In-situ measurement of unstable thermal stresses in coating films

涂膜不稳定热应力的原位测量

• 批准号: 22K03819
• 负责人: 豊川 秀訓
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Japan Synchrotron Radiation Research Institute
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K03819/
• 关键词: X線応力測定; 2次元検出器; 応力測定; X線回折

遮熱コーティング(TBC)の熱的・機械的特性および残留応力は成膜方法により大きく異なる上に，熱サイクルに伴う温度環境によっても大きく変化する．近年，新たに開発されたサスペンション・プラズマ・スプレー(SPS)による方法は，ジルコニアを混濁液の状態でプラズマ溶射する方法である．これは，従来の大気プラズマスプレー(APS)と比較して耐熱サイクル性などの向上が期待されている．SPSは独特な柱状組織を形成し，その柱状組織が応力緩和機構を持っていることが，放射光およびラボＸ線の研究で明らかとなった．しかし，トップコートとボンドコートの界面での強度については，未開のままである．さらに，CdTeピクセル検出器を用いた熱サイクルに伴うTBCの非定常熱応力の高速その場測定に挑戦した．大型放射光施設SPring-8のビームラインBL02B1にCdTeピクセル検出器と電気炉を用意して，室温から1073 Kまでの熱サイクル下で応力測定を実施した．従来は，回折計を利用した熱サイクル試験であったために，長時間を要していた．そのため，各測定温度で一様な温度下で応力測定する定常熱応力しか測定できていなかった．本研究では，2次元検出器を利用して高速測定できることから，これまで計測でくなかった非定常熱応力挙動を測定することに成功した．試験片として，前述のAPSとSPSの2種類の試験片を用意して，それぞれ定常および非定常の熱応力を測定した．その結果，各TBCの定常熱応力と非定常熱応力の比較から，熱的・機械的特性がわかった．また，APSとSPSを比較することで，トップコートのラメラ組織のすべり機構と柱状組織による緩和機構の違い明らかにした．これらは今後の耐熱サイクル性と寿命評価に役立つものと考えられる．高速測定には試験片の回転速度を改善する必要があり，新たな計測方法を検討しなければならない．

Thermal and mechanical properties and residual forces of TBC and film forming methods vary greatly in thermal and thermal environments. In recent years, new methods have been developed for the treatment of turbid liquids. In this paper, the author discusses the relationship between the structure of SPS and the structure of SPS, and analyzes the relationship between APS and SPS. The strength of the interface between the two is not open. In addition, CdTe detectors are used to measure the unsteady thermal stress and high speed field of TBC. Large scale radiation facility SPring-8 has been developed for the measurement of CdTe detector and electric furnace at room temperature up to 1073 K. For example, if you want to buy a car, you can buy a car. The constant thermal stress is measured at each temperature. In this study, the unsteady thermal force measurement was successfully carried out by using a two-dimensional detector. The two types of APS and SPS samples are intended to measure both steady and unsteady thermal stresses. The results show that the steady and unsteady thermal forces of TBC are compared, and the thermal and mechanical characteristics are compared. APS and SPS are compared to each other, and the structure of the structure. The heat resistance and durability of the product are evaluated. It is necessary to improve the return speed of the test piece for high speed measurement.

项目成果

計数型CdTeピクセル検出器による２波長X線回折法

使用计数型 CdTe 像素探测器的双波长 X 射线衍射方法

• 发表时间: 2023
• 作者: 豊川秀訓;尾原幸治;米村光治
• 通讯作者: 米村光治