プリカーサー溶液プラズマ溶射法（ＳＰＰＳ）による遮熱コーティング形成技術の研究

前驱体溶液等离子喷涂（SPPS）热障涂层形成技术研究

• 批准号: 14F03917
• 负责人: 鈴木 雅人
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-04-25 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14F03917/
• 关键词: サスペンションプラズマ溶射(SPS法); プリカーサー溶液プラズマ溶射(SPPS法); ジルコニア; ポーラス; 緻密; 開気孔率; プラズマトーチ; 微細組織; サスペンションプラズマ溶射; プリカーサー溶液プラズマ溶射; YSZ; セラミックスコーティング

今年度は、昨年度に引き続きSPS法によるジルコニアセラミック膜の成膜を試み、各パラメータと皮膜の微細組織との関連について詳細な検討を行った。サスペンション濃度、溶射距離、電流、材料供給量、などの各運転パラメータが膜の微細組織に及ぼす影響を検討した。その結果、以下のことが確認できた。(1)膜の微細組織はサスペンション濃度と溶射距離に強く影響を受ける。(2)ポーラスな膜は開気孔率22%程度に達し、通常のAPS膜の倍程度の値である。(3)ポーラス膜はサスペンション濃度が低くプラズマガス流量が大きい時に得られやすい(4)サスペンション濃度を高くすることで徐々に緻密にはなるものの、通常のAPSコーティングよりもポーラスなコーティングのみが得られた。(5)SPSの膜の緻密さは溶射距離に非常に敏感で、溶射距離が短い程緻密になることから、今後より短い溶射距離での成膜が必要である。最後の点について、本研究で用いた装置TC-8050ではブロックにプラズマトーチをマウントする構造になっており、吹き出しノズルから基材までの距離はブロックの表面より近くできないために制限があり、より短い距離での溶射成膜のためにはハードウェアの改造が必要となる。これは今後の課題のひとつである。また、プリカーサー溶液を原料としたプラズマジェットによる反応合成のテストを試みた。ジルコニウムを含む硝酸塩の溶液を用いたが、水系の溶液のためプラズマトーチ内部の銅製部品の酸化劣化があり、安定した反応は困難であった。使用しているTC-8050は内部供給によるアクシャルフィード方式で材料を供給するため、トーチ内部（特に電極とノズル）の酸化劣化に注意が必要である。今後は有機系の溶媒に溶融可能な金属塩の選択が必要である。

This year, the SPS method was introduced to the film formation test, and the relationship between the fine structure and the film was discussed in detail. The influence of concentration, distance, current, material supply amount, operation parameters on the microstructure of the film was investigated. The results of the following are confirmed. (1)The microstructure of the membrane is strongly affected by the concentration and distance of the solution. (2)The open porosity of APS film is about 22%, which is twice that of APS film. (3)When the concentration of the membrane is low, the flow rate is high, and the concentration of the membrane is high. When the concentration of the membrane is high, the flow rate is high. When the concentration of the membrane is high, the concentration of the membrane is high, and the concentration of the membrane is high. (5) The density of SPS film is very sensitive to the distance of dissolution, and the distance of dissolution is very short. Finally, the device TC-8050 used in this study is necessary to modify the structure of the substrate. This is the future of the project. The solution is simple and easy to use. The solution containing nitric acid is difficult to be used, and the solution of water system is difficult to be acidified and degraded. Use TC-8050 to prevent internal supply, material supply, internal (special electrode) acidification degradation. In the future, it is necessary to select the solvent of organic system for melting metal.

项目成果

Spray Characteristics of Zirconia-ethanol Suspension by Twin Cathode Plasma Spray Gun

双阴极等离子喷枪氧化锆-乙醇悬浮液的喷雾特性

• 发表时间: 2015
• 期刊: Proceeding of the 13th Triennial International Conference on Liquid Atomization and Spray Systems (ICLASS 2015)
• 作者: N. Iki;M. Suzuki;T. Okada;and Mohammed Shahien
• 通讯作者: and Mohammed Shahien

Thermal Barrier Coatings by Axial-Injection Suspension Plasma Spraying

轴向喷射悬浮等离子喷涂热障涂层

• 发表时间: 2014
• 作者: Short;Gregory;Mohammed Shahien and Masato Suzuki
• 通讯作者: Mohammed Shahien and Masato Suzuki

Suspension Plasma Spraying of Dense/Porous Ceramic Coatings

悬浮等离子喷涂致密/多孔陶瓷涂层

• 发表时间: 2014
• 期刊: The Proceeding of the 6th Tsukuba International Coating Symposium 2014 (TICS-2014)
• 作者: N. Iki;M. Suzuki;T. Okada;and Mohammed Shahien;Mohammed Shahien and Masato Suzuki;Mohammed Shahien and Masato Suzuki
• 通讯作者: Mohammed Shahien and Masato Suzuki

YSZ Coatings by a Twin Cathode Plasma Spray System

双阴极等离子喷涂系统的 YSZ 涂层

• 发表时间: 2014
• 期刊: The Proceeding of the 6th S2TS - International Workshop on Suspension and Solution Thermal Spraying
• 作者: N. Iki;M. Suzuki;T. Okada;and Mohammed Shahien;Mohammed Shahien and Masato Suzuki;Mohammed Shahien and Masato Suzuki;Mohammed Shahien and Masato Suzuki;Mohammed Shahien and Masato Suzuki
• 通讯作者: Mohammed Shahien and Masato Suzuki

Ceramic Coatings by Newly Developed Suspension Spraying System

新开发的悬浮喷涂系统陶瓷涂层

• 发表时间: 2015
• 作者: Gregory Short;Mariko Kondo;Mohammed Shahien and Masato Suzuki;Mohammed Shahien and Masato Suzuki
• 通讯作者: Mohammed Shahien and Masato Suzuki