次世代遮熱/耐環境性コーティング材のCMAS損傷シミュレーション技術の構築

下一代热障/耐环境涂层材料CMAS损伤模拟技术构建

• 批准号: 21K14414
• 负责人: 河合 江美
• 金额: $ 3万
• 依托单位: Japan Fine Ceramics Center
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K14414/
• 关键词: 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

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．

High 圧 タ ー ビ ン の using a high temperature temperature の と と も に, ash, sand や な ど の tiny な inorganic impurity content (CMAS) に よ る covering hot/environmental コ ー テ ィ ン グ (T/EBC) が の injury problems と な っ て い る. The subject を solves するために, and this study で Thermodynamic equilibrium calculation (T/EBC の between melt fluid anti ‐ CMAS 応) と finite element method (FEM) に よ る fluid calculation (fine structure を consider し た T/EBC intraformational へ の melt fluid soak の CMAS) の together as resolution を may に す る computing ス キ ー ム を build す る こ と を purpose と す る. Computing ス キ ー ム の justice を 検 card す る た め に は, be 験 に よ り must ら れ る melt fluid saturated 挙 dynamic と の is important で が あ る. そ こ で, next generation の T/EBC material と し て expect さ れ る Yb2Si2O7 焼 nexus of contracts に し seaborne て, thermal shock shock test furnace を use し た CMAS melt fluid soak test を be applied し た. Test time が different な る 焼 を cross-section nexus of contracts and エ ネ ル ギ ー dispersible X-ray spectrometer を carry し た type high decomposition can through electronic 顕 micromirror を with い て し 観 examine, analysis, CMAS drenched deep さ の time dependency を Ming ら か に し, melting liquid penetration institutions を push examine し た.