テラヘルツ波の利用による耐熱コーティング材の界面損傷評価技術の開発

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【目的】近年、実用化のめどがたってきたテラヘルツ帯の電磁波(0.1～10THz)には、繊維強化プラスチックス(FRP)やセラミックスといった非金属や無極性物質を透過するという特徴が有り、透過率や反射率の違いを利用することにより材料の非破壊検査手法としての利用が期待できる。本研究では、この最新のテラヘルツ技術を用いて、従来、非破壊評価法の決め手を欠くセラミックス耐熱コーティング材の界面はく離や、その物性変化検出の可能性を検討し、そのために必要な要素技術(学問的、工学的な課題)を明らかにすることを目的としている。【平成22年度の成果】今年度の研究では、昨年度までの基材表面に凹凸加工を施し人工欠陥を模擬したものとは異なり、実際に耐熱コーティング皮膜をはく離破壊させ、そのはく離の検出を試みた。さらに、NiCoCrAlYボンドコートをインコネル基材上に成膜したサンプルを準備し、1100度にて高温保持によりアルミナ酸化物をボンドコート表面に成長させた。このアルミナ酸化物は耐熱コーティング材のはく離発生を支配する大きな因子であることから、その検出をテラヘルツ波により試みた。実際に、セラミック耐熱コーティングと基材界面で生じたはく離を明瞭に検出することができ、画像解析により数100μm程度の大きさのはく離は検出可能であった。一方で、界面に成長したアルミナ酸化物の検出は容易ではなく、今後、検出感度や分解能のさらなる向上を図る必要があることが明らかとなった。