JP2000044843A - Coating material and its production - Google Patents

Coating material and its production

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JP2000044843A
JP2000044843A JP22029098A JP22029098A JP2000044843A JP 2000044843 A JP2000044843 A JP 2000044843A JP 22029098 A JP22029098 A JP 22029098A JP 22029098 A JP22029098 A JP 22029098A JP 2000044843 A JP2000044843 A JP 2000044843A
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coating
fine
graphite
medium
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JP22029098A
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Kazutaka Mori
一剛 森
Takashi Shige
重  隆司
Toshihiro Matsui
利弘 松井
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Laser Atomic Separation Engineering Research Association of Japan
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Laser Atomic Separation Engineering Research Association of Japan
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To produce a coating material for graphite by which a zirconia powder or a yttria powder is coated so as to reduce the reactivity of the graphite when a molten metal has reactivity with the graphite or the graphite is used in a high-temperature oxidizing atmosphere, etc. SOLUTION: A yttria powder or a zirconia powder is used as a coating powder. The particle diameter range of fine particulate coating powder is 0.1-1.0 μm and the particle diameter range of small particulate coating powder is 1-10 μm. The particle diameter range of medium particulate coating powder is 10-40 μm and the mixing ratio of the respective powders is (10/20/70)-(30/40/30) wt.%.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、溶融金属とグラフ
ァイトとが反応性を有する場合やグラファイトが高温の
酸化雰囲気で使用される場合などに、グラファイトの反
応性を低下させるためにセラミックス(ジルコニア粉又
はイットリア粉)をコーティングするグラファイトへの
コーティング材料及びその製造方法に関するものであ
る。
The present invention relates to a ceramic (zirconia powder) for reducing the reactivity of graphite when the molten metal has a reactivity with graphite or when graphite is used in a high-temperature oxidizing atmosphere. Or yttria powder) and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】グラファイトへのコーティング法は、各
種の溶解,鋳造等のプロセス、真空蒸着など金属の溶解
処理を前提とする成膜プロセス、大気中で使用される耐
熱部材として使用されるものである。
2. Description of the Related Art Graphite coating methods are used for various melting and casting processes, film forming processes on the premise of dissolving metals such as vacuum deposition, and heat-resistant members used in the atmosphere. is there.

【0003】グラファイトを溶融金属などに対する耐蝕
性を高めるために、その表面に炭化ケイ素(SiC)な
どのセラミックスをコーティングする方法としては、溶
射法、無機または有機バインダとセラミックス粉末とを
混合したものをグラファイトの表面に塗布するものがあ
る。
[0003] In order to increase the corrosion resistance of graphite to molten metal, the method of coating the surface thereof with ceramics such as silicon carbide (SiC) includes a spraying method, a method of mixing an inorganic or organic binder and ceramic powder. Some are applied to the surface of graphite.

【0004】図4に溶射法によってグラファイトの表面
にセラミックス被膜が形成された状態を示す。同図に示
すように、多数の気孔11を有するグラファイト12の
表面に炭化ケイ素(SiC)などのセラミックスを溶射
することで、このグラファイト12の表面にセラミック
ス被膜13が形成されている。
FIG. 4 shows a state in which a ceramic coating is formed on the surface of graphite by thermal spraying. As shown in the figure, a ceramic film such as silicon carbide (SiC) is sprayed on the surface of a graphite 12 having a large number of pores 11 to form a ceramic coating 13 on the surface of the graphite 12.

【0005】また、上述した方法の他に、CVD(Chem
ical Vapor Deposition )法、またはCVR(Chemical
Vapor Reaction )法によりコーティングするものがあ
る。
In addition to the above-described method, CVD (Chem
ical vapor deposition) method or CVR (Chemical
Some are coated by the Vapor Reaction) method.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで、グラファイ
トは、一般に、離型性を有する材料であり、且つ、グラ
ファイト気孔間にセラミックスが浸透しにくい性質があ
る。そのため、前述した溶射によるコーティング法にあ
っては、グラファイト12の気孔11の内にセラミック
スが充分に浸透しておらず、また、グラファイト12の
表面とセラミックス被膜13との界面14での密着力は
非常に弱いものである。従って、溶射によって表面にセ
ラミックス被膜13が形成されたグラファイト12を使
用する場合、昇温に伴ってグラファイト12とセラミッ
クス被膜13の熱膨張、あるいは冷却による剥離が発生
する、という問題がある。
By the way, graphite is generally a material having releasability and has a property that ceramics hardly penetrate between graphite pores. Therefore, in the coating method by thermal spraying described above, the ceramics do not sufficiently penetrate into the pores 11 of the graphite 12, and the adhesion at the interface 14 between the surface of the graphite 12 and the ceramic coating 13 is low. Very weak. Therefore, when the graphite 12 having the ceramic coating 13 formed on the surface by thermal spraying is used, there is a problem that the graphite 12 and the ceramic coating 13 are thermally expanded or peeled off by cooling as the temperature is increased.

【0007】また、このことは、所謂、テープ剥離テス
トによっても明らかである。即ち、このテープ剥離テス
トは、グラファイト12に形成されたセラミックス被膜
13の表面にテープを貼り付け、剥がす操作でセラミッ
クス被膜13がテープと共にグラファイト12から剥離
するかどうかを確認する試験である。前述した溶射によ
ってセラミックス被膜13が形成されたグラファイト1
2では、このテープ剥離テストによって容易にセラミッ
クス被膜13が剥がれてしまい、問題である。
[0007] This is also apparent from a so-called tape peeling test. That is, this tape peeling test is a test for attaching a tape to the surface of the ceramic film 13 formed on the graphite 12 and checking whether the ceramic film 13 is peeled off from the graphite 12 together with the tape by the peeling operation. The graphite 1 on which the ceramic coating 13 is formed by the above-mentioned thermal spraying
In the case of No. 2, the ceramic coating 13 is easily peeled off by the tape peeling test, which is a problem.

【0008】一方、CVD法等を用いたコーティング法
は、直接、グラファイトの表面の改質を行い、炭化ケイ
素などのセラミックス被膜を形成するものであるが、こ
のCVD法では、被膜成長速度が遅く、且つ、コスト的
にも高価となってしまうという問題がある。
On the other hand, the coating method using the CVD method or the like directly modifies the surface of graphite to form a ceramic film such as silicon carbide. However, in the CVD method, the film growth rate is low. In addition, there is a problem that the cost is high.

【0009】このようにセラミックス材料をグラファイ
ト部品の表面に強固に接着することは容易でなく、且つ
その方法も確立されていないのが現状である。
As described above, it is not easy to firmly adhere a ceramic material to the surface of a graphite component, and at present, no method has been established.

【0010】本発明はこのような問題点を解決するもの
であって、安価で耐熱に優れた硬質のジルコニア被膜又
はイットリア皮膜を形成することのできるグラファイト
へのコーティング材料及びその製造方法を提供すること
を課題とする。
The present invention has been made to solve the above problems, and provides a coating material for graphite capable of forming a hard zirconia coating or a yttria coating which is inexpensive and excellent in heat resistance, and a method for producing the same. That is the task.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決する本
発明の第1のコーティング材料は、微小粉末のコーティ
ング粉体と、粗粒を粉砕してなる小粒及び中粒のコーテ
ィング粉体とを配合してなることを特徴とする。
A first coating material of the present invention for solving the above-mentioned problems comprises a coating powder of fine powder and small and medium coating powder obtained by grinding coarse particles. It is characterized by being blended.

【0012】本発明の第2のコーティング材料は、微小
粒のコーティング粉体の粒径範囲が0.1〜1.0μm、小
粒のコーティング粉体の粒径範囲が1〜10μm及び中
粒のコーティング粉体の粒径範囲が10〜40μmであ
り、それぞれの混合割合が10/20/70〜30/4
0/30重量%であることを特徴とする。
In the second coating material of the present invention, the particle size range of the fine-particle coating powder is 0.1 to 1.0 μm, the particle size range of the small-particle coating powder is 1 to 10 μm, and The particle size range of the powder is 10 to 40 μm, and the respective mixing ratios are 10/20/70 to 30/4.
0/30% by weight.

【0013】本発明の第3のコーティング材料は、上記
第1又は第2のコーティング材料において、コーティン
グ粉体がジルコニア粉又はイットリア粉であることを特
徴とする。
A third coating material of the present invention is characterized in that, in the first or second coating material, the coating powder is zirconia powder or yttria powder.

【0014】一方、本発明の第1のコーティング材料の
製造方法は、微小粒ジルコニア粉を予め分散剤及び分散
媒を用いて分散処理した後、小粒及び中粒のジルコニア
粉を混合することを特徴とする。
On the other hand, the first method for producing a coating material according to the present invention is characterized in that fine zirconia powder is preliminarily dispersed using a dispersant and a dispersion medium, and then small and medium zirconia powders are mixed. And

【0015】本発明の第2のコーティング材料の製造方
法は、微小粒イットリア粉を予め分散剤及び分散媒を用
いて分散処理した後、小粒及び中粒のイットリア粉を混
合することを特徴とする。
A second method for producing a coating material according to the present invention is characterized in that fine yttria powder is preliminarily dispersed using a dispersant and a dispersion medium, and then small and medium yttria powders are mixed. .

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を詳細
に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail.

【0017】本発明の第1のコーティング材料は、微小
粉末のコーティング粉体と、粗粒を粉砕してなる小粒及
び中粒のコーティング粉体とを配合してなるものであ
り、上記コーティング材料としては、ジルコニア粉(酸
化ジルコニウム)、イットリア粉(酸化ジルコニウム)
等の例えばグラファイトの表面のコーティングに適した
材料である。
The first coating material of the present invention is obtained by blending a coating powder of fine powder with small and medium coating powder obtained by grinding coarse particles. Is zirconia powder (zirconium oxide), yttria powder (zirconium oxide)
For example, a material suitable for coating the surface of graphite.

【0018】以下、コーティング材料としてジルコニア
粉を例として本発明の内容を説明する。
Hereinafter, the contents of the present invention will be described using zirconia powder as an example of a coating material.

【0019】本発明のジルコニア粉を主体としたコーテ
ィング材料は、粗粒のジルコニア粉に対し、微小粒のジ
ルコニア粉を添加することにより粒子の細密充填構造を
形成し、緻密で付着強度の強いコーティング材料であ
る。ここで、本発明で粗粒のジルコニア粉とは、原料と
しての平均粒径50μm(10〜80μm)のものをい
い、この粗粒を分粒して、小粒のコーティング粉体の粒
径範囲を1〜10μmとし、中粒のコーティング粉体の
粒径範囲を10〜40μmとしている。本発明において
は、中粒ジルコニア粉を10〜40μmとしているが、
これはその粒径が40μmを超えた大粒となると、粗す
ぎて実用にはならないからである。また、微小粒ジルコ
ニア粉を0.1〜1.0μmとしているが、0.1μm未満で
あると現実的に使用できず、好ましくないからである。
なお、本発明では、小粒ジルコニア粉は、微小粒と中粒
との間の粒径範囲である1.0〜10μm程度としている
が、この粒径の範囲に限定されるものではない。このよ
うに、所定範囲の粒径のジルコニア粉を所定配合組み合
わせることで、充填時の細密充填構造を最良なものとす
ることができる。
The coating material comprising zirconia powder as a main component of the present invention forms a densely packed structure of particles by adding fine zirconia powder to coarse zirconia powder, thereby providing a dense coating having high adhesion strength. Material. Here, the coarse zirconia powder in the present invention refers to a powder having a mean particle size of 50 μm (10 to 80 μm) as a raw material. The average particle size of the coating powder is 10 to 40 μm. In the present invention, the medium zirconia powder is set to 10 to 40 μm,
This is because if the particle size is too large to exceed 40 μm, it is too coarse to be practical. Further, the fine zirconia powder has a thickness of 0.1 to 1.0 μm, but if it is less than 0.1 μm, it cannot be practically used, which is not preferable.
In the present invention, the small-grain zirconia powder has a particle size range of about 1.0 to 10 μm between the fine grains and the medium grains, but is not limited to this range. As described above, the finely packed structure at the time of filling can be optimized by combining zirconia powder having a particle size in a predetermined range with a predetermined combination.

【0020】本発明のコーティング材料の配合割合は、
後の実施例に示されるように、微小粒のコーティング粉
体(0.1〜1.0μm)が10〜30重量%、小粒のコー
ティング粉体(1〜10μm)が20〜40重量%及び
中粒のコーティング粉体(10〜40μm)が70〜3
0重量%であることが好ましい。上記範囲を超えた場合
には、グラファイトにコーティングしたジルコニア膜が
剥離し易くなるからである。
The mixing ratio of the coating material of the present invention is as follows:
As will be shown in the examples below, 10-30% by weight of fine-grained coating powder (0.1-1.0 μm), 20-40% by weight of small-sized coating powder (1-10 μm) and medium 70 to 3 particles of coated powder (10 to 40 μm)
It is preferably 0% by weight. This is because, if it exceeds the above range, the zirconia film coated on the graphite is likely to peel off.

【0021】また、上記ジルコニア粉の細密充填構造を
形成するため、微粉であるジルコニアの処方について
は、注意が必要である。すなわち、微粉であるジルコニ
アは、通常乾燥品として供給される凝集粉体であり、し
たがって、このような凝集粉体をそのまま使用するもの
では、その目標とする特性を得ることはできない。すな
わち、一般にコーティング用の粒子は乾燥粉として供給
されるので、この供給された乾燥粉をコーティングに適
したスラリーとする必要がある。特に、微小粒子は凝集
の激しい乾燥粉体として供給されるので、この凝集を分
離する操作が必要である。このような操作をしない場合
は、微小粒子も凝集粒子として作用するため、粒子とし
ては大きい状態で作用し、その結果、細密充填構造を形
成することができないからである。
Further, in order to form the above-mentioned zirconia powder densely packed structure, it is necessary to pay attention to the formulation of zirconia which is a fine powder. That is, zirconia, which is a fine powder, is an aggregated powder that is usually supplied as a dry product, and therefore, the target characteristics cannot be obtained by using such an aggregated powder as it is. That is, since the particles for coating are generally supplied as dry powder, it is necessary to make the supplied dry powder into a slurry suitable for coating. In particular, since the fine particles are supplied as a dry powder with strong agglomeration, an operation for separating the agglomeration is required. If such an operation is not performed, the fine particles also act as agglomerated particles, so that they act in a large state as particles, and as a result, a densely packed structure cannot be formed.

【0022】そこで、本発明では、ベースとするジルコ
ニア粗粒子に対し、細密充填する観点から微細なジルコ
ニア微小粒子を添加して、緻密な充填ができるようにし
ている。このとき、微細なジルコニア微小粒子は充分に
分散し、一次粒子に近い形まで処理したスラリーに粗粒
を分粒した小粒及び中粒のジルコニア粉を添加し、高固
形分濃度でかつ充填性の高いスラリーとすることが好ま
しい。上記一次粒子とは、そのものを構成する粒子の大
きさの最小単位をいう。通常微小粒子(サブミクロン)
の粉は通常二次凝集しており、これを分散処理により一
次粒子として使用するようにしている。また、高固形分
濃度とは、スラリー中の固形分濃度が40mol%以上
のように高い固形分野濃度を有するものをいう。
Therefore, in the present invention, fine zirconia fine particles are added to the base zirconia coarse particles from the viewpoint of fine packing, so that fine packing can be performed. At this time, the fine zirconia fine particles are sufficiently dispersed, and the small and medium zirconia powder obtained by dividing the coarse particles into the slurry processed to a shape close to the primary particles is added to obtain a high solid content and filling property. A high slurry is preferred. The primary particles are the minimum units of the size of the particles constituting the primary particles. Normally small particles (submicron)
Is usually secondary aggregated, and this is used as primary particles by a dispersion treatment. The high solids concentration refers to a solid having a high solids concentration such as a solid concentration of 40 mol% or more in the slurry.

【0023】上述したように、微小粉、小粒及び中粒の
粒径範囲が異なる大きさの粒子を組み合わせることで、
比較的大きい粒径範囲の中粒の粒子の隙間に小粒の粒子
が入り、小粒の粒子の隙間に微小粒子が入ることにより
細密充填構造のコーティングが形成される。
As described above, by combining particles having different particle size ranges of fine powder, small particles, and medium particles,
Small particles enter the gaps between the medium-sized particles in the relatively large particle size range, and the fine particles enter the gaps between the small particles, thereby forming a coating having a close-packed structure.

【0024】ここで、上記スラリーを形成するための溶
媒と分散剤の選定が重要であると同時に、粉体の混合順
序が重要である。
Here, the selection of the solvent and the dispersant for forming the slurry is important, and the order of mixing the powders is important.

【0025】先ず、微小粒の粉体を分散剤と溶媒中にボ
ールミル或いは他のアトライター等の分散手法を用いて
充分に分散処理を行った後、小粒及び中粒の粉体を加
え、コーティングに適した粘度とする。
First, fine particles are sufficiently dispersed in a dispersant and a solvent using a ball mill or another dispersing method such as an attritor, and then small and medium powders are added. Viscosity suitable for

【0026】このように処理したコーティング用スラリ
ーはグラファイト表面の小さな孔に入り込み、アンカー
効果が生じて結合力が強くなると同時に、乾燥と同時に
粒子が細密充填するので、乾燥収縮,熱処理収縮が非常
に小さくなる。
The coating slurry thus treated enters into small pores on the graphite surface and generates an anchor effect to increase the bonding force. At the same time, the particles are finely packed at the same time as the drying, so that the drying shrinkage and the heat treatment shrinkage are extremely low. Become smaller.

【0027】乾燥後、コーティング体は結合力は強いも
のの、水などが付着した場合粒子が剥がれ落ちるおそれ
がある。このため、1000〜1200℃の温度で数時
間熱処理を行うことにより、微小粒子を強く焼結し、上
記剥離を防止し、接合部において、強い付着力を有する
こととなる。
After drying, although the coated body has a strong binding force, particles may be peeled off when water or the like adheres. For this reason, by performing heat treatment at a temperature of 1000 to 1200 ° C. for several hours, the fine particles are strongly sintered, the above-described peeling is prevented, and the bonding portion has a strong adhesive force.

【0028】また、高固形分濃度とするために粉体と分
散媒の組み合わせが重要である。例えば分散媒を水とす
る場合、分散剤としては、例えばポリカルボン酸、ポリ
アクリル酸等を使用することができる。
In order to obtain a high solid content, a combination of a powder and a dispersion medium is important. For example, when water is used as the dispersion medium, as the dispersant, for example, polycarboxylic acid, polyacrylic acid, or the like can be used.

【0029】また、スラリーを高固形分濃度とした場合
には、スラリー混合中に気泡が入り、それが抜けない状
態で固定されるため、使用時には予め真空脱泡処理する
ことが望ましい。
When the slurry has a high solid content, bubbles enter during mixing of the slurry and are fixed in such a state that they do not come out. Therefore, it is desirable to perform a vacuum defoaming treatment before use.

【0030】このようにして得たコーティング材料は、
接合部に塗布後、乾燥することにより、強い付着力を有
する。
The coating material thus obtained is
After being applied to the joint, it is dried to have a strong adhesive force.

【0031】[0031]

【実施例】以下、本発明の効果を示す実施例を図面を参
照して詳細に説明する。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention;

【0032】ジルコニアとして、8重量%イットリア安
定化ジルコニア(YSZ)の原粉を使用した。このイッ
トリア安定化ジルコニアの熱膨張係数は、10.9×1
-6-1である。原粉の粗粒の粒径は平均粒径50μm
(10μm〜80μm)の中粒から大粒のものであり、
これを粉砕・分粒することにより、中粒(10μm〜4
0μm)と小粒(1〜10μm)とにした。一方、別途
添加するイットリア微小粉は、比表面積10m2 /g
(平均粒径0.5μm)の微小粒であるが、乾燥粉である
ので、強く凝集している。
As zirconia, 8 wt% yttria stabilized zirconia (YSZ) raw powder was used. The thermal expansion coefficient of this yttria-stabilized zirconia is 10.9 × 1
0 -6 ° C -1 . The average particle size of the coarse particles of the raw powder is 50 μm
Medium to large (10 μm to 80 μm)
This is pulverized and sieved to obtain medium-grain (10 μm to 4 μm).
0 μm) and small particles (1 to 10 μm). On the other hand, the separately added yttria fine powder has a specific surface area of 10 m 2 / g.
(Average particle size: 0.5 μm), but it is a dry powder, so it is strongly agglomerated.

【0033】ここで、中粒イットリア40重量%、小粒
イットリア40重量%、微小粒イットリア20重量%に
ついて、分散剤の有無による差を検討した。ボールミル
に分散媒としての水、及び分散剤の有無による差を確認
するため、それぞれの条件でスラリー化したスラリーを
固化した後、乾燥し、水銀圧入装置(ポロシメータ)を
用いて、微細径及び細孔容積を測定した。なお、このと
き分散剤としてはポリカルボン酸アンモニアを使用し
た。
Here, the difference in the presence or absence of a dispersant was examined for 40% by weight of medium-sized yttria, 40% by weight of small-sized yttria, and 20% by weight of fine-grained yttria. In order to confirm the difference due to the presence or absence of water as a dispersion medium and a dispersant in a ball mill, the slurry slurried under the respective conditions was solidified, dried, and then finely divided into fine particles and fine particles using a mercury intrusion device (porosimeter). The pore volume was measured. At this time, ammonia polycarboxylate was used as a dispersant.

【0034】図1に細孔の比較データを示す。図1に示
すように、分散剤の有無により得られる多孔体の特性、
つまり平均径及び細孔容積は大きく変化することを確認
した。これにより、平均細孔径を小さく、また細孔容積
を小さくするためには、粉体を細密充填して行うことが
必要であり、そのためには分散条件が重要であることが
判明した。
FIG. 1 shows comparative data of pores. As shown in FIG. 1, the properties of the porous body obtained by the presence or absence of a dispersant,
That is, it was confirmed that the average diameter and the pore volume greatly changed. From this, it has been found that in order to reduce the average pore diameter and the pore volume, it is necessary to carry out fine packing of the powder, and for that purpose, the dispersion conditions are important.

【0035】このような多孔体を直径20mm、厚さ5
mmのディスク状に加工し、ガスの透過速度を測定し
た。ガス種類は、空気とし、両面で差圧をつけた状態で
透過量を測定した。この測定した結果を、図2に示す。
[0035] Such a porous body is formed to have a diameter of 20 mm and a thickness of 5 mm.
It was processed into a disk having a diameter of 2 mm, and the gas permeation rate was measured. The gas type was air, and the amount of permeation was measured with a differential pressure applied to both sides. FIG. 2 shows the result of the measurement.

【0036】図2において、横軸は差圧、縦軸は透過流
量で相対的に示してある。図2の結果より、分散剤を使
用した場合には、分散剤を使用しない場合に比べ、1/
20程度の透過に抑えられていることが判明した。コー
ティング材として良好なものは、細孔径が小さく、細孔
容積が小さいものが好ましい。
In FIG. 2, the horizontal axis represents the differential pressure, and the vertical axis represents the permeation flow rate. From the results of FIG. 2, it can be seen that when the dispersant was used, 1 / compared to the case where the dispersant was not used.
It was found that the transmission was suppressed to about 20. A good coating material preferably has a small pore diameter and a small pore volume.

【0037】次に、10%きざみで、微小粒、小粒、中
粒のジルコニア粉の構成を種々変化させて、コーティン
グ材を調整し、グラファイト基板(5cm角)に塗布し
た後、自然乾燥を行い、1100℃で2時間、アルゴン
ガス雰囲気中で、熱処理した試験品について、テープ剥
離テストを実施した。同様に、10%きざみで、微小
粒、小粒、中粒のイットリア粉の構成を種々変化させ
て、コーティング材を調整し、グラファイト基板(5c
m角)に塗布した後、自然乾燥を行い、1100℃で2
時間、アルゴンガス雰囲気中で、熱処理した試験品につ
いて、テープ剥離テストを実施した。このテープ剥離テ
ストを実施しても、コーティングが剥がれない領域を図
3に示す。図3においては、微小粒,小粒,中粒を10
0とし、それぞれの底辺からの高さで表し、頂点を10
0としている。したがって、各点では合計が100とな
る。
Next, the composition of the fine, small, and medium zirconia powders was changed in 10% increments, the coating material was adjusted, and the coating was applied to a graphite substrate (5 cm square). A tape peeling test was performed on the test article that was heat-treated at 1100 ° C. for 2 hours in an argon gas atmosphere. Similarly, by changing the composition of the fine, small, and medium yttria powder in 10% increments, the coating material was adjusted, and the graphite substrate (5c
m square), air-dry and apply at 1100 ° C for 2
A tape peeling test was performed on the test article that was heat-treated in an argon gas atmosphere for a time. FIG. 3 shows a region where the coating does not peel off even when the tape peeling test is performed. In FIG. 3, fine, small, and medium
0, and the height from each base is 10
It is set to 0. Therefore, the sum at each point is 100.

【0038】図3中、網かけ状とした箇所が、テープ剥
離テストを行っても剥離しない部分である。
In FIG. 3, the shaded portions are portions that are not peeled off even when a tape peeling test is performed.

【0039】このように、図3に示すように、中粒(粒
径10μm〜40μm)と小粒(粒径1μm〜10μ
m)の8重量%イットリア安定化ジルコニア粉と、粒径
0.1〜1.0μmの微小粒ジルコニア粉とを混合比率(1
0/20/70〜30/40/30%)でコーティング
材料を構成することにより、粉体の細密充填構造のコー
ティング材料を得ることができた。また、中粒(粒径1
0μm〜40μm)と小粒(粒径1μm〜10μm)の
イットリア粉と、粒径0.1〜1.0μmの微小粒イットリ
ア粉とを混合比率(10/20/70〜30/40/3
0%)でコーティング材料を構成することにより、粉体
の細密充填構造のコーティング材料を得ることができ
た。
Thus, as shown in FIG. 3, medium grains (particle diameter 10 μm to 40 μm) and small grains (particle diameter 1 μm to 10 μm)
m) 8% by weight yttria-stabilized zirconia powder and particle size
The mixing ratio of fine zirconia powder of 0.1 to 1.0 μm (1
(0/20/70 to 30/40/30%), a coating material having a finely packed structure of powder could be obtained. In addition, medium grain (particle size 1
0 μm to 40 μm) and small particles (particle diameter 1 μm to 10 μm) and fine particle yttria powder having a particle diameter of 0.1 to 1.0 μm (10/20/70 to 30/40/3)
0%), a coating material having a finely packed structure of powder could be obtained.

【0040】[0040]

【発明の効果】以上、実施例を挙げて説明したように本
発明によれば、微小粒、小粒、中粒のジルコニア粉、イ
ットリア粉等のコーティング粉体を組み合わせること
で、コーティング膜内における粒子の細密充填が達成さ
れ、膜の強度、付着が向上する。また、微小粒を上手く
分散させることでその効果は更に大となる。
As described above, according to the present invention, according to the present invention, the particles in the coating film are formed by combining the coating powders such as fine, small and medium zirconia powders and yttria powders. Is achieved, and the strength and adhesion of the film are improved. In addition, the effect is further enhanced by finely dispersing the fine particles.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】分散剤の有無と平均細孔径、細孔容積との関係
を示す特性図である。
FIG. 1 is a characteristic diagram showing the relationship between the presence or absence of a dispersant and the average pore diameter and pore volume.

【図2】分散剤の有無の場合の透過流量と差厚との関係
を示す特性図である。
FIG. 2 is a characteristic diagram showing a relationship between a permeation flow rate and a difference thickness in the presence or absence of a dispersant.

【図3】中粒・小粒・微小粒の配合割合とテープ剥離テ
ストの結果を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing the mixing ratio of medium, small, and fine particles and the results of a tape peeling test.

【図4】溶射法によってグラファイトの表面にセラミッ
クス被膜が形成された状態図である。
FIG. 4 is a diagram showing a state in which a ceramic coating is formed on the surface of graphite by a thermal spraying method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 気孔 12 グラファイト 13 セラミックス被膜 11 Pores 12 Graphite 13 Ceramic coating

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 重 隆司 兵庫県高砂市荒井町新浜2丁目1番1号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 (72)発明者 松井 利弘 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目1番1 号 三菱重工業株式会社神戸造船所内 Fターム(参考) 4J038 HA216 MA14 PC01  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Takashi Shige 2-1-1 Shinhama, Arai-machi, Takasago City, Hyogo Prefecture Inside the Takasago Research Laboratory, Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. No. 1-1, Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Kobe Shipyard F term (reference) 4J038 HA216 MA14 PC01

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 微小粉末のコーティング粉体と、粗粒を
粉砕してなる小粒及び中粒のコーティング粉体とを配合
してなることを特徴とするコーティング材料。
1. A coating material comprising a mixture of a fine powder coating powder and small and medium coating powder obtained by pulverizing coarse particles.
【請求項2】 微小粒のコーティング粉体の粒径範囲が
0.1〜1.0μm、小粒のコーティング粉体の粒径範囲が
1〜10μm及び中粒のコーティング粉体の粒径範囲が
10〜40μmであり、それぞれの混合割合が10/2
0/70〜30/40/30重量%であることを特徴と
するコーティング材料。
2. The particle size range of the fine-grained coating powder is
0.1 to 1.0 μm, the particle size range of the small-sized coating powder is 1 to 10 μm, and the particle size range of the medium-sized coating powder is 10 to 40 μm, and the mixing ratio of each is 10/2.
0/70 to 30/40/30% by weight.
【請求項3】 請求項1又は2記載のコーティング材料
において、 コーティング粉体がジルコニア粉又はイットリア粉であ
ることを特徴とするコーティング材料。
3. The coating material according to claim 1, wherein the coating powder is zirconia powder or yttria powder.
【請求項4】 微小粒ジルコニア粉を予め分散剤及び分
散媒を用いて分散処理した後、小粒及び中粒のジルコニ
ア粉を混合することを特徴とするコーティング材料の製
造方法。
4. A method for producing a coating material, comprising: dispersing a fine zirconia powder in advance using a dispersant and a dispersion medium; and mixing small and medium zirconia powder.
【請求項5】 微小粒イットリア粉を予め分散剤及び分
散媒を用いて分散処理した後、小粒及び中粒のイットリ
ア粉を混合することを特徴とするコーティング材料の製
造方法。
5. A method for producing a coating material, comprising: dispersing fine yttria powder in advance using a dispersant and a dispersion medium; and mixing small and medium yttria powder.
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