JP2819268B2 - 多孔質溶射皮膜及びその形成方法 - Google Patents
多孔質溶射皮膜及びその形成方法Info
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- C04B38/06—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by burning-out added substances by burning natural expanding materials or by sublimating or melting out added substances
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、セラミックスをコ
ーティングした炭素粉末を用いた、セラミックスによる
遮熱コーティングを施すための多孔質溶射皮膜及びその
形成方法に関するものである。
ーティングした炭素粉末を用いた、セラミックスによる
遮熱コーティングを施すための多孔質溶射皮膜及びその
形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】高温で使用する部材、例えば、ガスター
ビンの動・静翼においては、母材金属を高温の燃焼ガス
から守るために、ボンドコーティングを行い、さらにそ
の上にセラミックスによる遮熱コーティングが行われて
いる。そして、遮熱特性を向上させるため、又は部材の
長寿命化を図るために、溶射により多孔質のセラミック
スコーティングを施す試みがなされている。
ビンの動・静翼においては、母材金属を高温の燃焼ガス
から守るために、ボンドコーティングを行い、さらにそ
の上にセラミックスによる遮熱コーティングが行われて
いる。そして、遮熱特性を向上させるため、又は部材の
長寿命化を図るために、溶射により多孔質のセラミック
スコーティングを施す試みがなされている。
【０００３】多孔質溶射皮膜を形成する方法として、従
来は、溶射皮膜を多孔質なものとするための溶射条件の
制御、溶射材料中にセルロース等の樹脂材料を混合する
方法、あるいはセルロース等の樹脂材料を外部より溶射
材料に供給する方法が採られてきた。
来は、溶射皮膜を多孔質なものとするための溶射条件の
制御、溶射材料中にセルロース等の樹脂材料を混合する
方法、あるいはセルロース等の樹脂材料を外部より溶射
材料に供給する方法が採られてきた。
【０００４】特開昭５９−１４０３７７号公報には、酸
可溶性のセラミック粉末と実質的に酸不溶性のセラミッ
ク粉末とを金属部材の表面に溶射してセラミック被膜を
形成させ、ついで、該セラミック被膜を酸処理して酸可
溶性のセラミックを溶出させることにより、セラミック
被膜を多孔質化する方法が記載されている。特開平２−
１７５８５４号公報には、セラミックス粉末又は金属粉
末と結晶セルロースとを混合して溶射皮膜を形成した
後、該溶射皮膜を加熱することにより、結晶セルロース
を除去する方法が記載されている。特開平６−８８１９
８号公報には、溶射ガンのフレーム上流部に無機材料を
供給し、その供給位置より下流部に樹脂材料を供給し
て、母材表面に溶射皮膜を形成し、それを熱処理するこ
とにより、溶射皮膜中の樹脂材料を除去する方法が記載
されている。
可溶性のセラミック粉末と実質的に酸不溶性のセラミッ
ク粉末とを金属部材の表面に溶射してセラミック被膜を
形成させ、ついで、該セラミック被膜を酸処理して酸可
溶性のセラミックを溶出させることにより、セラミック
被膜を多孔質化する方法が記載されている。特開平２−
１７５８５４号公報には、セラミックス粉末又は金属粉
末と結晶セルロースとを混合して溶射皮膜を形成した
後、該溶射皮膜を加熱することにより、結晶セルロース
を除去する方法が記載されている。特開平６−８８１９
８号公報には、溶射ガンのフレーム上流部に無機材料を
供給し、その供給位置より下流部に樹脂材料を供給し
て、母材表面に溶射皮膜を形成し、それを熱処理するこ
とにより、溶射皮膜中の樹脂材料を除去する方法が記載
されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
溶射条件の制御では、溶射皮膜中において十分な空孔率
が得られなかった。また、従来の溶射材料中に樹脂材料
を混合する方法では、溶射材料であるセラミックスと樹
脂材料との比重の違いにより、樹脂材料が十分に溶射材
料に供給されず、溶射皮膜における空孔率は十分でなか
った。また、従来の樹脂材料を外部より供給する方法で
も、樹脂材料を供給するガスによってフレームの方向が
変わるので、樹脂材料が十分に溶射材料に供給されず、
溶射皮膜における空孔率は十分でなかった。その上、樹
脂材料は溶射中損失するので、溶射皮膜における空孔の
大きさを十分に制御することができなかった。
溶射条件の制御では、溶射皮膜中において十分な空孔率
が得られなかった。また、従来の溶射材料中に樹脂材料
を混合する方法では、溶射材料であるセラミックスと樹
脂材料との比重の違いにより、樹脂材料が十分に溶射材
料に供給されず、溶射皮膜における空孔率は十分でなか
った。また、従来の樹脂材料を外部より供給する方法で
も、樹脂材料を供給するガスによってフレームの方向が
変わるので、樹脂材料が十分に溶射材料に供給されず、
溶射皮膜における空孔率は十分でなかった。その上、樹
脂材料は溶射中損失するので、溶射皮膜における空孔の
大きさを十分に制御することができなかった。
【０００６】本発明は上記の諸点に鑑みなされたもの
で、本発明の目的は、炭素粉末をセラミックスでコーテ
ィングすることにより、溶射中における炭素の燃焼を防
ぐとともに、容易に溶射皮膜中の炭素の混合比や大きさ
を制御し、その後の熱処理によって空孔率や空孔の大き
さを任意に制御することができる多孔質溶射皮膜及びそ
の形成方法を提供することにある。
で、本発明の目的は、炭素粉末をセラミックスでコーテ
ィングすることにより、溶射中における炭素の燃焼を防
ぐとともに、容易に溶射皮膜中の炭素の混合比や大きさ
を制御し、その後の熱処理によって空孔率や空孔の大き
さを任意に制御することができる多孔質溶射皮膜及びそ
の形成方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の多孔質溶射皮膜は、セラミックスをコー
ティングしてなる炭素粉末を溶射して形成された溶射皮
膜中の炭素を燃焼させて空孔を形成させてなることを特
徴としている。また、本発明の他の多孔質溶射皮膜は、
セラミックスをコーティングしてなる炭素粉末とセラミ
ックス粉末との混合粉末を溶射して形成された溶射皮膜
中の炭素を燃焼させて空孔を形成させてなることを特徴
としている。
めに、本発明の多孔質溶射皮膜は、セラミックスをコー
ティングしてなる炭素粉末を溶射して形成された溶射皮
膜中の炭素を燃焼させて空孔を形成させてなることを特
徴としている。また、本発明の他の多孔質溶射皮膜は、
セラミックスをコーティングしてなる炭素粉末とセラミ
ックス粉末との混合粉末を溶射して形成された溶射皮膜
中の炭素を燃焼させて空孔を形成させてなることを特徴
としている。
【０００８】本発明の多孔質溶射皮膜において、セラミ
ックスをコーティングしてなる炭素粉末におけるセラミ
ックスのコーティング量を変化させて溶射皮膜中の空孔
率を変化させることができる。本発明の他の多孔質溶射
皮膜において、セラミックスをコーティングしてなる炭
素粉末とセラミックス粉末との混合比を変化させて溶射
皮膜中の空孔率を変化させることができる。また、本発
明の他の多孔質溶射皮膜において、セラミックスをコー
ティングしてなる炭素粉末とセラミックス粉末との混合
比を順次変化させて溶射皮膜中の空孔率を傾斜させるこ
とができる。これらの多孔質溶射皮膜において、セラミ
ックスをコーティングしてなる炭素粉末における炭素粉
末の大きさを変化させて溶射皮膜中の空孔の大きさを変
化させることができる。また、これらの多孔質溶射皮膜
において、セラミックスをコーティングしてなる炭素粉
末における炭素粉末の大きさを順次変化させて溶射皮膜
中の空孔の大きさを傾斜させることができる。
ックスをコーティングしてなる炭素粉末におけるセラミ
ックスのコーティング量を変化させて溶射皮膜中の空孔
率を変化させることができる。本発明の他の多孔質溶射
皮膜において、セラミックスをコーティングしてなる炭
素粉末とセラミックス粉末との混合比を変化させて溶射
皮膜中の空孔率を変化させることができる。また、本発
明の他の多孔質溶射皮膜において、セラミックスをコー
ティングしてなる炭素粉末とセラミックス粉末との混合
比を順次変化させて溶射皮膜中の空孔率を傾斜させるこ
とができる。これらの多孔質溶射皮膜において、セラミ
ックスをコーティングしてなる炭素粉末における炭素粉
末の大きさを変化させて溶射皮膜中の空孔の大きさを変
化させることができる。また、これらの多孔質溶射皮膜
において、セラミックスをコーティングしてなる炭素粉
末における炭素粉末の大きさを順次変化させて溶射皮膜
中の空孔の大きさを傾斜させることができる。
【０００９】本発明の多孔質溶射皮膜の形成方法は、セ
ラミックスをコーティングした炭素粉末を、母材の表面
に溶射して溶射皮膜を形成し、ついで、該溶射皮膜を熱
処理して炭素を燃焼させて空孔を形成させることを特徴
としている。また、本発明の他の方法は、セラミックス
をコーティングした炭素粉末とセラミックス粉末との混
合粉末を、母材の表面に溶射して溶射皮膜を形成し、つ
いで、該溶射皮膜を熱処理して炭素を燃焼させて空孔を
形成させることを特徴としている。
ラミックスをコーティングした炭素粉末を、母材の表面
に溶射して溶射皮膜を形成し、ついで、該溶射皮膜を熱
処理して炭素を燃焼させて空孔を形成させることを特徴
としている。また、本発明の他の方法は、セラミックス
をコーティングした炭素粉末とセラミックス粉末との混
合粉末を、母材の表面に溶射して溶射皮膜を形成し、つ
いで、該溶射皮膜を熱処理して炭素を燃焼させて空孔を
形成させることを特徴としている。
【００１０】本発明の方法において、セラミックスをコ
ーティングした炭素粉末におけるセラミックスのコーテ
ィング量を変化させて溶射皮膜中の空孔率を制御するこ
とができる。本発明の他の方法において、セラミックス
をコーティングした炭素粉末とセラミックス粉末との混
合比を変化させて溶射皮膜中の空孔率を制御することが
できる。また、本発明の他の方法において、セラミック
スをコーティングした炭素粉末とセラミックス粉末との
混合比を順次変化させて溶射皮膜中の空孔率を傾斜させ
ることができる。これらの方法において、セラミックス
をコーティングした炭素粉末における炭素粉末の大きさ
を変化させて溶射皮膜中の空孔の大きさを制御すること
ができる。また、これらの方法において、セラミックス
をコーティングした炭素粉末における炭素粉末の大きさ
を順次変化させて溶射皮膜中の空孔の大きさを傾斜させ
ることができる。以上の多孔質溶射皮膜及びその形成方
法において、セラミックスとしてイットリア安定化ジル
コニアを用いることが望ましい。
ーティングした炭素粉末におけるセラミックスのコーテ
ィング量を変化させて溶射皮膜中の空孔率を制御するこ
とができる。本発明の他の方法において、セラミックス
をコーティングした炭素粉末とセラミックス粉末との混
合比を変化させて溶射皮膜中の空孔率を制御することが
できる。また、本発明の他の方法において、セラミック
スをコーティングした炭素粉末とセラミックス粉末との
混合比を順次変化させて溶射皮膜中の空孔率を傾斜させ
ることができる。これらの方法において、セラミックス
をコーティングした炭素粉末における炭素粉末の大きさ
を変化させて溶射皮膜中の空孔の大きさを制御すること
ができる。また、これらの方法において、セラミックス
をコーティングした炭素粉末における炭素粉末の大きさ
を順次変化させて溶射皮膜中の空孔の大きさを傾斜させ
ることができる。以上の多孔質溶射皮膜及びその形成方
法において、セラミックスとしてイットリア安定化ジル
コニアを用いることが望ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下に、本発明における基本的な
実施の形態について説明する。まず、セラミックスをコ
ーティングした炭素粉末の作製について説明する。セラ
ミックスコーティング炭素粉末は、バインダーとともに
炭素粉末とセラミックスとを混合することにより作製し
た。その他に、セラミックスコーティング炭素粉末をメ
ッキ、物理蒸着、化学蒸着等の方法で作製することも可
能である。バインダーとしては、有機系の溶剤で、下記
熱処理にて燃焼し、セラミックスに悪影響を与えなけれ
ば何でもよい。セラミックスとしては、ジルコニアやア
ルミナ、イットリア等の酸化物セラミックス、あるいは
炭化物でも窒化物でもよい。つぎに、得られたセラミッ
クスコーティング炭素粉末をセラミックス粉末と混合し
て混合粉末とし、この混合粉末に大気溶射を施して溶射
皮膜を形成させた。なお、その他の溶射を施して溶射皮
膜を形成させることも勿論可能である。そして、この溶
射皮膜を６００〜８００℃で２〜４時間熱処理すること
により、溶射皮膜中の炭素を燃焼させて空孔を形成さ
せ、多孔質のセラミックスコーティングを作製した。
実施の形態について説明する。まず、セラミックスをコ
ーティングした炭素粉末の作製について説明する。セラ
ミックスコーティング炭素粉末は、バインダーとともに
炭素粉末とセラミックスとを混合することにより作製し
た。その他に、セラミックスコーティング炭素粉末をメ
ッキ、物理蒸着、化学蒸着等の方法で作製することも可
能である。バインダーとしては、有機系の溶剤で、下記
熱処理にて燃焼し、セラミックスに悪影響を与えなけれ
ば何でもよい。セラミックスとしては、ジルコニアやア
ルミナ、イットリア等の酸化物セラミックス、あるいは
炭化物でも窒化物でもよい。つぎに、得られたセラミッ
クスコーティング炭素粉末をセラミックス粉末と混合し
て混合粉末とし、この混合粉末に大気溶射を施して溶射
皮膜を形成させた。なお、その他の溶射を施して溶射皮
膜を形成させることも勿論可能である。そして、この溶
射皮膜を６００〜８００℃で２〜４時間熱処理すること
により、溶射皮膜中の炭素を燃焼させて空孔を形成さ
せ、多孔質のセラミックスコーティングを作製した。
【００１２】このように、本発明では、炭素粉末のまわ
りにセラミックスをコーティングすることにより、溶射
中における炭素の燃焼を防ぐとともに、溶融したセラミ
ックス同士がくっつくために溶射皮膜中に炭素粉末が吸
着される。そして、この炭素粉末が入った溶射皮膜を熱
処理して炭素を燃焼させることにより、炭素の存在して
いた部分が空孔となり、多孔質のセラミックスコーティ
ングが形成される。また、本発明では、容易に溶射皮膜
中の炭素粉末の混合比や大きさを制御することができ、
しかも、炭素粉末の大きさが空孔の大きさと一致するの
で、その後の熱処理により空孔率や空孔の大きさを任意
に制御することができる。具体的には、空孔率では数％
〜約５０％の範囲、空孔の大きさでは数μm〜数１００
μmの範囲で任意に制御することができる。さらに、溶
射皮膜中の炭素粉末の混合比や大きさを順次変化させる
ことで、溶射皮膜中の空孔率や空孔の大きさを順次変化
させることも可能になるので、空孔率や空孔の大きさを
傾斜させた溶射皮膜の形成も可能になる。
りにセラミックスをコーティングすることにより、溶射
中における炭素の燃焼を防ぐとともに、溶融したセラミ
ックス同士がくっつくために溶射皮膜中に炭素粉末が吸
着される。そして、この炭素粉末が入った溶射皮膜を熱
処理して炭素を燃焼させることにより、炭素の存在して
いた部分が空孔となり、多孔質のセラミックスコーティ
ングが形成される。また、本発明では、容易に溶射皮膜
中の炭素粉末の混合比や大きさを制御することができ、
しかも、炭素粉末の大きさが空孔の大きさと一致するの
で、その後の熱処理により空孔率や空孔の大きさを任意
に制御することができる。具体的には、空孔率では数％
〜約５０％の範囲、空孔の大きさでは数μm〜数１００
μmの範囲で任意に制御することができる。さらに、溶
射皮膜中の炭素粉末の混合比や大きさを順次変化させる
ことで、溶射皮膜中の空孔率や空孔の大きさを順次変化
させることも可能になるので、空孔率や空孔の大きさを
傾斜させた溶射皮膜の形成も可能になる。
【００１３】
【実施例】以下に、本発明の好適な実施例及びその比較
例を説明する。 実施例１ まず、セラミックスをコーティングした炭素粉末の作製
について説明する。セラミックスコーティング炭素粉末
は、バインダーであるポリビニルアルコールとともに炭
素粉末と粒度５〜３０μｍのイットリア安定化ジルコニ
ア（ＹＳＺ）粉末とを撹拌して混合することにより作製
した。ＹＳＺと炭素の体積比は、ＹＳＺ：炭素＝約３
０：７０でほぼ一定となるようにした。一方、炭素粉末
は、粒度が５〜４５μｍ、４５〜９０μｍ、９０〜１５
０μｍとなる３種類のものを用意した。つぎに、得られ
たＹＳＺコーティング炭素粉末を粒度５〜４５μｍのイ
ットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）粉末と混合して混
合粉末とし、この混合粉末に大気溶射を施して溶射皮膜
を形成させた。ＹＳＺとＹＳＺコーティング炭素の体積
比は、ＹＳＺ：ＹＳＺコーティング炭素＝１：１となる
ようにした。つまり、本実施例の場合、ＹＳＺ：炭素＝
約６５：３５となる。そして、この溶射皮膜を約７００
℃で４時間熱処理することにより、溶射皮膜中の炭素を
燃焼させ、多孔質のセラミックスコーティングを作製し
た。
例を説明する。 実施例１ まず、セラミックスをコーティングした炭素粉末の作製
について説明する。セラミックスコーティング炭素粉末
は、バインダーであるポリビニルアルコールとともに炭
素粉末と粒度５〜３０μｍのイットリア安定化ジルコニ
ア（ＹＳＺ）粉末とを撹拌して混合することにより作製
した。ＹＳＺと炭素の体積比は、ＹＳＺ：炭素＝約３
０：７０でほぼ一定となるようにした。一方、炭素粉末
は、粒度が５〜４５μｍ、４５〜９０μｍ、９０〜１５
０μｍとなる３種類のものを用意した。つぎに、得られ
たＹＳＺコーティング炭素粉末を粒度５〜４５μｍのイ
ットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）粉末と混合して混
合粉末とし、この混合粉末に大気溶射を施して溶射皮膜
を形成させた。ＹＳＺとＹＳＺコーティング炭素の体積
比は、ＹＳＺ：ＹＳＺコーティング炭素＝１：１となる
ようにした。つまり、本実施例の場合、ＹＳＺ：炭素＝
約６５：３５となる。そして、この溶射皮膜を約７００
℃で４時間熱処理することにより、溶射皮膜中の炭素を
燃焼させ、多孔質のセラミックスコーティングを作製し
た。
【００１４】以上のようにして得られた多孔質溶射皮膜
の断面組成像が、図１〜図３に示す写真である。図１
は、炭素粉末の粒度が５〜４５μmの場合における溶射
皮膜の拡大（１００倍）縦断面写真である。同様に、図
２は炭素粉末の粒度が４５〜９０μmの場合、図３は炭
素粉末の粒度が９０〜１５０μmの場合を示している。
いずれも倍率は１００倍である。図１〜図３において、
白色の部分がイットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）で
あり、その中に散在する黒色の部分が空孔であって炭素
粉末が存在していた部分である。なお、溶射皮膜の下部
にある黒色の部分は基板であって、低炭素鋼（Ｓ２５
Ｃ）にボンドコートを施したものからなっているが、こ
の基板は他の超合金等の金属にボンドコートを施したも
のとすることも勿論可能である。
の断面組成像が、図１〜図３に示す写真である。図１
は、炭素粉末の粒度が５〜４５μmの場合における溶射
皮膜の拡大（１００倍）縦断面写真である。同様に、図
２は炭素粉末の粒度が４５〜９０μmの場合、図３は炭
素粉末の粒度が９０〜１５０μmの場合を示している。
いずれも倍率は１００倍である。図１〜図３において、
白色の部分がイットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）で
あり、その中に散在する黒色の部分が空孔であって炭素
粉末が存在していた部分である。なお、溶射皮膜の下部
にある黒色の部分は基板であって、低炭素鋼（Ｓ２５
Ｃ）にボンドコートを施したものからなっているが、こ
の基板は他の超合金等の金属にボンドコートを施したも
のとすることも勿論可能である。
【００１５】図１〜図３を観察すると、溶射皮膜中にお
ける空孔の大きさは、炭素粉末の粒度に対応しているこ
とがわかる。炭素粉末の粒度が５〜４５μmのものは、
空孔も５〜４５μmのものを有し、４５〜９０μm、９０
〜１５０μmのものも同様に、それぞれ４５〜９０μm、
９０〜１５０μmの空孔を有する。したがって、空孔の
大きさを制御するためには、炭素粉末の粒度を制御して
やれば良く、容易にできる。
ける空孔の大きさは、炭素粉末の粒度に対応しているこ
とがわかる。炭素粉末の粒度が５〜４５μmのものは、
空孔も５〜４５μmのものを有し、４５〜９０μm、９０
〜１５０μmのものも同様に、それぞれ４５〜９０μm、
９０〜１５０μmの空孔を有する。したがって、空孔の
大きさを制御するためには、炭素粉末の粒度を制御して
やれば良く、容易にできる。
【００１６】実施例２ まず、セラミックスをコーティングした炭素粉末の作製
について説明する。セラミックスコーティング炭素粉末
は、バインダーであるポリビニルアルコールとともに炭
素粉末と、実施例１の場合と同じイットリア安定化ジル
コニア（ＹＳＺ）とを撹拌して混合することにより作製
した。この際、ＹＳＺと炭素の体積比が、ＹＳＺ：炭素
＝約３０：７０、約５０：５０となる２種類のものを用
意した。一方、炭素粉末の粒度は、４５〜９０μｍで一
定となるようにした。つぎに、得られたＹＳＺコーティ
ング炭素粉末を粒度５〜４５μｍのイットリア安定化ジ
ルコニア（ＹＳＺ）粉末と混合して混合粉末とし、この
混合粉末に大気溶射を施して溶射皮膜を形成させた。Ｙ
ＳＺとＹＳＺコーティング炭素の体積比は、ＹＳＺ：Ｙ
ＳＺコーティング炭素＝１：１となるようにした。つま
り、本実施例の場合、ＹＳＺ：炭素＝約６５：３５、約
７５：２５の２種類が存在することになる。そして、こ
の溶射皮膜を約７００℃で４時間熱処理することによ
り、溶射皮膜中の炭素を燃焼させ、多孔質のセラミック
スコーティングを作製した。
について説明する。セラミックスコーティング炭素粉末
は、バインダーであるポリビニルアルコールとともに炭
素粉末と、実施例１の場合と同じイットリア安定化ジル
コニア（ＹＳＺ）とを撹拌して混合することにより作製
した。この際、ＹＳＺと炭素の体積比が、ＹＳＺ：炭素
＝約３０：７０、約５０：５０となる２種類のものを用
意した。一方、炭素粉末の粒度は、４５〜９０μｍで一
定となるようにした。つぎに、得られたＹＳＺコーティ
ング炭素粉末を粒度５〜４５μｍのイットリア安定化ジ
ルコニア（ＹＳＺ）粉末と混合して混合粉末とし、この
混合粉末に大気溶射を施して溶射皮膜を形成させた。Ｙ
ＳＺとＹＳＺコーティング炭素の体積比は、ＹＳＺ：Ｙ
ＳＺコーティング炭素＝１：１となるようにした。つま
り、本実施例の場合、ＹＳＺ：炭素＝約６５：３５、約
７５：２５の２種類が存在することになる。そして、こ
の溶射皮膜を約７００℃で４時間熱処理することによ
り、溶射皮膜中の炭素を燃焼させ、多孔質のセラミック
スコーティングを作製した。
【００１７】以上のようにして得られた多孔質溶射皮膜
の断面組成像が、図４、図５に示す写真である。図４
は、混合粉末の組成が、ＹＳＺ：炭素＝約６５：３５の
場合における溶射皮膜の拡大縦断面写真である。同様
に、図５は、混合粉末の組成が、ＹＳＺ：炭素＝約７
５：２５の場合を示している。いずれも倍率は１００倍
である。図４及び図５においても、白色の部分がイット
リア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）であり、その中に散在
する黒色の部分が空孔であって炭素粉末が存在していた
部分である。なお、溶射皮膜の下部にある黒色の部分は
基板であって、低炭素鋼（Ｓ２５Ｃ）にボンドコートを
施したものからなっているが、この基板は他の超合金等
の金属にボンドコートを施したものとすることも勿論可
能である。
の断面組成像が、図４、図５に示す写真である。図４
は、混合粉末の組成が、ＹＳＺ：炭素＝約６５：３５の
場合における溶射皮膜の拡大縦断面写真である。同様
に、図５は、混合粉末の組成が、ＹＳＺ：炭素＝約７
５：２５の場合を示している。いずれも倍率は１００倍
である。図４及び図５においても、白色の部分がイット
リア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）であり、その中に散在
する黒色の部分が空孔であって炭素粉末が存在していた
部分である。なお、溶射皮膜の下部にある黒色の部分は
基板であって、低炭素鋼（Ｓ２５Ｃ）にボンドコートを
施したものからなっているが、この基板は他の超合金等
の金属にボンドコートを施したものとすることも勿論可
能である。
【００１８】図４、図５を観察すると、溶射皮膜中にお
ける空孔率は、混合粉末の組成に比例（対応）している
ことがわかる。また、図４及び図５に示す写真を画像解
析することによって、ＹＳＺと炭素の体積比を求める
と、ＹＳＺ：炭素＝約６５：３５（図４）、約７５：２
５（図５）であるものが、それぞれ、約７０：３０、７
５：２５になり、概ね投入した炭素粉末の割合と同等に
なることがわかった。図４の場合における炭素量が実際
よりも若干少ないのは、ＹＳＺコーティング炭素粉末の
付着確率が小さかったためであると考えられる。この理
由としては、溶射条件は両者とも同じであるが、膜厚は
図５の場合の方が厚く、図５の場合の付着確率が高かっ
たことを示していると考えられるからである。
ける空孔率は、混合粉末の組成に比例（対応）している
ことがわかる。また、図４及び図５に示す写真を画像解
析することによって、ＹＳＺと炭素の体積比を求める
と、ＹＳＺ：炭素＝約６５：３５（図４）、約７５：２
５（図５）であるものが、それぞれ、約７０：３０、７
５：２５になり、概ね投入した炭素粉末の割合と同等に
なることがわかった。図４の場合における炭素量が実際
よりも若干少ないのは、ＹＳＺコーティング炭素粉末の
付着確率が小さかったためであると考えられる。この理
由としては、溶射条件は両者とも同じであるが、膜厚は
図５の場合の方が厚く、図５の場合の付着確率が高かっ
たことを示していると考えられるからである。
【００１９】比較例１ 比較例として、イットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）
を１００％とした場合を説明する。ＹＳＺのみの粉末に
大気溶射を施して溶射皮膜を形成させた。その他の点
は、実施例１、２の場合と同様である。このようにして
得られた溶射皮膜の断面組成像が、図６に示す写真（倍
率１００倍）である。図６からわかるように、断面組成
像の溶射皮膜中には、前述した炭素粉末による丸く大き
な空孔は観察されなかった。
を１００％とした場合を説明する。ＹＳＺのみの粉末に
大気溶射を施して溶射皮膜を形成させた。その他の点
は、実施例１、２の場合と同様である。このようにして
得られた溶射皮膜の断面組成像が、図６に示す写真（倍
率１００倍）である。図６からわかるように、断面組成
像の溶射皮膜中には、前述した炭素粉末による丸く大き
な空孔は観察されなかった。
【００２０】
【発明の効果】本発明は上記のように構成されているの
で、つぎのような効果を奏する。 （１） 炭素のまわりにセラミックスが存在すること
で、溶射中における炭素の燃焼が防止され、その後の熱
処理で炭素を燃焼させることにより、炭素の存在してい
た部分が空孔となり、多孔質のセラミックスコーティン
グを形成させることができる。 （２） 容易に溶射皮膜中の炭素粉末の混合比や大きさ
を制御することができ、しかも、炭素粉末の大きさが空
孔の大きさと一致するので、その後の熱処理により空孔
率や空孔の大きさを任意に制御することができる。 （３） 溶射皮膜中の炭素粉末の混合比や大きさを順次
変化させることで、溶射皮膜中の空孔率や空孔の大きさ
を順次変化させることもできるので、空孔率や空孔の大
きさを傾斜させた溶射皮膜の形成も可能である。 （４） 本発明の多孔質溶射皮膜をガスタービンの動・
静翼等に適用した場合は、遮熱特性の向上及び部材の長
寿命化を図ることができ、ガスタービンの効率の向上及
び信頼性の向上に寄与することができる。
で、つぎのような効果を奏する。 （１） 炭素のまわりにセラミックスが存在すること
で、溶射中における炭素の燃焼が防止され、その後の熱
処理で炭素を燃焼させることにより、炭素の存在してい
た部分が空孔となり、多孔質のセラミックスコーティン
グを形成させることができる。 （２） 容易に溶射皮膜中の炭素粉末の混合比や大きさ
を制御することができ、しかも、炭素粉末の大きさが空
孔の大きさと一致するので、その後の熱処理により空孔
率や空孔の大きさを任意に制御することができる。 （３） 溶射皮膜中の炭素粉末の混合比や大きさを順次
変化させることで、溶射皮膜中の空孔率や空孔の大きさ
を順次変化させることもできるので、空孔率や空孔の大
きさを傾斜させた溶射皮膜の形成も可能である。 （４） 本発明の多孔質溶射皮膜をガスタービンの動・
静翼等に適用した場合は、遮熱特性の向上及び部材の長
寿命化を図ることができ、ガスタービンの効率の向上及
び信頼性の向上に寄与することができる。
【図１】本発明の多孔質溶射皮膜の一実施例における金
属組織の拡大縦断面を示す顕微鏡写真である（倍率１０
０倍）。
属組織の拡大縦断面を示す顕微鏡写真である（倍率１０
０倍）。
【図２】本発明の多孔質溶射皮膜の他の実施例における
金属組織の拡大縦断面を示す顕微鏡写真である（倍率１
００倍）。
金属組織の拡大縦断面を示す顕微鏡写真である（倍率１
００倍）。
【図３】本発明の多孔質溶射皮膜の他の実施例における
金属組織の拡大縦断面を示す顕微鏡写真である（倍率１
００倍）。
金属組織の拡大縦断面を示す顕微鏡写真である（倍率１
００倍）。
【図４】本発明の多孔質溶射皮膜の他の実施例における
金属組織の拡大縦断面を示す顕微鏡写真である（倍率１
００倍）。
金属組織の拡大縦断面を示す顕微鏡写真である（倍率１
００倍）。
【図５】本発明の多孔質溶射皮膜のさらに他の実施例に
おける金属組織の拡大縦断面を示す顕微鏡写真である
（倍率１００倍）。
おける金属組織の拡大縦断面を示す顕微鏡写真である
（倍率１００倍）。
【図６】イットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）を１０
０％とした場合の溶射皮膜の一例における金属組織の拡
大縦断面を示す顕微鏡写真である（倍率１００倍）。
０％とした場合の溶射皮膜の一例における金属組織の拡
大縦断面を示す顕微鏡写真である（倍率１００倍）。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−104756（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C23C 4/00 - 6/00 C04B 38/00 - 38/10
Claims (16)
- 【請求項１】 セラミックスをコーティングしてなる炭
素粉末を溶射して形成された溶射皮膜中の炭素を燃焼さ
せて空孔を形成させてなることを特徴とする多孔質溶射
皮膜。 - 【請求項２】 セラミックスをコーティングしてなる炭
素粉末とセラミックス粉末との混合粉末を溶射して形成
された溶射皮膜中の炭素を燃焼させて空孔を形成させて
なることを特徴とする多孔質溶射皮膜。 - 【請求項３】 セラミックスをコーティングしてなる炭
素粉末におけるセラミックスのコーティング量を変化さ
せて溶射皮膜中の空孔率を変化させてなる請求項１又は
２記載の多孔質溶射皮膜。 - 【請求項４】 セラミックスをコーティングしてなる炭
素粉末とセラミックス粉末との混合比を変化させて溶射
皮膜中の空孔率を変化させてなる請求項２又は３記載の
多孔質溶射皮膜。 - 【請求項５】 セラミックスをコーティングしてなる炭
素粉末とセラミックス粉末との混合比を順次変化させて
溶射皮膜中の空孔率を傾斜させてなる請求項２、３、４
のいずれかに記載の多孔質溶射皮膜。 - 【請求項６】 セラミックスをコーティングしてなる炭
素粉末における炭素粉末の大きさを変化させて溶射皮膜
中の空孔の大きさを変化させてなる請求項１〜５のいず
れかに記載の多孔質溶射皮膜。 - 【請求項７】 セラミックスをコーティングしてなる炭
素粉末における炭素粉末の大きさを順次変化させて溶射
皮膜中の空孔の大きさを傾斜させてなる請求項１〜６の
いずれかに記載の多孔質溶射皮膜。 - 【請求項８】 セラミックスがイットリア安定化ジルコ
ニアである請求項１〜７のいずれかに記載の多孔質溶射
皮膜。 - 【請求項９】 セラミックスをコーティングした炭素粉
末を、母材の表面に溶射して溶射皮膜を形成し、つい
で、該溶射皮膜を熱処理して炭素を燃焼させて空孔を形
成させることを特徴とする多孔質溶射皮膜の形成方法。 - 【請求項１０】 セラミックスをコーティングした炭素
粉末とセラミックス粉末との混合粉末を、母材の表面に
溶射して溶射皮膜を形成し、ついで、該溶射皮膜を熱処
理して炭素を燃焼させて空孔を形成させることを特徴と
する多孔質溶射皮膜の形成方法。 - 【請求項１１】 セラミックスをコーティングした炭素
粉末におけるセラミックスのコーティング量を変化させ
て溶射皮膜中の空孔率を制御する請求項９又は１０記載
の多孔質溶射皮膜の形成方法。 - 【請求項１２】 セラミックスをコーティングした炭素
粉末とセラミックス粉末との混合比を変化させて溶射皮
膜中の空孔率を制御する請求項１０又は１１記載の多孔
質溶射皮膜の形成方法。 - 【請求項１３】 セラミックスをコーティングした炭素
粉末とセラミックス粉末との混合比を順次変化させて溶
射皮膜中の空孔率を傾斜させる請求項１０、１１、１２
のいずれかに記載の多孔質溶射皮膜の形成方法。 - 【請求項１４】 セラミックスをコーティングした炭素
粉末における炭素粉末の大きさを変化させて溶射皮膜中
の空孔の大きさを制御する請求項９〜１３のいずれかに
記載の多孔質溶射皮膜の形成方法。 - 【請求項１５】 セラミックスをコーティングした炭素
粉末における炭素粉末の大きさを順次変化させて溶射皮
膜中の空孔の大きさを傾斜させる請求項９〜１４のいず
れかに記載の多孔質溶射皮膜の形成方法。 - 【請求項１６】 セラミックスとしてイットリア安定化
ジルコニアを使用する請求項９〜１５のいずれかに記載
の多孔質溶射皮膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8097739A JP2819268B2 (ja) | 1996-03-26 | 1996-03-26 | 多孔質溶射皮膜及びその形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8097739A JP2819268B2 (ja) | 1996-03-26 | 1996-03-26 | 多孔質溶射皮膜及びその形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09263955A JPH09263955A (ja) | 1997-10-07 |
| JP2819268B2 true JP2819268B2 (ja) | 1998-10-30 |
Family
ID=14200273
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8097739A Expired - Fee Related JP2819268B2 (ja) | 1996-03-26 | 1996-03-26 | 多孔質溶射皮膜及びその形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2819268B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5943649B2 (ja) * | 2012-02-29 | 2016-07-05 | 三菱重工業株式会社 | 遮熱コーティング材の製造方法 |
| JP6016861B2 (ja) * | 2014-08-26 | 2016-10-26 | 三菱重工業株式会社 | 機械部品のコーティング方法 |
| JP6488810B2 (ja) * | 2015-03-24 | 2019-03-27 | いすゞ自動車株式会社 | 多孔質溶射膜の形成方法 |
| CN114516751B (zh) * | 2022-02-28 | 2022-12-09 | 肇庆学院 | 一种利用固废制备网状多孔陶瓷材料的方法 |
-
1996
- 1996-03-26 JP JP8097739A patent/JP2819268B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09263955A (ja) | 1997-10-07 |
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|---|---|---|---|
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