EB-PVDによる耐剥離界面を持つ耐熱コーティングの研究

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EB-PVD法により作製した遮熱コーティング(TBC)の高温・大気中静的熱暴露および繰り返し酸化に伴う組織変化を観察するとともに、熱成長層(TGO)層中の応力を測定し、微細組織の変化との相関性を明らかにした。まず、TBCを大気中で1100℃、0〜100hの範囲で熱暴露試験を行った。また繰り返し酸化は保持温度1100℃、保持時間45分とした。熱暴露前後のTBC試料の組織観察を行った。TGO中の応力は蛍光分光法により測定した。測定時の面分解能は1.5μmおよび660μmとした。その結果、トップコート(TC)層にはTCとボンドコート(BC)界面に対し、垂直な方向に成長した柱状ZrO_2が形成され、熱暴露時間の増加に伴いTC層中の空隙が少なくなっていた。また、TGO層の厚さは増加するものの厚さに不均一性が生じた。断面上での応力測定から、TGO層には全体として圧縮応力が働き、その応力はBC側よりもTC側の方が大きいことが確認された。TC側から測定した、TGO層の平均応力は熱暴露前には2.6Gpaであり、TGO層の厚さに伴い平均応力は増加した。応力の実験値との比較から、TBC材料の損傷と応力との間に密接な関係がることが見出された。