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炭素と金属との反応素過程と自己修復型耐酸化炭素材料の開発

碳与金属的基本反应过程及自修复抗氧化碳材料的研制

基本信息

批准号：
09243236
负责人：
山本修
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Kanagawa Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09243236/
关键词：
炭素ムライト薄膜傾斜材料耐酸化性ソル-ゲル法固相反応

项目摘要

炭素材料は高温域において優れた比強度及び高い安定性を示すことから、航空機の断熱材や高温ガスタービンなどの超耐環境性材料として期待されているが、500℃以上の酸化性雰囲気下において容易に酸化されることが欠点となっている。そこで本研究では、炭素材料に炭化ケイ素の濃度傾斜層を付与し、さらにその表面上に高温安定性の高い酸化物セラミックス薄膜を被覆した。そして、炭化ケイ素濃度傾斜層の形成過程及び薄膜被覆条件を調べ、1400℃における耐酸化性の検討を行った。炭素基材とシリコンとを固相反応し、得られた基材の表面及び断面をXRD及びEDX測定により調べた結果、加熱処理雰囲気中の微量の酸素によりシリコンが酸化され、一酸化ケイ素となって基材表面気孔を介して拡散し、炭化ケイ素の濃度傾斜層が形成することが明らかとなった。セラミックス被覆膜としてムライトを選択し、ゾル-ゲル法により炭化ケイ素傾斜材表面上に被覆した結果、その最適膜厚は約1.0μmであることがわかった。この形成薄膜の密着性は良好であり、基材からの剥離は認められなかった。被覆炭化ケイ素傾斜基材の耐酸化性は、1400℃までの空気気流中において全く酸化されず、極めて高い耐酸化性を示した。また、1400℃から液体窒素温度までの急冷・急熱条件においても被覆炭化ケイ素傾斜基材の酸化重量減少は全く認められなかった。この耐酸化機構は、炭化ケイ素傾斜基材表面上の開気孔を薄膜が塞いでいるために基材内部への酸素の拡散が抑制されたことによると考えられた。

Carbon materials have excellent specific strength and high stability in high-temperature ranges, and thermal insulation materials for aircraft have excellent high-temperature resistance. Environmentally friendly materials are expected to be used, and acidified materials are easily acidified in acidifying atmospheres above 500°C. In this study, the carbon material was carbonized and the concentration gradient layer was given, and the surface was coated with a high-temperature acid acid compound film with high temperature stability.そして, carbonized ケイ element concentration gradient layer formation process and び film coating conditions を adjust べ, 1400℃ acidification resistance の検を行った. The results of XRD and EDX measurement of the surface and cross section of the carbon base material, the solid phase of the carbon base material, and the trace amounts of acid in the heat-treated atmosphere Mono-acidified ケイ element となって base material surface 気pore をmediated The concentration gradient layer of て拡sanし and carbonized ケイ element is formed by することが明らかとなった.セラミックス coated film としてムライトをselect択し, ゾル-ゲル法によりcarbonized ケイprime As a result, the surface of the inclined material is coated, and the optimal film thickness is about 1.0 μm. The film has good adhesion and the base material can be peeled off easily. The acidification resistance of the coated carbonized sloping base material has been demonstrated, and the acidification resistance has been fully acidified at 1400℃ in the air, and the acidification resistance of the extremely high acidification resistance has been demonstrated.また, 1400℃, から liquid suffocation temperature, までの rapid cooling and rapid heating conditions, においても coated carbonization, sloping base material, acidification, weight reduction, all く recognized められなかった. The acid-resistant mechanism and the thin film with pores on the surface of the carbonized slanted base material are sealed. The inside of the るために base material is への拡soluble and inhibits されたことによると卡えられた.