金属間化合物上への水熱反応により複合酸化物コーティング

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我々の研究室ではTiAl上に生成するTiO_2成分を高温溶媒との反応や電気化学的反応によって緻密な複合酸化物コーティング膜とし、耐酸化性を向上させようというユニークな研究を行っている。その結果、(1)Ba(OH)_2,Sr(OH)_2,あるいはCa(OH)_2+NaOHの水溶液中で200℃で水熱処理するとそれぞれBaTiO_3,SrTiO_3あるいはCaTiO_3の薄膜が生成すること。(2)この際20mA/cm^2程度の通電を行うと数μmまでの厚いチタン酸塩膜ができること。(3)混合アルカリ硝酸塩+アルカリ水酸化物の溶融塩(200℃)で同様の電気化学処理を行うとAl_2TiO_5の多孔質膜が形成されること。(4)これらのコーティング膜は密着性に優れ、900℃の酸化試験において初期の耐酸化性が向上すること。を報告してきた。ところでこれらのチタン酸塩膜だけでは長期の耐酸化性の向上は得られないので、それらの内側にAl_2O_3膜を作製して複層化することを考えた。石英管に封入して900℃〜1200℃、24h熱処理することによりCaTiO_3層の下に数μmのAl_2O_3膜が生成した。このように複層コーティングを行った場合、試料の耐酸化性は著しく向上した。1173K,5時間のくりかえし酸化実験で10回以上ほとんど酸化しない試料が得られている。特にTiO_2粉末と共に封入して低酸素圧処理を行った場合が最も耐酸化性が向上している。この他TiAl試料の陽極酸化皮膜生成によっても耐酸化性の向上が起きることを認めている。