JP2001279418A - 遮熱コーティング部材およびその製造方法 - Google Patents

遮熱コーティング部材およびその製造方法

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一秀 松本
Masayuki Ito
昌行 伊藤
Akira Kawasaki
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Abstract

(57)【要約】 【課題】発電用ガスタービンや航空用ジェットエンジン
等の原動機に組み込んだ高温部品に遮熱コーティングす
る場合、熱サイクルやエロージョンに対し耐久性の向上
を図った遮熱コーティング部材およびその製造方法を提
供する。 【解決手段】本発明に係る遮熱コーティング部材は、基
材６上に、下地層７と表面層８とを形成するとともに、
下地層７と表面層８との間に、第１中間層９と第２中間
層１０とを介装させた。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば発電用ガス
タービンや航空用ジェットエンジン等の高温の酸化また
は腐食性雰囲気の下で使用される遮熱コーティング部材
およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、発電用ガスタービンや航空用ジ
ェットエンジン等の原動機分野では、熱効率のより一層
の向上を求めて研究開発が進められており、その熱効率
向上の一つの手段としてガスタービンを駆動する燃焼ガ
スのより一層の高温化がある。
【０００３】燃焼ガスのより一層の高温化を達成する手
段には、例えば、ガスタービン静翼、ガスタービン動
翼、ガスタービン燃焼器等のガスタービン高温部品に使
用する耐熱材料の開発と、高温部材に被覆するコーティ
ング部材の開発とがある。
【０００４】前者は、Ｎｉ，ＣｏまたはＦｅ基の超合金
が開発されており、この超合金を一方向性凝固法や単結
晶化法で作製し、高温クリープ強度をより一層向上させ
ている。
【０００５】このような高温クリープ強度の高い超合金
が開発されても、その融点を考えると、約１０００℃が
使用限界温度になっている。
【０００６】また、高融点金属のＮｂやＭｏ等をベース
にした、例えばＮｂＡｌやＭｏＳｉ２等の金属化合物の
開発も進められている。
【０００７】しかし、高融点金属からなる金属間化合物
も所詮は金属であり、高温の腐食酸化雰囲気での使用に
は腐食、酸化に基づく強度低下が起こり、自と限界があ
る。また、金属間化合物は、一般に、加工性が劣り、コ
ストが高くなる問題点がある。
【０００８】さらに、耐熱性を向上させる手段には、融
点が高く、かつ化学的に安定なセラミック材の適用も考
えられる。セラミック材の中で、特にＳｉＣやＳｉ３Ｎ
４は、耐熱性の材料として適している。
【０００９】しかし、これらのセラミック材は、金属よ
りも耐熱性が優れているものの、加工性に劣り、コスト
も高く、靭性にも劣る問題点がある。また、セラミック
材でも、約１２００℃を超える高温の腐食酸化雰囲気で
の使用になると、腐食、酸化に基づく強度低下になって
いる。
【００１０】他方、後者は、金属の組成を変えずに遮熱
コーティング部材を被覆して耐熱性を向上させる手段で
ある。ここで遮熱コーティング（Ｔｈｅｒｍａｌ Ｂａ
ｒｒｉｅｒ Ｃｏａｔｉｎｇ、略称ＴＢＣ）とは、例え
ばセラミック等の低熱伝導部材を金属基材の表面に被覆
し、この低熱伝導部材を介して金属基材の温度上昇を抑
制するものである。発電用ガスタービンや航空用ジェッ
トエンジン等のガスタービン高温部材の一部には、既に
遮熱コーティングが適用されている。また、最近では、
超合金基材の表面に、密着性に優れ、かつ、耐食、耐酸
化性を備えたＭＣｒＡｌＹ合金下地層と熱伝導性が低い
ジルコニアなどの酸化物系セラミック層からなる遮熱コ
ーティングとを組み合せて被覆したものがより多く適用
されている。また、超合金基材の表面に数百μｍの遮熱
コーティング層からなる遮熱コーティングを形成し、超
合金基材の表面での温度上昇を約１００℃も低く抑えた
例も公表されている（特開昭６２−２１１３８７号公
報）。
【００１１】ところで、遮熱コーティングは、金属基材
の温度上昇を抑制する機能を持たせているため、金属基
材からの剥離や脱落があってはならないが、実際には剥
離や脱落が発生することがある。特に、金属基材からの
遮熱コーティング部材の剥離や脱落は、例えば図７に示
すように、ＭＣｒＡｌＹ層１と気孔５を備えた８ｗｔ％
Ｙ２Ｏ３−ＺｒＯ２層２との界面部分に生成される酸化
層４やＭＣｒＡｌＹ層１と８ｗｔ％Ｙ２Ｏ３−ＺｒＯ２
層２との熱伸びの違いに基づいて生成される割れ３に原
因があるものと考えられている。
【００１２】このような原因に基づいて発生する遮熱コ
ーティング部材は剥離や脱落に対し、発電用ガスタービ
ンや航空用ジェットエンジン等の原動機分野では、種々
の検討や研究開発が進められているが、何分にも抜本的
な対策が見出せず、現在、模索中である。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】最近の遮熱コーティン
グでは、酸素を含まない減圧の不活性ガス雰囲気で行う
減圧プラズマ溶射法や高圧の燃焼ガスで溶融した粉末の
速度を高くした高速ガス炎溶射法などを用いてＭＣｒＡ
ｌＹ合金層を形成することが多い。このような手法を用
いると、従来の大気中プラズマ溶射法での気孔が多
い、金属基材との密着性に乏しい、耐食・耐酸化性
に劣る、等の不具合点が解消され、高品質の遮熱コーテ
ィングが得られたとの公表が、例えば特開平９−１７６
８２１号公報にある。
【００１４】一方、酸化物系セラミック層は、大気中プ
ラズマ溶射法を用いると、適度な気孔が存在し、熱ひず
みへの追随性を高め、耐久性を持たせている。
【００１５】しかし、この酸化物系セラミック層は、最
表面層に位置しているので、気孔が多くなると耐エロー
ジョン性に劣る。このため、酸化物系セラミック層を、
気孔の少ない緻密なものとし、多数の縦き裂を入れ、熱
ひずみや衝撃に対する耐久性を向上させたものも提案さ
れている（特願平１０−３１５０１５号）。一般的に
は、皮膜形成時、発生する熱応力を利用して縦き裂を入
れている。尤も、縦き裂を入れるにしても、発生する熱
応力が基材の種類、皮膜の厚さ、部品の形状などに大き
く依存することを考えると、設計値どおりに維持させる
ことが難しい。
【００１６】また、酸化物系セラミック層を電子ビーム
物理蒸着法（ＥＢ−ＰＶＤ法）で柱状晶組織に形成し、
柱状晶間で熱ひずみを吸収させて耐久性を向上させたも
のもある（特公平１−１８９９３号公報）。
【００１７】しかし、電子ビーム物理蒸着法では、皮膜
の形成速度が遅く、歩留りも悪く、コストが高くなる一
方、物理的に蒸気の入りにくい、複雑な形状物や円筒内
面などへの皮膜施工が難しくなる問題点もある。
【００１８】したがって、ガスタービン等の高温部品に
被覆する遮熱コーティングには、熱サイクルやエロージ
ョンに対する耐久性、施工性、コストなどの問題点が多
く含まれている。
【００１９】本発明は、このような事情に基づいてなさ
れたもので、燃焼ガスを駆動する発電用ガスタービンや
航空用ジェットエンジン等の原動機に組み込んだ高温部
品に遮熱コーティング部材およびその製造方法を提供す
ることを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】本発明に係る遮熱コーテ
ィング部材は、上述の目的を達成するために、請求項１
に記載したように、金属基材上に、下地層と表面層とを
形成するとともに、下地層と表面層との間に、酸化を防
止する第１中間層と熱応力の発生を抑制する第２中間層
とを介装させたものである。
【００２１】遮熱コーティング部材。
【００２２】また、本発明に係る遮熱コーティング部材
は、上述の目的を達成するために、請求項２に記載した
ように、第１中間層は、Ａｌ２Ｏ３で形成したものであ
る。
【００２３】また、本発明に係る遮熱コーティング部材
は、上述の目的を達成するために、請求項３に記載した
ように、第２中間層は、ＭＣｒＡｌＹ合金／Ａｌ２Ｏ３
を混合して形成したものである。
【００２４】また、本発明に係る遮熱コーティング部材
は、上述の目的を達成するために、請求項４に記載した
ように、第２中間層は、ＭＣｒＡｌＹ合金／Ａｌ２Ｏ３
を混合して形成するとともに、混合中、Ａｌ２Ｏ３が占
める組成比率を６０％以下に設定したものである。
【００２５】また、本発明に係る遮熱コーティング部材
は、上述の目的を達成するために、請求項５に記載した
ように、第２中間層は、ＭＣｒＡｌＹ合金／Ａｌ２Ｏ３
を混合して形成するとともに、混合中のＡｌ２Ｏ３のア
スペクト比を１以上に設定したものである。
【００２６】また、本発明に係る遮熱コーティング部材
は、上述の目的を達成するために、請求項６に記載した
ように、金属基材上に、下地層と表面層とを形成すると
ともに、下地層と表面層との間に、第１傾斜組成層、中
間層、第２傾斜組成層とを介装させたものである。
【００２７】また、本発明に係る遮熱コーティング部材
は、上述の目的を達成するために、請求項７に記載した
ように、下地層は、ＭＣｒＡｌＹ合金で形成したもので
ある。
【００２８】また、本発明に係る遮熱コーティング部材
は、上述の目的を達成するために、請求項８に記載した
ように、表面層は、８ｗｔ％Ｙ２Ｏ３−ＺｒＯ２で形成
したものである。
【００２９】また、本発明に係る遮熱コーティング部材
は、上述の目的を達成するために、請求項９に記載した
ように、第１傾斜組成層は、８ｗｔ％Ｙ２Ｏ３−ＺｒＯ
２とＡｌ２Ｏ３との組成を傾斜的に混合させた傾斜組成
構造にしたものである。
【００３０】また、本発明に係る遮熱コーティング部材
は、上述の目的を達成するために、請求項１０に記載し
たように、第２中間層は、Ａｌ２Ｏ３で形成したもので
ある。
【００３１】また、本発明に係る遮熱コーティング部材
は、上述の目的を達成するために、請求項１１に記載し
たように、第２傾斜組成層は、ＭＣｒＡｌＹ合金とＡｌ
２Ｏ ３との組成を傾斜的に混合させた傾斜組成構造にし
たものである。
【００３２】また、本発明に係る遮熱コーティング部材
の製造方法は、上述の目的を達成するために、請求項１
２に記載したように、基材に、溶融したＭＣｒＡｌＹを
吹き付けて下地層を形成し、この下地層に、ＭＣｒＡｌ
Ｙ合金とＡｌ２Ｏ３とを混合溶融してＭＣｒＡｌＹ合金
／Ａｌ２Ｏ３の第２中間層として被覆し、さらに、第２
中間層にＡｌ２Ｏ３を吹き付けて第１中間層とし、最後
に、第１中間層に溶融した８ｗｔ％Ｙ２Ｏ３−ＺｒＯ２
を吹き付けて表面層に形成する方法である。
【００３３】また、本発明に係る遮熱コーティング部材
の製造方法は、上述の目的を達成するために、請求項１
３に記載したように、基材に、溶融したＭＣｒＡｌＹを
吹き付けて下地層を形成し、この下地層に、ＭＣｒＡｌ
Ｙ合金とＡｌ２Ｏ３粉末とを混合・溶融させる際、供給
量割合を変化させて組成層を形成し、さらに第２傾斜組
成層に溶融したＡｌ２Ｏ３を吹き付けて中間層に形成
し、さらに中間層に８ｗｔ％Ｙ２Ｏ３−ＺｒＯ２粉末と
Ａｌ２Ｏ３粉末とを混合・溶融させる際、供給量割合を
変化させて第１傾斜組成層を形成し、最後に、第１傾斜
組成層に溶融した８ｗｔ％Ｙ２Ｏ３−ＺｒＯ２を吹き付
けて表面層に形成する方法である。
【００３４】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る遮熱コーティ
ング部材およびその製造方法の実施形態を図面および図
面に付した符号を引用して説明する。
【００３５】図１は、本発明に係る遮熱コーティング部
材およびその製造方法の第１実施形態を説明するために
用いた概念図である。
【００３６】本実施形態に係る遮熱コーティング部材
は、Ｎｉ基超合金の基材６上に、下地層７と表面層８と
を形成するとともに、下地層７と表面層８との間に第１
中間層９と第２中間層１０とを介装させた多層構造にし
たものである。
【００３７】下地層７は、ＭＣｒＡｌＹ合金にし、密着
性を良くしている。また、表面層８は、８ｗｔ％Ｙ２Ｏ
３−ＺｒＯ２にし、低熱伝導率で化学的に安定なものに
している。
【００３８】一方、第１中間層９は、耐酸化性に優れた
Ａｌ２Ｏ３で形成している。また、第２中間層１０は、
ＭＣｒＡｌＹ合金中にＡｌ２Ｏ３粒子１１を分散させた
ＭＣｒＡｌＹ合金／Ａｌ２Ｏ３の混合層に形成してい
る。
【００３９】このような多層構造の遮熱コーティングを
作製する場合、まず、Ｎｉ超合金の基材６に対し、プラ
ズマや燃焼ガスなどの高温熱源中にＭＣｒＡｌＹ合金粉
末を供給し、溶融したＭＣｒＡｌＹ合金粒子を高速で吹
き付ける溶射法を用い、基材６にＭＣｒＡｌＹ合金の下
地層７を形成する。
【００４０】次に、ＭＣｒＡｌＹ合金とＡｌ２Ｏ３の混
合粉末またはＭＣｒＡｌＹ合金とＡｌ２Ｏ３粉末を別々
の供給口から高温熱源中に供給し、ＭＣｒＡｌＹ合金／
Ａｌ ２Ｏ３の混合からなる第２中間層１０を形成する。
【００４１】さらに、Ａｌ２Ｏ３粉末だけけを高温熱源
中に供給し、Ａｌ２Ｏ３からなる第１中間層９を形成す
る。
【００４２】最後に、８ｗｔ％Ｙ２Ｏ３−ＺｒＯ２を高
温熱源中に供給し、８ｗｔ％Ｙ２Ｏ ３−ＺｒＯ２からな
る表面層８を形成する。
【００４３】このように多層構造に作製された遮熱コー
ティングにおいて、第２中間層１０に分散させたＡｌ２
Ｏ３粒子１１の組成比率を変化させた場合、表面層８に
発生する熱応力σａは、図２に示すデータが実験によっ
て確認された。
【００４４】この実験によって得られたデータによれ
ば、８ｗｔ％Ｙ２Ｏ３−ＺｒＯ２からなる表面層８に発
生する厚み方向（剥離方向）の熱応力は、Ａｌ２Ｏ３粒
子１１の組成比率が増加するほど低くなっている。これ
は、使用初期の熱応力σａによりＭＣｒＡｌＹ合金中、
Ａｌ２Ｏ３粒子１１にき裂が発生し、その際、熱ひずみ
を吸収すると考えられる。製造時、第２中間層１０のＭ
ＣｒＡｌ合金に意図的にき裂を発生させた場合も、８ｗ
ｔ％Ｙ２Ｏ３−ＺｒＯ２からなる表面層８の厚み方向に
発生する熱応力σａが低くなっている。
【００４５】また、第２中間層１０中に分散されるＡｌ
２Ｏ３粒子１１の組成比率が６０％を超えると、評面層
８に発生する厚み方向の熱応力σａは小さくなるもの
の、第２中間層１０からの剥離が発生する。これは、Ａ
ｌ２Ｏ３粒子１１の組成比率が６０％を超えると、Ａｌ
２Ｏ３粒子１１がその長手方向に沿って連続して延びる
組織になり、小さい熱応力σａで発生したＡｌ２Ｏ３粒
子１１中の亀裂が連結し、最後、剥離に至ると考えられ
る。
【００４６】このため、本実施形態では、第２中間層１
０中、Ａｌ２Ｏ３粒子１１の占める組成比率は、Ａｌ２
Ｏ３粒子１１が長手方向に沿って連続して延びない６０
％以下に設定した。
【００４７】図３は、第２中間層１０に分散させたＡｌ
２Ｏ３粒子１１のアスペクト比を変化させた場合、表面
層８の厚み方向に発生する熱応力σａの熱応力分布線図
である。ここで、Ａｌ２Ｏ３粒子１１のアスペクト比
は、長円形状の長径方向（長手方向）の距離をｂとし、
短径方向（厚み方向）の距離をａとするとき、ａ／ｂの
比として表わされる。
【００４８】この熱応力分布線図によれば、表面層８の
厚み方向に発生する熱応力σａは、アスペクト比ａ／ｂ
に大きく依存している。これは、第２中間層１０に発生
するき裂がＡｌ２Ｏ３粒子１１内で発生するためと考え
られる。
【００４９】また、この熱応力分布線図から、Ａｌ２Ｏ
３粒子１１のアスペクト比ａ／ｂを１以上超えて大きく
すると、表面層８の厚み方向に発生する熱応力σａが小
さくなることがわかった。
【００５０】このため、本実施形態では、第２中間層１
０に含まれるＡｌ２Ｏ３粒子１１のアスペクト比ａ／ｂ
を１を超えて大きく設定した。
【００５１】図４は、遮熱コーティングの温度差を変化
させた場合、表面層８が剥離するまでの加熱・冷却繰返
し回数を、従来と本発明とを対比させた剥離までの加熱
・冷却繰返し回数線図である。
【００５２】この剥離までの加熱・冷却繰返し回数線図
によれば、下地層７と表面層８とで構成した従来に較べ
て本発明の方が温度差が高く採れ、遮熱性能が高いこと
がわかった。また、表面層８が剥離するまでの温度差が
従来に較べて本発明の方が２５０℃以上になっており、
表面相８からの剥離が抑制されていることもわかった。
【００５３】このように、本実施形態は、基材６上に、
下地層７と表面層８とを形成するとともに、下地層７と
表面層８との間に第１中間層９と第２中間層１０とを介
装させたので、遮熱性能を向上させることができる。
【００５４】その際、第２中間層１０に分散されるＡｌ
２Ｏ３粒子１１の組成比率を６０％以下に設定するとと
もに、そのアスペクト比ａ／ｂを高く設定したので、表
面層８に発生する熱応力σａを低く抑えることができ、
剥離の発生を抑制することができる。
【００５５】図５は、本発明に係る遮熱コーティング部
材およびその製造方法の第２実施形態を説明するために
用いた概念図である。なお、第１実施形態で示した構成
部分または対応する部分と同一部分には同一符号を付
す。
【００５６】本実施形態に係る遮熱コーティング部材
は、Ｎｉ基超合金の基材６上に下地層７と表面層８とを
形成するとともに、下地層７と表面層８との間に第１傾
斜組成層１２、中間層１３、第２傾斜組成層１４とを介
装させた多層構造にしたものである。
【００５７】下地層７は、第１実施形態と同様に、ＭＣ
ｒＡｌＹ合金にし、密着性を良くしている。また、表面
層８も第１実施形態と同様に、８ｗｔ％Ｙ２Ｏ３−Ｚｒ
Ｏ２にし、低熱伝導率で化学的に安定なものにしてい
る。
【００５８】一方、第１傾斜組成層１２は、８ｗｔ％Ｙ
２Ｏ３−ＺｒＯ２とＡｌ２Ｏ３との組成を徐々に傾斜的
に混合させた傾斜組成構造にしている。また、中間層１
３は、耐酸化性に優れたＡｌ２Ｏ３で形成している。さ
らに、第２傾斜組成層１４は、ＭＣｒＡｌＹとＡｌ２Ｏ
３との組成を徐々に傾斜的に混合させた傾斜組成構造に
している。
【００５９】このような多層構造の遮熱コーティングを
作製する場合、まず、Ｎｉ超合金の基材６に対し、プラ
ズマや燃焼ガスなどの高温熱源中にＭＣｒＡｌＹ合金粉
末を供給し、溶融させたＭＣｒＡｌＹ合金粒子を高速で
吹き付ける溶射法を用い、基材６にＭＣｒＡｌＹ合金の
下地層７を形成する。
【００６０】次に、ＭＣｒＡｌＹ合金とＡｌ２Ｏ３の混
合粉末またはＭＣｒＡｌＹ合金とＡｌ２Ｏ３粉末を別々
の供給口から高温熱源中に供給量割合を徐々に変化させ
て供給し、第２傾斜組成層１４を形成する。
【００６１】次にまた、Ａｌ２Ｏ３粉末だけを高温熱源
中に供給し、Ａｌ２Ｏ３からなる中間層１３を形成す
る。
【００６２】さらに、８ｗｔ％Ｙ２Ｏ３−ＺｒＯ２粉末
とＡｌ２Ｏ３粉末とを別々の供給口から高温熱源中に供
給量割合を徐々に変化させて供給し、第１傾斜組成層１
２を形成する。
【００６３】最後に、第１実施形態と同様に、８ｗｔ％
Ｙ２Ｏ３−ＺｒＯ２を高温熱源中に供給し、８ｗｔ％Ｙ
２Ｏ３−ＺｒＯ２からなる表面層８を形成する。
【００６４】図６は、遮熱コーティングの温度差を変化
させた場合、表面層８が剥離するまでの加熱・冷却繰返
し回数を、従来および第１実施形態と本実施形態（第２
実施形態）とで対比させた剥離までの加熱・冷却繰返し
回数線図である。
【００６５】この剥離までの加熱・冷却繰返し回数線図
によれば、下地層７と表面層８とで構成した従来および
第１実施形態に較べて本実施形態の方が温度差が高く採
れ、遮熱性能が高いことがわかった。また、表面層８が
剥離するまでの温度差が従来および第１実施形態に較べ
て本実施形態の方が高くなっており、表面層８からの剥
離が抑制されていることもわかった。
【００６６】このように、本実施形態は、基材６上に下
地層７と表面層８とを形成するとともに、下地層７と表
面層８との間に第１傾斜組成層１２、中間層１３、第２
傾斜組成層１４とを介装させたので、遮熱性能をより一
層向上させることができ、剥離の発生をより一層抑制す
ることができる。
【００６７】
【発明の効果】以上の説明のとおり、本発明に係る遮熱
コーティング部材およびその製造方法は、基材上に、下
地層と表面層とを形成するとともに、下地層と表面層と
の間に複数の中間層を積み重ねて多層構造にしたので、
表面層に発生する熱応力を低く抑えて遮熱性能を向上さ
せることができ、表面層の剥離を抑制することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る遮熱コーティング部材およびその
製造方法の第１実施形態を説明するために用いた概念
図。
【図２】本発明に係る遮熱コーティング部材において、
第２中間層に含まれるＡｌ２Ｏ ３粒子の組成比率の大小
に対し、表面層に発生する熱応力がどのように変化する
かを説明するために用いた熱応力分布線図。
【図３】本発明に係る遮熱コーティング部材において、
第２中間層に含まれるＡｌ２Ｏ ３粒子のアスペクト比の
大小に対し、表面層に発生する熱応力がどのように変化
するかを説明するために用いた熱応力分布線図。
【図４】本発明に係る遮熱コーティング部材において、
遮熱コーティングの温度差を変化させた場合、表面層が
剥離するまでの加熱・冷却繰返し回数を、従来と本発明
とを対比させた剥離までの加熱・冷却繰返し回数線図。
【図５】本発明に係る遮熱コーティング部材およびその
製造方法の第２実施形態を説明するために用いた概念
図。
【図６】本発明に係る遮熱コーティング部材において、
遮熱コーティングの温度差を変化させた場合、表面層が
剥離するまでの加熱・冷却繰返し回数を、従来および本
発明に係る第１実施形態と本発明に係る第２実施形態と
を対比させた剥離までの加熱・冷却繰返し回数線図。
【図７】従来の遮熱コーティングを説明するために用い
た概念図。
【符号の説明】
１ ＭＣｒＡｌＹ層 ２ ８ｗｔ％Ｙ２Ｏ３−ＺｒＯ２層 ３ 割れ ４ 酸化層 ５ 気孔 ６ 基材 ７ 下地層 ８ 表面層 ９ 第１中間層 １０ 第２中間層 １１ Ａｌ２Ｏ３粒子 １２ 第１傾斜組成層 １３ 中間層 １４ 第２傾斜組成層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 和田 国彦 神奈川県横浜市鶴見区末広町二丁目４番地 株式会社東芝京浜事業所内 (72)発明者 松本 一秀 神奈川県横浜市鶴見区末広町二丁目４番地 株式会社東芝京浜事業所内 (72)発明者 伊藤 昌行 神奈川県横浜市鶴見区末広町二丁目４番地 株式会社東芝京浜事業所内 (72)発明者 川崎 亮 宮城県仙台市青葉区昭和町５−51−701 Ｆターム(参考） 3G002 EA05 GB00 4K031 AA02 AA08 AB05 AB08 AB09 CB11 CB14 CB22 CB26 CB27 CB42 CB43 DA01 DA04 4K044 AA09 AB10 BA02 BA06 BB05 BB11 BC02 BC11 BC12 CA11

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 金属基材上に、下地層と表面層とを形成
    するとともに、下地層と表面層との間に、酸化を防止す
    る第１中間層と熱応力の発生を抑制する第２中間層とを
    介装させたことを特徴とする遮熱コーティング部材。
  2. 【請求項２】 第１中間層は、Ａｌ２Ｏ３で形成したこ
    とを特徴とする請求項１記載の遮熱コーティング部材。
  3. 【請求項３】 第２中間層は、ＭＣｒＡｌＹ合金／Ａｌ
    ２Ｏ３を混合して形成したことを特徴とする請求項１記
    載の遮熱コーティング部材。
  4. 【請求項４】 第２中間層は、ＭＣｒＡｌＹ合金／Ａｌ
    ２Ｏ３を混合して形成するとともに、混合中、Ａｌ２Ｏ
    ３が占める組成比率を６０％以下に設定したことを特徴
    とする請求項１記載の遮熱コーティング部材。
  5. 【請求項５】 第２中間層は、ＭＣｒＡｌＹ合金／Ａｌ
    ２Ｏ３を混合して形成するとともに、混合中のＡｌ２Ｏ
    ３のアスペクト比を１以上に設定したことを特徴とする
    請求項１記載の遮熱コーティング部材。
  6. 【請求項６】 金属基材上に、下地層と表面層とを形成
    するとともに、下地層と表面層との間に、第１傾斜組成
    層、中間層、第２傾斜組成層とを介装させたことを特徴
    とする遮熱コーティング部材。
  7. 【請求項７】 下地層は、ＭＣｒＡｌＹ合金で形成した
    ことを特徴とする請求項１または６記載の遮熱コーティ
    ング部材。
  8. 【請求項８】 表面層は、８ｗｔ％Ｙ２Ｏ３−ＺｒＯ２
    で形成したことを特徴とする請求項１または６記載の遮
    熱コーティング部材。
  9. 【請求項９】 第１傾斜組成層は、８ｗｔ％Ｙ２Ｏ３−
    ＺｒＯ２とＡｌ２Ｏ ３との組成を傾斜的に混合させた傾
    斜組成構造にしたことを特徴とする請求項６記載の遮熱
    コーティング部材。
  10. 【請求項１０】 第２中間層は、Ａｌ２Ｏ３で形成した
    ことを特徴とする請求項６記載の遮熱コーティング部
    材。
  11. 【請求項１１】 第２傾斜組成層は、ＭＣｒＡｌＹ合金
    とＡｌ２Ｏ３との組成を傾斜的に混合させた傾斜組成構
    造にしたことを特徴とする請求項６記載の遮熱コーティ
    ング部材。
  12. 【請求項１２】 基材に、溶融したＭＣｒＡｌＹを吹き
    付けて下地層を形成し、この下地層に、ＭＣｒＡｌＹ合
    金とＡｌ２Ｏ３とを混合溶融してＭＣｒＡｌＹ合金／Ａ
    ｌ２Ｏ３の第２中間層として被覆し、さらに、第２中間
    層にＡｌ２Ｏ ３を吹き付けて第１中間層とし、最後に、
    第１中間層に溶融した８ｗｔ％Ｙ２Ｏ ３−ＺｒＯ２を吹
    き付けて表面層に形成することを特徴とする遮熱コーテ
    ィング部材の製造方法。
  13. 【請求項１３】 基材に、溶融したＭＣｒＡｌＹを吹き
    付けて下地層を形成し、この下地層に、ＭＣｒＡｌＹ合
    金とＡｌ２Ｏ３粉末とを混合・溶融させる際、供給量割
    合を変化させて組成層を形成し、さらに第２傾斜組成層
    に溶融したＡｌ２Ｏ３を吹き付けて中間層に形成し、さ
    らに中間層に８ｗｔ％Ｙ２Ｏ３−ＺｒＯ２粉末とＡｌ２
    Ｏ３粉末とを混合・溶融させる際、供給量割合を変化さ
    せて第１傾斜組成層を形成し、最後に、第１傾斜組成層
    に溶融した８ｗｔ％Ｙ２Ｏ３−ＺｒＯ２を吹き付けて表
    面層に形成することを特徴とする遮熱コーティング部材
    の製造方法。
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