2.炭素繊維強化炭素複合材料を高温化学炎(予混合の平面空気/アセナレン炎)中に吊して、その炎中に存在しているOH、CHおよびC_2バンドの発光を分光ビデオカメラ(分光器とビデオカメラを組み合わせた装置)用いて撮影し、これらの撮影した画像を解析することで、材料が劣化していく過程を検討した結果、次の知見を得た。
(1)OHやC_2バンドの発光の画像を撮影することで、C/Cコンポジットなどの耐熱材料の劣化の過程と、また、その場における劣化を観察することができた。
(2)炎中に水が存在すると試料の劣化が速くなることが確認された。
以上のように、C/Cコンポジットの複合材料特有の高温劣化特性および還元性雰囲気による劣化抑制効果を明らかにするとともに、高温耐熱性の向上のためにはSiCおよびZrSi_2またはHfSi_2を含むガラス質の2層被覆が有効であることを示した。また、本材料の劣化は主としてH_2Oから発生するOHラジカルの攻撃によるものであることが推測された。
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