スマートプラズマ溶射システムによる超耐熱セラミックスコーティング

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スマートプラズマ溶射システムによる超耐熱セラミックスコーティングの作製及びその諸特性の解明の研究を進めるとともに、最終年度として研究のとりまとめを行い、以下の結果を得た。1.ガストンネル型プラズマ溶射を用いて作製した高硬度ジルコニア・アルミナ(ZrO_2-Al_2O_3)複合皮膜の傾斜機能特性(硬度、気孔)などを詳しく調べた。この場合、特に、アルミナ混合比の皮膜硬度、気孔への影響について明らかにした。2.ジルコニア・アルミナ(ZrO_2-Al_2O_3)複合皮膜の耐食性は、厚い膜でアルミナ混合率が大きいほど高くなる。これは、皮膜の気孔率と密接な関係があることが判明した。つまり、緻密な組織が耐食性の向上をもたらす。3.ZrO_2-Al_2O_3複合皮膜の組織・構造と熱伝導特性の関係を明らかにするため、皮膜の熱伝導率を測定した結果、1-4W/m・Kとなり理論値と近い値を得た。これは、アルミナ混合比が増大すると熱伝導率が大きくなるという結果であり、アルミナ混合率の増大による気孔率の減少と対応している。4.超耐熱・熱遮蔽セラミック皮膜の膜構造として、熱遮蔽のために高気孔率、耐食性を上げるために緻密さが要求されるので、多層膜あるいは、傾斜組織が考えられるが、密着性向上のために傾斜組織が最適である。また、耐熱性の向上のため、高融点金属であるタングステン膜の複合化のための実験を行ない、酸化の生じない溶射条件を得た。5.以上により、ガストンネル型プラズマ溶射によるセラミックス複合皮膜の作製は、熱伝導特性、耐食性に優れた超耐熱セラミックスコーティングの作製法としてのスマートプラズマ溶射システムとなる。