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極低酸素透過バリヤーを形成するイリジウム基金属間化合物による超耐酸化被膜の開発

使用铱基金属间化合物开发超抗氧化涂层，形成超低氧渗透屏障

基本信息

批准号：
11750604
负责人：
細田秀樹
金额：
$ 1.6万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至 2000
项目状态：
已结题

项目摘要

W 合金や炭素繊維強化炭素材料などの超高温構造材料の実用化のために、優れた耐酸化コーティングが要求されている。耐酸化性の向上のためには、基材への酸素の透過を抑制する酸素透過防止バリヤー(Oxygen Diffusion Barrier : ODB)が重要であり、ODBとして融点2720KのイリジウムIrが最適である。しかし、Ir自身の耐酸化性はあまり良くない。この点をふまえ、スマートマテリアル設計の観点から耐酸化皮膜としてIrAlおよびIr-Si合金を設計した。設計では、酸化により「ODBとなるIr連続層とそれを酸化から守るAl_2O_3またはSiO_2層を生成し,かつこれらが自己修復的機能を有する材料」になると考えられた。実験の結果、IrAlは酸化するとIrAl-Ir-Al_2O_3の3相領域に入るため(2IrAl+3O_2→2Ir+2Al_2O_3),IrAlは酸化によりIr相とAl_2O_3相を生成することがわかった。一方、Ir-Si系に関しては,Ir-25〜50mol%Si合金を作製し、示差熱分析を行った結果,1600-1760K程度に液相を含む反応があり,このためIr-Si2元系合金を超高温用皮膜として用いることは困難であることを明らかにした。以上より,Ir-Al合金がスマートODBとして有力であることを示し、プロセスの検討および第三元素添加による改良を試みた。プロセスとしては、素粉末からの反応ホットプレス法によるとわずかにAl_2O_3の混在したほぼB2単相の合金を作製できた。したがって、反応ホットプレス法は皮膜作製に必要となる溶射粉末やスパッタターゲット材などのIrAl単相合金の作製に有効な手法である.IrAlの改良のための添加元素としてB2安定性を高めAl_2O_3生成能を向上させると考えられるFe,Co,Niを添加し、酸化挙動を調べた結果、特にNi添加とCo添加合金で重量変化が激減し、IrAlの耐酸化性を大きく向上させることを明らかにした。しかし、これらの元素添加はODBであるIr連続層の形成能を低下させるため、数mol%程度の添加量で最も良好な耐酸化性と目的の耐酸化多層被膜構造が得られることを明らかにした。

W alloy "carbon", "reinforced carbon materials", "ultra-high temperature" materials, "high temperature", "anti-acidizing", "high temperature" requirements. The acidizing resistance is higher than that of the substrate (Oxygen Diffusion Barrier: ODB). The melting point of the substrate is 2720K and the melting point of the substrate is 2720K. The acid resistance of Ir itself is good. The design of the acid-resistant film, the IrAl of the acid-resistant film and the design of Ir-Si alloy. The equipment, acidizing equipment, Ir temperature, temperature The results showed that the IrAl acidified IrAl-Ir-Al_2O_3 3 phase fields were introduced into the 2IrAl+3O_2 2Ir+2Al_2O_3, and the IrAl acidified Ir phase was formed from the Al _ 2O_3 phase. One side, Ir-Si series, Ir-25~50mol%Si alloy was used for scanning and differential analysis. The results showed that the liquid phase at 1600-1760K contained an anti-corrosion effect, and the Ir-Si2 elemental alloy was used for ultra-high temperature coating. Above, Ir-Al alloy is used to improve the performance of the third element. Ir-Al alloy is used to improve the strength of the alloy. In this paper, the powder powder and the powder powder were used to make the alloy mixture of Al _ 2O_3 and Al _ 2O _ 3. It is necessary to use the coating to prepare the film. It is necessary to use the dissolved powder powder to prepare the IrAl phase alloy. The IrAl phase alloy has the ability to add elements to improve the stability of B2. The formation energy of Al _ 2O_3 can be determined by the upward test. The results of Ni addition test, acidizing test results, special Ni addition test, Co addition alloy weight reduction test, IrAl acid resistance test show that the acid resistance increases significantly. The addition of the elements "ODB", "Ir", "formation", "low", "number of mol%", "the best" acid resistance, "acid resistance" purpose "acid resistance", "acid resistance", "film", "make a film", "make a clear film".