JP2014160033A - 遮熱層の人工欠陥形成方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】母材11表面にアンダーコート層12及びトップコート層13を順次形成してなる遮熱層の人工欠陥形成方法であって、トップコート層13の表面に押圧部材2を当接させて、押圧部材2を介して力を加えることにより、トップコート層13内に亀裂3を形成することを特徴とする。
【選択図】図1
Description
本発明の一態様に係る遮熱層の人工欠陥形成方法は、母材の表面にアンダーコート層及びトップコート層を順次形成してなる遮熱層の人工欠陥形成方法であって、前記トップコート層の表面に押圧部材を当接させて、該押圧部材を介して力を加えることにより、前記トップコート層内に亀裂を形成することを特徴とする。
第一本実施形態の遮熱層10の人工欠陥形成方法は、図1(a)に示すように、母材11に対してアンダーコート層12とトップコート層13を形成する遮熱コーティングを施した試験片1に対して実施される。
遮熱コーティングは、トップコート層13と母材11との密着性を向上させつつ、耐食性や耐酸化性等の向上を目的とするアンダーコート層12と、アンダーコート層12の上から被覆されるトップコート層13との二層を有する遮熱層10を形成する。
アンダーコート層12は、金属結合層であり、例えば、MCrAlYを用いて低圧プラズマ溶射によって形成しても良い。ここで、アンダーコート層12を構成するMCrAlY合金の「M」は、金属元素を示し、例えば,NiCo,Ni、Co等の単独の金属元素又はこれらのうち2種以上の組み合わせを示している。
トップコート層13は、熱伝導率の低いセラミックス層であり、例えば、Yb2O3で部分安定化させたZrO2であるYbSZを大気プラズマ溶射によって形成しても良い。
押圧部材2は、本実施形態では、鉄球が用いられている。押圧部材2の形状は、本実施形態では球状をなしているように、先端がトップコート層13に向かって凸状をなす凸曲面21を有していることが好ましく、例えば、他にも先端が半球状をなす棒材や、先端の断面形状が半円状をなす角材であっても良い。
本実施例1で使用した試験片1を以下に示す。
(試験片1)
母材11:TOMILLOY
アンダーコート層12:CoNiCrAlY
トップコート層13:YbSZ
押圧部材2:直径5mm鉄球
負荷荷重:5kN、10kN
負荷回数:1回
負荷位置:亀裂3を作製する目標点α
図2に示すように、試験片1を台に水平に載せ、試験片1のトップコート層13側の表面に押圧部材2を当接させ、引張試験機4(島津製作所製、UEH50型)で、鉛直下方に設定した荷重となるまで押圧する。押圧部材2によって試験片1を押圧した後は、試験片1の断面形状を確認する。
第二実施形態においては第一実施形態と同様の構成要素には同一の符号を伏して詳細な説明を省略する。この第二実施形態の遮熱層10の人工欠陥形成方法は、試験片1に対して異なる複数の位置に押圧部材2を介して力をかける点について、第一実施形態と相違する。
本実施例2で使用した試験片1を以下に示す。
押圧部材2:直径5mm鉄球
負荷荷重:10kN
負荷回数:4回
負荷位置:亀裂3を作製する目標点αから等距離離れた4点(各点は5mmピッチで離間)
図2に示すように、実施例1と同様に、試験片1を台に水平に載せ、試験片1のトップコート層13側の表面に押圧部材2を当接させ、引張試験機4(島津製作所製、UEH50型)で、鉛直下方に設定した荷重となるまで押圧する。その後、図4に示すように、順次異なる3点にも押圧部材2によって試験片1を押圧した後に、試験片1の断面形状を確認する。
Claims (6)
- 母材の表面にアンダーコート層及びトップコート層を順次形成してなる遮熱層の人工欠陥形成方法であって、
前記トップコート層の表面に押圧部材を当接させて、該押圧部材を介して力を加えることにより、前記トップコート層内に亀裂を形成することを特徴とする遮熱層の人工欠陥形成方法。 - 前記押圧部材は、前記トップコート層に向かって凸状をなす凸曲面を有し、
該凸曲面を介して前記トップコート層に力を加えることを特徴とする請求項1に記載の遮熱層の人工欠陥形成方法。 - 前記押圧部材を介して加える力と前記亀裂の長さとに相関関係があることに基づいて、
前記押圧部材を介して加える力を調整することによって前記亀裂の長さを調整することを特徴とする請求項1又は2に記載の遮熱層の人工欠陥形成方法。 - 前記押圧部材を介して力を加える回数及び加える位置と、前記亀裂の長さとに相関関係があることに基づいて、
前記押圧部材を介して力を加える回数を増やして力を加える位置を調整することによって前記亀裂の長さを調整することを特徴とする請求項1又は2に記載の遮熱層の人工欠陥形成方法。 - 前記押圧部材を介して力を加える回数と前記亀裂の長さとに相関関係があることに基づいて、
前記押圧部材を介して力を加える回数を調整することによって前記亀裂の長さを調整することを特徴とする請求項1又は2に記載の遮熱層の人工欠陥形成方法。 - 前記押圧部材の大きさと前記亀裂の長さとに相関関係があることに基づいて、
前記押圧部材の大きさを調整することによって前記亀裂の長さを調整することを特徴とする請求項1又は2に記載の遮熱層の人工欠陥形成方法。
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JPWO2016076305A1 (ja) * | 2014-11-11 | 2017-07-06 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 遮熱コーティング、および、タービン部材 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2002277383A (ja) * | 2001-03-19 | 2002-09-25 | Toshiba Corp | コーティング強度評価方法 |
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