2019 年度研究成果報告書

ニオブ基合金に適用する耐高温酸化性表面改質層の形成と状態図データベースの構築

研究課題

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研究課題/領域番号	17K06865
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
研究分野	材料加工・組織制御工学
研究機関	北海道科学大学
研究代表者	齋藤繁北海道科学大学, 工学部, 教授 (30382477)
研究期間 (年度)	2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード	表面改質層 / 熱サイクル酸化 / 合金状態図 / 自己形成 / 組成経路
研究成果の概要	本研究では、耐熱合金上に複層構造の表面改質層を形成し、熱サイクル酸化試験(1100 ℃：45 min⇔室温：15 min、大気中)を行い、コーティングの耐酸化性と組織および層構造の変化について検討した。表面改質層を形成したコーティング試験片は良好な熱サイクル酸化特性を有した。これら層構造の変化挙動を状態図上の組成経路で適正に表現することができた。
自由記述の分野	材料工学
研究成果の学術的意義や社会的意義	本研究で提案する表面改質層とは、耐熱合金上に施したコーティング層が熱サイクル酸化試験中に層構造が変化するが、層構造の変化とともに各元素の相互拡散抑制とアルミナ保護皮膜の形成・維持を両立した、“自己形成コーティング”のことをいう。本研究では拡散浸透処理と熱処理を組合せた低コストで簡易的なコーティングプロセスを採用し、表面改質層の形成させた。耐熱合金と表面改質層、さらにアルミナ保護皮膜はいずれも異相であるため、これらの組合せや形成過程を合金状態図上に組成経路として記述し、表面改質層の構造変化を明確に表現することができた。