| 研究課題/領域番号 |
26420695
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| 研究機関 | 秋田大学 |
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研究代表者 |
原 基 秋田大学, 理工学研究科, 教授 (50156494)
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| 研究分担者 |
福本 倫久 秋田大学, 理工学研究科, 准教授 (20343064)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 高温酸化 / コーティング / ニッケルアルミナイド / 溶融塩 / 電析 / 自己組織化 / 拡散障壁 / 酸化皮膜 |
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| 研究実績の概要 |
電析法によりNi-20mass%Cr-2mass%Al合金上にNiアルミナイド/Ni-Hf合金2層コーティングを作製し，1373Kの大気中でサイクル酸化試験を行うとともに，サイクル酸化過程におけるコーティング層の形態および組成変化とコーティング層上に生成する酸化皮膜をSEM観察およびEPMA分析により調べた。また，Niアルミナイド単層コーティング試料についても同様の実験を行い，2層コーティング試料の挙動と単層コーティング試料の挙動の違いにより耐サイクル酸化性に及ぼすNi-Hf合金層の役割を明らかにした。2層コーティング試料では，10サイクル酸化試験まではNi-Hf合金（Ni2Hf7相）層が安定に存在し，Niアルミナイド表面層から基材合金へのAlの拡散が抑制された。これにより，Niアルミナイド層中のAl濃度は30at%以上を維持し，Niアルミナイド層にはアルミナ皮膜の形成が認められた。しかし，100サイクル酸化試験ではNi-Hf合金層の分解が起こり，これによって基材合金中へのAl拡散量は増大した。しかし，Ni-Hf合金層の分解によりNiアルミナイド表面層中にHfの溶解が起こった。溶解したHfはNiアルミナイド層の表面部へ拡散し，アルミナ皮膜が局部的に入り込む楔型のスケール形成を導いた。これによりアルミナ皮膜の耐剥離性が向上し，Niアルミナイド表面層の表面近傍でのAl濃度は30at%以上を維持した。200サイクル酸化試験後でも2層コーティング試料のNiアルミナイド表面層の表面近傍ではAl濃度は30at%以上を維持した。また，100サイクル酸化試験後と同様の楔型のスケール形態が認められた。一方，単層コーティング試料では，アルミナ皮膜の楔型形態は認められず，酸化皮膜の剥離が繰り返し起こり，Niアルミナイド表面層の表面近傍でのAl濃度は20at%まで低下した。
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