時間パラメータを利用した高温での熱遮蔽コーティングの損傷検出

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高温使用条件下における熱遮蔽コーティング(TBC)中の損傷発生のメカニズム、特に高温下での損傷発生やその累積の過程を明らかにすることを目的として、以下に述べる、1.TBCの高温損傷特性の解明、2.耐損傷性の向上のためのTBC作製の材料学的指針の検討、を行った。1.TBCの高温損傷特性の解明実使用条件下を想定して熱サイクル疲労試験(最高保持温度1150℃、保持時間1h、最高繰り返し回数250回)したTBC試験片を用いて、反射率の測定を行なった。TBC試験片のトップコート(TC)表面側から光を入射させ、TGO層と相互作用した光の二次元的マッピングをCCDカメラを用いて観察した。この際、測定する波長を変化させることにより、TGO近傍の応力状態を含めて評価することが出来た。その結果、TC層側から測定した結果とTBC試験片断面から直接TGO層を測定した結果が大きく異なることがわかり、TC層の不均一構造に起因したTC層中での光散乱の影響を考慮することが必要であることが明らかになった。TGO層との相互作用光の強度分布と、TBC試験片の断面のSEM像を比較することによって、TBCの高温損傷特性、特に、TGO層近傍における剥離挙動に関する知見を得た。2.耐損傷性の向上のためのTBCの材料学的指針の検討(1)で得られた結果を基に、TBCの材料学的指針の検討を行なった。また、本研究を通して開発した光を用いた評価手法が、TBCの評価に有効であるという結論を得ることができた。