JP6216219B2 - Thermal insulation structure - Google Patents

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Description

本発明は、1,600℃程度までの高い温度に対する耐性を有する層構成を備える遮熱構造に関する。   The present invention relates to a heat shield structure including a layer structure having resistance to a high temperature up to about 1,600 ° C.

発電用ガスタービンエンジン、航空機用ジェットエンジン等において、その燃焼ガスの温度は、例えば、1,600℃といった高い温度となることが知られている。そのため、動翼、静翼、燃焼器等の高温部品は、Ni、Co又はFeを主成分とする超合金等からなる金属基材の表面に、耐食性及び耐酸化性に優れたMCrAlY合金(但し、MはNi、Co及びFeの少なくとも1種)又は白金アルミナイドからなる金属結合層と、イットリア安定化ジルコニア等のセラミックスを主成分とする遮熱層(遮熱コーティング層)とを、順次、形成させた構造を有するものが一般的である。そして、遮熱層により金属基材の温度上昇が抑制され、金属結合層により、金属基材と遮熱層との間に発生する熱応力が低減され、更に金属基材の腐食又は酸化が抑制される。尚、上記金属基材及び金属結合層を併せて、耐熱金属基材ということがある。   In a gas turbine engine for power generation, an aircraft jet engine, and the like, the temperature of the combustion gas is known to be as high as 1,600 ° C., for example. Therefore, high-temperature parts such as rotor blades, stationary blades, and combustors have MCrAlY alloys (provided that they have excellent corrosion resistance and oxidation resistance) on the surface of a metal substrate made of a superalloy mainly composed of Ni, Co, or Fe. , M is at least one of Ni, Co and Fe) or a metal binding layer made of platinum aluminide and a thermal barrier layer (thermal barrier coating layer) mainly composed of ceramics such as yttria-stabilized zirconia. The one having the structure is generally used. The thermal barrier layer suppresses the temperature rise of the metal substrate, the metal bonding layer reduces the thermal stress generated between the metal substrate and the thermal barrier layer, and further suppresses the corrosion or oxidation of the metal substrate. Is done. The metal base and the metal bonding layer may be collectively referred to as a heat resistant metal base.

イットリア安定化ジルコニアは、例えば、ガスタービンの始動から停止までの温度上昇又は降温の際における応力及び疲労への耐性に優れるものの、近年、このイットリア安定化ジルコニアより低い熱伝導率を与える材料の探索が行われてきた。
特許文献1には、Aで表されるパイロクロール構造を有する化合物(LaZr等)を含む皮膜を有する金属物体が開示されている。
特許文献2には、希土類安定化ジルコニア及び希土類安定化ジルコニア−ハフニアに、酸化ランタンを0.1〜10mol%添加したセラミックスからなる遮熱層を有する遮熱コーティング部材が開示されている。
特許文献3には、LnNb1−xTa(0≦x≦1、LnはSc、Y及びランタノイドからなる群より選択される1種又は2種以上の原子)で表される化合物を主として含む遮熱コーティング用材料が開示されている。
特許文献4には、Ln1−x1.5+x(0.13≦x≦0.24、LnはSc、Y及びランタノイドからなる群より選択される1種又は2種以上の原子、MはTa又はNb)で表される化合物を主として含む遮熱コーティング用材料が開示されている。
また、特許文献5には、Lnx+y−3xyTiTaZr(1−3x)(1−y)2+1.5xy−0.5y(0.05≦x≦0.25、0≦y≦0.15、Lnは、Y、Sm、Yb及びNdからなる群より選択される1種又は2種以上の原子)を主として含む遮熱コーティング用材料が開示されている。
Yttria-stabilized zirconia, for example, has excellent resistance to stress and fatigue when the temperature is increased or decreased from start to stop of a gas turbine, but in recent years, the search for a material that provides lower thermal conductivity than yttria-stabilized zirconia Has been done.
Patent Document 1 discloses a metal object having a film containing a compound having a pyrochlore structure represented by A 2 B 2 O 7 (such as La 2 Zr 2 O 7 ).
Patent Document 2 discloses a thermal barrier coating member having a thermal barrier layer made of a ceramic obtained by adding 0.1 to 10 mol% of lanthanum oxide to rare earth stabilized zirconia and rare earth stabilized zirconia-hafnia.
In Patent Document 3, it is represented by Ln 3 Nb 1-x Ta x O 7 (0 ≦ x ≦ 1, Ln is one or more atoms selected from the group consisting of Sc, Y and lanthanoid). A thermal barrier coating material mainly comprising a compound is disclosed.
In Patent Document 4, Ln 1-x M x O 1.5 + x (0.13 ≦ x ≦ 0.24, Ln is one or more atoms selected from the group consisting of Sc, Y and lanthanoids, A thermal barrier coating material mainly containing a compound represented by M being Ta or Nb) is disclosed.
Further, Patent Document 5, Ln x + y-3xy Ti x Ta x Zr (1-3x) (1-y) O 2 + 1.5xy-0.5y (0.05 ≦ x ≦ 0.25,0 ≦ y ≦ 0.15, Ln is a thermal barrier coating material mainly containing one or more atoms selected from the group consisting of Y, Sm, Yb and Nd).

特開平10−212108号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-212108 特開2004−270032号公報JP 2004-270032 A 特開2006−298695号公報JP 2006-298695 A 特開2009−221551号公報JP 2009-221551A 特開2010−235415号公報JP 2010-235415 A

耐熱金属基材が、MCrAlY合金(但し、MはNi、Co及びFeの少なくとも1種)又は白金アルミナイドからなる場合には、遮熱層を配設した際に、耐熱金属基材の最表面に、酸化アルミニウム層(アルミナスケール)が形成されることが知られている。また、遮熱層の形成時(焼結等)における酸化物の変態(例えば、図5におけるYTa)や、遮熱層と耐熱金属基材との熱膨張差、更には、耐熱金属基材の酸化による体積膨張等により、遮熱層の破断、剥離等を引き起こすことも知られている。これらの事情から、遮熱層を有する高温部品(耐熱部品)に対して、更なる耐性の要求が高まっており、特に、酸化アルミニウム層及び遮熱層の間における高い安定性が求められている。 When the refractory metal substrate is made of MCrAlY alloy (where M is at least one of Ni, Co and Fe) or platinum aluminide, when the heat shield layer is disposed, It is known that an aluminum oxide layer (alumina scale) is formed. Further, oxide transformation (for example, YTa 3 O 9 in FIG. 5) at the time of forming the thermal barrier layer (sintering, etc.), thermal expansion difference between the thermal barrier layer and the refractory metal substrate, and further, a refractory metal It is also known that the thermal barrier layer may be broken or peeled off due to volume expansion due to oxidation of the base material. Under these circumstances, there is an increasing demand for higher resistance to high-temperature components (heat-resistant components) having a heat shield layer, and in particular, high stability is required between the aluminum oxide layer and the heat shield layer. .

本発明の目的は、1,600℃程度までの高い温度においても、酸化アルミニウム層に隣接する層、更には、この酸化アルミニウム層の表面に更に新たな層を形成した場合に、互いに隣接する層を構成する材料どうしの反応が抑制されて熱的に安定な遮熱構造を提供することである。   The object of the present invention is to provide a layer adjacent to the aluminum oxide layer even at a high temperature up to about 1600 ° C., and further, a layer adjacent to each other when a new layer is formed on the surface of the aluminum oxide layer. It is intended to provide a thermally stable heat shielding structure in which reaction between materials constituting the material is suppressed.

本発明は、以下に示される。
1.耐熱金属基材と、該耐熱金属基材の表面に形成された酸化アルミニウム層と、該酸化アルミニウム層の表面に形成されたYTaOドープジルコニアを含む第1層と、該第1層の表面に形成された、下記一般式(11)で表される化合物(B)を含む第2層とを備えることを特徴とする遮熱構造。
Ta 1−4x Zr 2.75+5x (11)
(式中、xは、−0.021〜0.069である。)
.更に、上記第2層の表面に、上記化合物(B)と、下記一般式(21)で表される化合物(C)とを、両者の合計を100体積%とした場合に、それぞれ、30〜70体積%及び30〜70体積%の割合で含む第3層を備える上記に記載の遮熱構造。
1+yTa3−3yZr3y (21)
(式中、yは、0.05〜0.10である。)
.上記耐熱金属基材が、MCrAlY(Mは、Ni、Co及びFeから選ばれた少なくとも1種の原子である)である上記1又は2に記載の遮熱構造。
The present invention is shown below.
1. A refractory metal substrate, a heat-resistant metal substrate of aluminum oxide layer formed on the surface of a first layer comprising a YTaO 4 doped zirconia formed on the surface of the aluminum oxide layer, on the surface of the first layer And a formed second layer containing a compound (B) represented by the following general formula (11) .
Ta 1-4x Zr 2.75 + 5x O 8 (11)
(Wherein x is -0.021 to 0.069)
2 . Furthermore, on the surface of the second layer, when the total of the compound (B) and the compound (C) represented by the following general formula (21) is 100% by volume, 2. The heat shielding structure according to 1 above, comprising a third layer containing 70% by volume and 30 to 70% by volume.
Y 1 + y Ta 3-3y Zr 3y O 9 (21)
(In the formula, y is 0.05 to 0.10.)
3 . 3. The heat shielding structure according to 1 or 2 above, wherein the refractory metal substrate is MCrAlY (M is at least one atom selected from Ni, Co, and Fe).

本発明の遮熱構造は、イットリア安定化ジルコニアより低い熱伝導率を有し、相変態が発生しにくいYTaOドープジルコニアを含む第1層を備えるので、1,600℃程度までの高い温度において、層構成が安定であり、この構成は、航空機用ジェットエンジンにおける燃焼器、発電用ガスタービンにおける高温部品、その他、各種プラントにおける高温部品等への適用に好適である。
特に、一般式(11)で表される化合物(B)及び一般式(21)で表される化合物(C)は、いずれも、25℃〜1,200℃の範囲における昇温又は降温により相変態が発生しにくく、融点が1,700℃以上と高く、熱的に安定であるため、優れた耐熱性を有する層構成を備える遮熱構造を与える。
The thermal barrier structure of the present invention includes a first layer containing YTaO 4 doped zirconia that has a lower thermal conductivity than yttria-stabilized zirconia and is less likely to cause phase transformation. Therefore, at a high temperature up to about 1,600 ° C. The layer structure is stable, and this structure is suitable for application to a combustor in an aircraft jet engine, a high-temperature component in a power generation gas turbine, and other high-temperature components in various plants.
In particular, the compound (B) represented by the general formula (11) and the compound (C) represented by the general formula (21) are both phased by temperature increase or decrease in temperature in the range of 25 ° C to 1,200 ° C. Since the transformation hardly occurs, the melting point is as high as 1,700 ° C. or higher, and it is thermally stable, it provides a heat shielding structure having a layer structure having excellent heat resistance.

本発明に含まれない遮熱構造の一例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows an example of the heat insulation structure which is not included in this invention. 本発明の遮熱構造の他の例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the other example of the heat insulation structure of this invention. 本発明の遮熱構造の他の例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the other example of the heat insulation structure of this invention. 実験例で用いる複合酸化物等の熱伝導率を示すグラフである。It is a graph which shows heat conductivity, such as complex oxide used in an example of an experiment. 実験例で用いる複合酸化物等の線膨張率を示すグラフである。It is a graph which shows the linear expansion coefficient of complex oxide etc. which are used in an experiment example. 試験例1により得られた熱処理物の作製前後のX線回折像である。It is an X-ray diffraction image before and after preparation of the heat-treated product obtained in Test Example 1. 試験例2により得られた熱処理物の作製前後のX線回折像である。It is an X-ray diffraction image before and after preparation of the heat-treated product obtained in Test Example 2. 試験例3により得られた熱処理物の作製前後のX線回折像である。It is an X-ray diffraction image before and after preparation of the heat-treated product obtained in Test Example 3. 試験例4により得られた熱処理物の作製前後のX線回折像である。It is an X-ray diffraction image before and after preparation of the heat-treated product obtained in Test Example 4. 試験例5により得られた熱処理物の作製前後のX線回折像である。It is an X-ray diffraction image before and after preparation of the heat-treated product obtained in Test Example 5. 試験例6により得られた熱処理物の作製前後のX線回折像である。It is an X-ray diffraction image before and after preparation of the heat-treated product obtained in Test Example 6. 試験例7により得られた熱処理物の作製前後のX線回折像である。It is an X-ray diffraction image before and after preparation of the heat-treated product obtained in Test Example 7. 実験例1により得られた積層体の断面画像並びにAl及びTaの元素プロファイルである。2 is a cross-sectional image of a laminate obtained in Experimental Example 1 and element profiles of Al and Ta. 実験例2により得られた積層体の断面画像及びTaの元素プロファイルである。5 is a cross-sectional image of a laminate obtained in Experimental Example 2 and an element profile of Ta. 実験例3により得られた積層体の断面画像及びTaの元素プロファイルである。10 is a cross-sectional image of a laminate obtained in Experimental Example 3 and an element profile of Ta.

1.遮熱構造
本発明の遮熱構造は、耐熱金属基材の表面に複数の無機材料層が積層されてなるものであり、その断面は、図に示される。即ち、図の遮熱構造10は、耐熱金属基材11と、耐熱金属基材11の表面に形成された酸化アルミニウム層13と、酸化アルミニウム層13の表面に形成されたYTaOドープジルコニア(以下、「化合物(A)」ともいう)を含む第1層15と、第1層15の表面に形成された、上記一般式(11)で表される化合物(B)を含む第2層17とを備える。また、本発明の遮熱構造は、図3に示すように、第2層17の表面に、上記化合物(B)及び上記一般式(21)で表される化合物(C)を、両者の合計を100体積%とした場合に、それぞれ、30〜70体積%及び30〜70体積%の割合で含む第3層を備える態様とすることができる。
1. Thermal structure shielding the heat insulating structure present invention has a plurality of inorganic material layer is laminated on the surface of the refractory metal substrate, the cross-section is shown in FIG. That is, the heat shield structure 10 of FIG. 2 includes a heat-resistant metal substrate 11, an aluminum oxide layer 13 formed on the surface of the heat-resistant metal substrate 11, and YTaO 4 -doped zirconia ( Hereinafter, the first layer 15 containing the compound (A) ) and the second layer 17 containing the compound (B) represented by the general formula (11) formed on the surface of the first layer 15. With . In addition, as shown in FIG. 3, the heat-insulating structure of the present invention comprises the compound (B) and the compound (C) represented by the general formula (21) on the surface of the second layer 17. When the content is 100% by volume, a third layer containing 30 to 70% by volume and 30 to 70% by volume can be provided.

1−1.耐熱金属基材
耐熱金属基材は、単一物及び積層物のいずれでもよく、酸化アルミニウム層との接触面(積層物の場合は、最表層)において、融点が1,200℃以上の金属又は合金を含むことが好ましい。このような無機材料としては、例えば、Fe基合金、Ni基合金、Co基合金、アルミナイド型合金等を用いることができ、具体的には、MCrAlY合金(但し、MはNi、Co及びFeの少なくとも1種)、白金アルミナイド、ニッケル−白金−アルミナイド等が挙げられる。これらのうち、耐熱性の観点から、MCrAlY合金が好ましい。尚、上記耐熱金属基材が積層物である場合の基部を構成する材料は、好ましくは、Ni、Co、Fe、Nb、Ta、Mo、W、Pt、Ir、Cr、Al等から選ばれた少なくとも1種の金属又は少なくとも2種からなる合金である。
1-1. Refractory metal substrate The refractory metal substrate may be either a single material or a laminate, and a metal having a melting point of 1,200 ° C. or higher at the contact surface with the aluminum oxide layer (the outermost layer in the case of a laminate) It is preferable to include an alloy. As such an inorganic material, for example, an Fe-based alloy, a Ni-based alloy, a Co-based alloy, an aluminide-type alloy, or the like can be used. Specifically, an MCrAlY alloy (where M is a combination of Ni, Co, and Fe). At least one), platinum aluminide, nickel-platinum-aluminide, and the like. Of these, MCrAlY alloys are preferred from the viewpoint of heat resistance. The material constituting the base when the refractory metal substrate is a laminate is preferably selected from Ni, Co, Fe, Nb, Ta, Mo, W, Pt, Ir, Cr, Al, and the like. It is an alloy composed of at least one metal or at least two kinds.

1−2.酸化アルミニウム層
酸化アルミニウム層を構成する酸化アルミニウムは、α−アルミナ、β−アルミナ、γ−アルミナ、σ−アルミナ、χ−アルミナ、η−アルミナ、θ−アルミナ及びκ−アルミナのいずれでもよく、これらのうちの2種以上の組み合わせであってもよい。本発明においては、高温における安定性、酸素遮蔽性等の観点から、α−アルミナが好ましい。
1-2. Aluminum oxide layer Aluminum oxide constituting the aluminum oxide layer may be any of α-alumina, β-alumina, γ-alumina, σ-alumina, χ-alumina, η-alumina, θ-alumina and κ-alumina. A combination of two or more of them may be used. In the present invention, α-alumina is preferable from the viewpoints of stability at high temperatures, oxygen shielding properties, and the like.

上記酸化アルミニウム層は、酸化アルミニウムのみからなることが好ましいが、本発明の効果が得られる範囲において、NiAl、(Co,Ni)(Al,Cr)等からなる他の化合物を含んでもよい。その場合、他の化合物の含有割合の上限は、酸化アルミニウム層の構成材料を100体積%とした場合に、好ましくは5体積%、より好ましくは1体積%である。 The aluminum oxide layer is preferably made of only aluminum oxide, but other compounds made of NiAl 2 O 4 , (Co, Ni) (Al, Cr) 2 O 4, etc. within the range where the effects of the present invention can be obtained. May be included. In that case, the upper limit of the content ratio of the other compound is preferably 5% by volume, more preferably 1% by volume when the constituent material of the aluminum oxide layer is 100% by volume.

上記酸化アルミニウム層の厚さは、特に限定されないが、熱サイクル耐性等の観点から、好ましくは0.5〜10μm、より好ましくは0.5〜5μm、更に好ましくは0.5〜2μmである。   Although the thickness of the said aluminum oxide layer is not specifically limited, From viewpoints, such as heat cycle tolerance, Preferably it is 0.5-10 micrometers, More preferably, it is 0.5-5 micrometers, More preferably, it is 0.5-2 micrometers.

1−3.第1層
第1層は、YTaOドープジルコニア(化合物(A))を含む層であり、化合物(A)の含有割合は、第1層の全体に対して、好ましくは70〜100体積%、より好ましくは90〜100体積%である。
化合物(A)は、YTaOをジルコニアに固溶させることにより立方晶(cubic)ジルコニアを安定化させた化合物である。また、この化合物(A)は、1,600℃程度までの高い温度において、接触する酸化アルミニウムとともに安定である。YTaOの含有割合は、この化合物(A)の全体に対して、好ましくは10〜30mol%、より好ましくは12〜25mol%である。尚、立方晶(cubic)ジルコニア単一相が良好に維持されることから、更に好ましくは14〜20mol%であり、より低熱伝導性が得られることから、特に好ましくは16〜20mol%である。
1-3. First layer The first layer is a layer containing YTaO 4 doped zirconia (compound (A)), and the content ratio of the compound (A) is preferably 70 to 100% by volume with respect to the entire first layer, More preferably, it is 90-100 volume%.
The compound (A) is a compound obtained by stabilizing cubic zirconia by dissolving YTaO 4 in zirconia. Moreover, this compound (A) is stable with the aluminum oxide which contacts in the high temperature to about 1600 degreeC. The content ratio of YTaO 4 is preferably 10 to 30 mol%, more preferably 12 to 25 mol%, based on the entire compound (A). In addition, since a cubic (zirconia) single phase is maintained favorably, it is more preferably 14 to 20 mol%, and since lower thermal conductivity is obtained, it is particularly preferably 16 to 20 mol%.

上記化合物(A)の融点は、通常、1,700℃以上であり、JIS R1611に準じて、レーザーフラッシュ法により測定される熱伝導度(測定温度:25℃〜1,000℃)が、好ましくは2.0W/(m・K)未満、より好ましくは1.8W/(m・K)未満である。
更に、上記化合物(A)を、熱機械分析に供し、空気、酸素ガス、アルゴンガス等の雰囲気中、昇温及び降温を一定速度として、室温(25℃)〜1,200℃の範囲において、加熱及び冷却を行い、圧縮荷重法により寸法変化を測定し、得られる線膨張率の挙動により確認することができる相変態は見られず、熱的に安定な化合物である。そして、この方法により得られる線膨張係数を、10.00×10−6(1/℃)未満とすることができる。
The melting point of the compound (A) is usually 1,700 ° C. or higher, and thermal conductivity (measurement temperature: 25 ° C. to 1,000 ° C.) measured by a laser flash method in accordance with JIS R1611 is preferable. Is less than 2.0 W / (m · K), more preferably less than 1.8 W / (m · K).
Further, the compound (A) is subjected to thermomechanical analysis, and in a range of room temperature (25 ° C.) to 1,200 ° C. with a constant rate of temperature increase and decrease in an atmosphere of air, oxygen gas, argon gas, etc. It is a thermally stable compound with no phase transformation that can be confirmed by the behavior of linear expansion coefficient obtained by measuring the dimensional change by the compression load method after heating and cooling. The linear expansion coefficient obtained by this method can be less than 10.00 × 10 −6 (1 / ° C.).

上記第1層に含まれる化合物(A)は、1種のみであってよいし、2種以上であってもよい。   The compound (A) contained in the first layer may be only one type or two or more types.

上記第1層は、好ましくは化合物(A)のみからなる層であるが、他の化合物を含む場合、例えば、酸化アルミニウム等を用いることができる。   The first layer is preferably a layer made of only the compound (A), but when it contains other compounds, for example, aluminum oxide or the like can be used.

1−4.第2層
第2層は、下記一般式(11)で表される化合物(B)を含む層であり、この化合物(B)の含有割合は、第2層の全体に対して、好ましくは70〜100体積%、より好ましくは90〜100体積%である。
Ta1−4xZr2.75+5x (11)
(式中、xは、−0.021〜0.069である。)
1-4. Second Layer The second layer is a layer containing the compound (B) represented by the following general formula (11), and the content ratio of the compound (B) is preferably 70 with respect to the entire second layer. -100 volume%, More preferably, it is 90-100 volume%.
Ta 1-4x Zr 2.75 + 5x O 8 (11)
(Wherein x is -0.021 to 0.069)

上記化合物(B)は、1,600℃程度までの高い温度において、上記化合物(A)とともに安定であり、第1層及び第2層を、順次、備える積層構造において、破断、剥離等が抑制され、優れた耐熱性を得ることができる。
上記化合物(B)の結晶構造は、明らかではないが、ABO型構造からの欠損型であるといわれている。
The compound (B) is stable with the compound (A) at a high temperature up to about 1,600 ° C., and is prevented from being broken, peeled off or the like in a laminated structure including the first layer and the second layer sequentially. And excellent heat resistance can be obtained.
The crystal structure of the compound (B) is not clear, but is said to be deficient from the ABO 4 type structure.

上記一般式(11)において、xは、−0.021〜0.069であり、好ましくは−0.010〜0.020、より好ましくは−0.01〜0.010、特に好ましくは0である。
xが上記範囲にあることにより、上記複合化合物は、25℃〜1,200℃の範囲における昇温又は降温により相変態が発生しにくく、相変態に伴う体積変化が抑制される。これにより、上記化合物(B)を含む第2層において、特に、上記範囲の温度において、体積変化に伴う変形、破断等の不具合を抑制することができる。
In the general formula (11), x is −0.021 to 0.069, preferably −0.010 to 0.020, more preferably −0.01 to 0.010, and particularly preferably 0. is there.
When x is in the above range, the composite compound is unlikely to undergo phase transformation due to temperature rise or temperature fall in the range of 25 ° C. to 1,200 ° C., and volume change associated with phase transformation is suppressed. Thereby, in the 2nd layer containing the said compound (B), malfunctions, such as a deformation | transformation accompanying a volume change and a fracture | rupture, can be suppressed especially in the temperature of the said range.

上記化合物(B)の融点は、通常、1,700℃以上であり、JIS R1611に準じて、レーザーフラッシュ法により測定される熱伝導度(測定温度:25℃〜1,000℃)が、好ましくは2.0W/(m・K)未満、より好ましくは1.8W/(m・K)未満である。
更に、上記化合物(B)を、熱機械分析に供すると、上記方法により確認することができる相変態は見られず、熱的に安定な化合物である。そして、この方法により得られる線膨張係数を、9.50×10−6(1/℃)未満とすることができる。
The melting point of the compound (B) is usually 1,700 ° C. or higher, and thermal conductivity (measurement temperature: 25 ° C. to 1,000 ° C.) measured by a laser flash method in accordance with JIS R1611 is preferable. Is less than 2.0 W / (m · K), more preferably less than 1.8 W / (m · K).
Furthermore, when the compound (B) is subjected to thermomechanical analysis, the phase transformation that can be confirmed by the above method is not observed, and the compound (B) is a thermally stable compound. And the linear expansion coefficient obtained by this method can be less than 9.50 × 10 −6 (1 / ° C.).

上記第2層に含まれる化合物(B)は、1種のみであってよいし、2種以上であってもよい。   The compound (B) contained in the second layer may be only one type or two or more types.

上記第2層は、好ましくは化合物(B)のみからなる層であるが、他の化合物を含む場合、例えば、酸化アルミニウム等を用いることができる。   The second layer is preferably a layer made of only the compound (B), but when other compounds are included, for example, aluminum oxide or the like can be used.

1−5.第3層
第3層は、上記化合物(B)と、下記一般式(21)で表される化合物(C)とを所定の割合で含む層である。この第3層は、これらの化合物からなることが好ましいが、必要に応じて、他の化合物(後述)を含んでもよい。その場合、他の化合物の含有割合の上限は、第3層の全体に対して、好ましくは30体積%、より好ましくは10体積%である。
1+yTa3−3yZr3y (21)
(式中、yは、0.05〜0.10である。)
1-5. Third Layer The third layer is a layer containing the compound (B) and the compound (C) represented by the following general formula (21) at a predetermined ratio. The third layer is preferably made of these compounds, but may contain other compounds (described later) as necessary. In that case, the upper limit of the content ratio of the other compound is preferably 30% by volume, more preferably 10% by volume with respect to the entire third layer.
Y 1 + y Ta 3-3y Zr 3y O 9 (21)
(In the formula, y is 0.05 to 0.10.)

上記化合物(C)は、1,600℃程度までの高い温度において、併存する化合物(B)とともに安定であり、第1層、第2層及び第3層を、順次、備える積層構造において、破断、剥離等が抑制され、優れた耐熱性を得ることができる。
上記化合物(C)は、カチオン欠損型の欠陥ペロブスカイト型複合酸化物である。この化合物の構造は、Aで表されるペロブスカイト構造から、2/3のAイオンが欠損した構造となっている。
上記化合物(C)は、Aサイト及び×印にY原子が、BサイトにTa原子及びZr原子が入った構造を有する。
The compound (C) is stable together with the coexisting compound (B) at a high temperature up to about 1,600 ° C., and is broken in the laminated structure comprising the first layer, the second layer, and the third layer sequentially. , Peeling and the like are suppressed, and excellent heat resistance can be obtained.
The compound (C) is a cation-deficient defect perovskite complex oxide. The structure of this compound is a structure in which 2/3 A ions are lost from the perovskite structure represented by A 3 B 3 O 9 .
The compound (C) has a structure in which a Y atom is contained in the A site and the x mark, and a Ta atom and a Zr atom are contained in the B site.

上記一般式(21)において、yは、0.05〜0.10であり、好ましくは0.06〜0.09、より好ましくは0.07〜0.08、特に好ましくは0.08である。
yが上記範囲にあることにより、上記複合化合物は、25℃〜1,200℃の範囲における昇温又は降温により相変態が発生しにくく、相変態に伴う体積変化が抑制される。これにより、上記化合物(B)及び(C)を含む第3層において、特に、上記範囲の温度において、体積変化に伴う変形、破断等の不具合を抑制することができる。
In the general formula (21), y is 0.05 to 0.10, preferably 0.06 to 0.09, more preferably 0.07 to 0.08, and particularly preferably 0.08. .
When y is in the above range, the composite compound is unlikely to undergo phase transformation due to temperature rise or temperature fall in the range of 25 ° C. to 1,200 ° C., and volume change associated with phase transformation is suppressed. Thereby, in the 3rd layer containing the said compounds (B) and (C), troubles, such as a deformation | transformation accompanying a volume change and a fracture | rupture, can be suppressed especially in the temperature of the said range.

上記化合物(C)の融点は、通常、1,700℃以上であり、JIS R1611に準じて、レーザーフラッシュ法により測定される熱伝導度(測定温度:25℃〜1,000℃)が、好ましくは2.0W/(m・K)未満、より好ましくは1.8W/(m・K)未満である。
更に、上記化合物(C)を、熱機械分析に供すると、上記方法により確認することができる相変態は見られず、熱的に安定な化合物である。そして、この方法により得られる線膨張係数を、9.00×10−6(1/℃)未満とすることができる。
The melting point of the compound (C) is usually 1,700 ° C. or higher, and thermal conductivity (measurement temperature: 25 ° C. to 1,000 ° C.) measured by a laser flash method in accordance with JIS R1611 is preferable. Is less than 2.0 W / (m · K), more preferably less than 1.8 W / (m · K).
Furthermore, when the compound (C) is subjected to thermomechanical analysis, the phase transformation that can be confirmed by the above method is not observed, and the compound (C) is a thermally stable compound. The linear expansion coefficient obtained by this method can be less than 9.00 × 10 −6 (1 / ° C.).

上記第3層に含まれる化合物(B)及び(C)は、いずれも、1種のみであってよいし、2種以上であってもよい。   Each of the compounds (B) and (C) contained in the third layer may be only one type or two or more types.

上記第3層に含まれる化合物(B)及び(C)の含有割合は、1,600℃程度までの高い温度において、両者が安定に存在し、低熱伝導性が得られることから、両者の合計を100体積%とした場合に、それぞれ、30〜70体積%及び30〜70体積%であり、好ましくは40〜60体積%及び40〜60体積%、より好ましくは45〜55体積%及び45〜55体積%、更に好ましくは48〜52体積%及び48〜52体積%である。   The content ratio of the compounds (B) and (C) contained in the third layer is such that both are stably present at a high temperature up to about 1600 ° C., and low thermal conductivity is obtained. Is 100 to 30% by volume, respectively, preferably 30 to 70% by volume and 30 to 70% by volume, preferably 40 to 60% by volume and 40 to 60% by volume, more preferably 45 to 55% by volume and 45 to 45% by volume. It is 55 volume%, More preferably, it is 48-52 volume% and 48-52 volume%.

上記第3層は、好ましくは化合物(B)及び(C)のみからなる層であるが、他の化合物を含む場合、例えば、酸化アルミニウム等を用いることができる。   The third layer is preferably a layer composed only of the compounds (B) and (C). However, when other compounds are included, for example, aluminum oxide or the like can be used.

1−6.各層の厚さ
本発明の遮熱構造を構成する各層の厚さは、目的、用途等により、適宜、選択される。以下、発電用ガスタービンの動翼等の工業用部材に備える遮熱構造とする場合の好ましい厚さを示す。
図2の態様の場合、第1層及び第2層の厚さは、それぞれ、好ましくは1〜10μm及び1〜10μm、より好ましくは5〜10μm及び5〜10μm、更に好ましくは8〜10μm及び8〜10μmである。
また、図3の態様の場合、第1層、第2層及び第3層の厚さは、それぞれ、好ましくは1〜10μm、1〜10μm及び1〜10μm、より好ましくは5〜10μm、5〜10μm及び5〜10μm、更に好ましくは8〜10μm、8〜10μm及び8〜10μmである。
1-6. Thickness of each layer The thickness of each layer which comprises the heat-insulating structure of this invention is suitably selected according to the objective, a use, etc. Hereinafter, preferable thicknesses in the case of a heat shield structure provided for an industrial member such as a moving blade of a power generation gas turbine are shown.
In the case of the embodiment of FIG. 2, the thicknesses of the first layer and the second layer are preferably 1 to 10 μm and 1 to 10 μm, more preferably 5 to 10 μm and 5 to 10 μm, and still more preferably 8 to 10 μm and 8 respectively. 10 μm.
In the case of FIG. 3, the thicknesses of the first layer, the second layer, and the third layer are preferably 1 to 10 μm, 1 to 10 μm, and 1 to 10 μm, more preferably 5 to 10 μm, and 5 to 5, respectively. They are 10 micrometers and 5-10 micrometers, More preferably, they are 8-10 micrometers, 8-10 micrometers, and 8-10 micrometers.

本発明の遮熱構造は、耐熱金属基材の表面に、酸化アルミニウム層、第1層、第2層及び第3層を、順次、備えることから、特に、隣接する2層間の熱膨張差により発生する熱応力を緩和することができるので、遮熱構造の耐久性をより向上させることができる。   The heat shield structure of the present invention comprises an aluminum oxide layer, a first layer, a second layer, and a third layer sequentially on the surface of the refractory metal substrate. Since the generated thermal stress can be relaxed, the durability of the heat shield structure can be further improved.

2.遮熱構造の製造方法
本発明の遮熱構造を製造する方法は、特に限定されない。
耐熱金属基材がAl元素を含む材料(Fe基合金、Ni基合金、Co基合金、アルミナイド型合金等)であって、後述する第1層形成方法により、耐熱金属基材の表面に酸化アルミニウムを生成させることが可能な、アルミナフォーマー型耐熱合金(好ましくはMCrAlY合金、白金アルミナイド、ニッケル−白金−アルミナイド等)からなる場合には、その表面に、第1層形成用原料を用いて、電子ビーム物理気相堆積(EB−PVD)、プラズマ溶射、真空プラズマ溶射、フレーム溶射、高速溶射、焼結等の方法に供することにより、第1層を形成するとともに、耐熱金属基材及び第1層の界面に酸化アルミニウム層を形成することができる。その後、第1層の表面に、第2層形成用原料及び第3層形成用原料を、それぞれ、用いて、電子ビーム物理気相堆積(EB−PVD)、プラズマ溶射、真空プラズマ溶射、フレーム溶射、高速溶射、焼結等の方法に供することにより、遮熱構造を製造することができる。尚、この場合、耐熱金属基材の表面に対して予備酸化処理等を行うことにより酸化アルミニウム層を形成してから、第1層、第2層及び第3層を、順次、形成してもよい。
また、耐熱金属基材がAl元素を含まない材料からなる場合には、溶射等の方法により酸化アルミニウム層を形成し、次いで、酸化アルミニウム層の表面に、第1層形成用原料、第2層形成用原料及び第3層形成用原料を、それぞれ、用いて、電子ビーム物理気相堆積(EB−PVD)、プラズマ溶射、真空プラズマ溶射、フレーム溶射、高速溶射、焼結等の方法に供することにより、第1層、第2層及び第3層を、順次、形成し、遮熱構造を製造することができる。
2. Method for Producing Thermal Barrier Structure The method for producing the thermal barrier structure of the present invention is not particularly limited.
The heat-resistant metal base material is a material containing an Al element (Fe-base alloy, Ni-base alloy, Co-base alloy, aluminide-type alloy, etc.), and aluminum oxide is formed on the surface of the heat-resistant metal base by the first layer forming method described later. In the case where it is made of an alumina former type heat-resistant alloy (preferably MCrAlY alloy, platinum aluminide, nickel-platinum-aluminide, etc.), the first layer forming raw material is used on its surface, The first layer is formed by using a method such as electron beam physical vapor deposition (EB-PVD), plasma spraying, vacuum plasma spraying, flame spraying, high-speed spraying, sintering, and the like. An aluminum oxide layer can be formed at the interface of the layers. Thereafter, using the second layer forming raw material and the third layer forming raw material on the surface of the first layer, respectively, electron beam physical vapor deposition (EB-PVD), plasma spraying, vacuum plasma spraying, flame spraying By applying to a method such as high-speed thermal spraying and sintering, a heat shield structure can be manufactured. In this case, the first layer, the second layer, and the third layer may be sequentially formed after the aluminum oxide layer is formed by performing a pre-oxidation treatment or the like on the surface of the refractory metal substrate. Good.
When the refractory metal substrate is made of a material that does not contain an Al element, an aluminum oxide layer is formed by a method such as thermal spraying, and then a first layer forming raw material and a second layer are formed on the surface of the aluminum oxide layer. Using the raw material for forming and the raw material for forming the third layer, respectively, for electron beam physical vapor deposition (EB-PVD), plasma spraying, vacuum plasma spraying, flame spraying, high-speed spraying, sintering, etc. Thus, the first layer, the second layer, and the third layer can be sequentially formed to manufacture the heat shield structure.

酸化アルミニウム層が緻密であれば、形成される第1層との密着性が改良されるので、高い温度における使用時に層間剥離の発生を抑制することができ、遮熱構造を備える製品の耐久性をより向上させることができる。   If the aluminum oxide layer is dense, the adhesion with the first layer to be formed is improved, so that the occurrence of delamination during use at a high temperature can be suppressed, and the durability of a product having a heat shield structure Can be further improved.

上記第1層形成用原料は、化合物(A)からなる粉末を主として含むことが好ましく、更に、酸化アルミニウム粉末を含んでもよい。
上記第2層形成用原料は、化合物(B)からなる粉末を主として含むことが好ましく、更に、酸化アルミニウム粉末を含んでもよい。
また、上記第3層形成用原料は、化合物(B)からなる粉末及び化合物(C)からなる粉末を主として含むことが好ましく、更に、酸化アルミニウム粉末を含んでもよい。
The first layer forming raw material preferably contains mainly a powder comprising the compound (A), and may further contain an aluminum oxide powder.
The second layer forming raw material preferably contains mainly powder composed of the compound (B), and may further contain aluminum oxide powder.
The third layer forming raw material preferably contains mainly a powder made of the compound (B) and a powder made of the compound (C), and may further contain an aluminum oxide powder.

1.複合酸化物の調製
後述する各実験例で用いる複合酸化物は、以下の(1)〜(4)であり、(1)〜(3)については、それぞれ、下記の製造例1〜3で得られた焼成体を粉砕したものである。
(1)YTaOドープジルコニア粉末
(2)Y1.08Ta2.76Zr0.24粉末
(3)TaZr2.75粉末
(4)イットリア安定化ジルコニア粉末(東ソー社製「ジルコニア粉末 TZ−10Y」(商品名、10mol%Y−ZrO))
1. Preparation of Composite Oxide The composite oxides used in each experimental example to be described later are (1) to (4) below, and (1) to (3) are obtained in the following Production Examples 1 to 3, respectively. The fired body thus obtained is pulverized.
(1) YTaO 4 doped zirconia powder (2) Y 1.08 Ta 2.76 Zr 0.24 O 9 powder (3) TaZr 2.75 O 8 powder (4) Yttria stabilized zirconia powder (“Zirconia manufactured by Tosoh Corporation) powder TZ-10Y "(trade name, 10mol% Y 2 O 3 -ZrO 2))

製造例1(YTaOドープジルコニアの製造)
フッ素樹脂製の反応器に収容した蒸留水700グラムに、純度99.99%以上のY(NO・6HO粉末(関東化学社製)6グラム(0.45モル)と、純度99.95%以上のZrClO・8HO粉末(関東化学社製)23グラム(1.8モル)と、を入れて、室温(25℃)で1時間撹拌し、無色透明の水溶液を得た。次いで、この水溶液に、尿素530グラム(125モル)を投入し、室温(25℃)で1時間撹拌した。その後、得られた無色透明の水溶液に、純度99.9%以上のTa粉末(レアメタリック社製)3グラム(0.2モル)を投入し、室温(25℃)で7時間撹拌し、懸濁液を得た。
次に、懸濁液を加熱して95℃とし、還流冷却しながら、攪拌下、反応(尿素加水分解反応)させた(反応時間:15時間)。その後、得られた反応液を、25℃、4,800rpmで30分間遠心分離し、下層のゲルを回収した。このゲルを、大量の蒸留水に投入し、十分に撹拌したところで、上記と同じ条件で遠心分離し、下層のゲルを回収した。そして、このゲルを、大量のイソプロピルアルコールに投入し、十分に撹拌したところで、上記と同じ条件で遠心分離し、沈殿物を回収した。
その後、沈殿物を、大気雰囲気中、120℃で24時間加熱し、乾燥粉末とした。次いで、この乾燥粉末をふるい(100メッシュ)にかけて、微粉末を回収した。そして、この微粉末を、プレス成形(圧力5MPa)に供し、円板形状の成形体を作製した。その後、この成形体を、大気雰囲気中、1,400℃で1時間熱処理(仮焼)し、仮焼成形体を得た。得られた仮焼成形体を、室温(25℃)で、乳鉢により乾式粉砕した。
次いで、乾式粉砕物をふるい(100メッシュ)にかけて、微粉末を回収した。そして、この微粉末を、プレス成形(圧力25MPa)に供し、更に、冷間等方静水圧加圧(荷重2.5トン)を行って、円板形状の成形体を作製した。その後、この成形体を大気雰囲気中、1,650℃で1時間熱処理した。得られた焼成体を、室温(25℃)で、乳鉢により乾式粉砕し、そのX線回折測定を行ったところ、焼成体は、実質的に、立方晶(cubic)ジルコニア単一相からなる16mol%YTaO−ZrOであることが分かった。また、焼成体を目視観察したところ、1,650℃における高温熱処理により、溶融等を伴っていないことを確認した。
Production Example 1 (Production of YTaO 4 doped zirconia)
Distilled liquid 700 grams housed in a fluororesin-made reactor, with a purity of 99.99% or more Y (NO 3) (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.) 3 · 6H 2 O powder 6 g (0.45 mole), purity 99.95% or more of ZrCl 2 O.8H 2 O powder (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.) 23 g (1.8 mol) was added and stirred at room temperature (25 ° C.) for 1 hour to give a colorless transparent aqueous solution. Obtained. Next, 530 grams (125 moles) of urea was added to this aqueous solution and stirred at room temperature (25 ° C.) for 1 hour. Thereafter, 3 g (0.2 mol) of Ta 2 O 5 powder (manufactured by Rare Metallic) having a purity of 99.9% or more was added to the obtained colorless and transparent aqueous solution and stirred at room temperature (25 ° C.) for 7 hours. To obtain a suspension.
Next, the suspension was heated to 95 ° C. and reacted (urea hydrolysis reaction) with stirring while cooling under reflux (reaction time: 15 hours). Thereafter, the obtained reaction solution was centrifuged at 25 ° C. and 4,800 rpm for 30 minutes to recover the lower layer gel. When this gel was poured into a large amount of distilled water and sufficiently stirred, it was centrifuged under the same conditions as above to recover the lower layer gel. The gel was poured into a large amount of isopropyl alcohol, and when sufficiently stirred, the gel was centrifuged under the same conditions as described above to collect the precipitate.
Thereafter, the precipitate was heated in an air atmosphere at 120 ° C. for 24 hours to obtain a dry powder. The dried powder was then sieved (100 mesh) to collect a fine powder. And this fine powder was used for press molding (pressure 5MPa), and the disk-shaped molded object was produced. Then, this molded object was heat-processed (calcination) for 1 hour at 1,400 degreeC in air | atmosphere atmosphere, and the temporary baking molded object was obtained. The obtained calcined shape was dry-ground with a mortar at room temperature (25 ° C.).
Next, the dry pulverized product was sieved (100 mesh) to collect a fine powder. The fine powder was subjected to press molding (pressure 25 MPa), and further subjected to cold isostatic pressing (load 2.5 tons) to produce a disk-shaped molded body. Thereafter, the compact was heat-treated at 1,650 ° C. for 1 hour in an air atmosphere. The obtained fired body was dry-ground with a mortar at room temperature (25 ° C.) and subjected to X-ray diffraction measurement. As a result, the fired body was substantially 16 mol consisting of a cubic zirconia single phase. % YTaO 4 —ZrO 2 was found. Moreover, when the fired body was visually observed, it was confirmed that it was not melted by high-temperature heat treatment at 1,650 ° C.

上記YTaOドープジルコニアの熱伝導率は、文献等により公知であり、M. R. Winter, et al., J. Am. Ceram. Soc., 90, 533-540 (2007)から引用したデータを用いて、図4(図中、「Y,Ta−ZrO」と表記)に示した。 The thermal conductivity of the YTaO 4 doped zirconia is known from literatures and the like, and using data cited from MR Winter, et al., J. Am. Ceram. Soc., 90, 533-540 (2007), This is shown in FIG. 4 (indicated as “Y, Ta—ZrO 2 ” in the figure).

製造例2(Y1.08Ta2.76Zr0.24の製造)
フッ素樹脂製の反応器に収容した蒸留水900グラムに、純度99.99%以上のY(NO・6HO粉末(関東化学社製)10グラム(0.025モル)と、純度99.95%以上のZrClO・8HO粉末(関東化学社製)3グラム(0.007モル)と、を入れて、室温(25℃)で1時間撹拌し、無色透明の水溶液を得た。次いで、この水溶液に、尿素90グラム(3モル)を投入し、室温(25℃)で1時間撹拌した。その後、得られた無色透明の水溶液に、純度99.9%以上のTa粉末(レアメタリック社製)12グラム(0.026モル)を投入し、室温(25℃)で7時間撹拌し、懸濁液を得た。
次に、懸濁液を加熱して95℃とし、還流冷却しながら、攪拌下、反応(尿素加水分解反応)させた(反応時間:15時間)。その後、得られた反応液を、25℃、4,800rpmで30分間遠心分離し、下層のゲルを回収した。このゲルを、大量の蒸留水に投入し、十分に撹拌したところで、上記と同じ条件で遠心分離し、下層のゲルを回収した。そして、このゲルを、大量のイソプロピルアルコールに投入し、十分に撹拌したところで、上記と同じ条件で遠心分離し、沈殿物を回収した。
その後、沈殿物を、大気雰囲気中、120℃で24時間加熱し、乾燥粉末とした。次いで、この乾燥粉末をふるい(100メッシュ)にかけて、微粉末を回収した。そして、この微粉末を、プレス成形(圧力5MPa)に供し、円板形状の成形体を作製した。その後、この成形体を、大気雰囲気中、1,400℃で1時間熱処理(仮焼)し、仮焼成形体を得た。得られた仮焼成形体を、室温(25℃)で、乳鉢により乾式粉砕した。
次いで、乾式粉砕物をふるい(100メッシュ)にかけて、微粉末を回収した。そして、この微粉末を、プレス成形(圧力25MPa)に供し、更に、冷間等方静水圧加圧(荷重2.5トン)を行って、円板形状の成形体を作製した。その後、この成形体を大気雰囲気中、1,650℃で1時間熱処理した。得られた焼成体を、室温(25℃)で、乳鉢により乾式粉砕し、そのX線回折測定を行ったところ、焼成体は、実質的にY1.08Ta2.76Zr0.24からなる正方晶系であることが分かった。また、焼成体を目視観察したところ、1,650℃における高温熱処理により、溶融等を伴っていないことを確認した。
Production Example 2 (Production of Y 1.08 Ta 2.76 Zr 0.24 O 9 )
Distilled water 900 g were housed in a fluororesin-made reactor, with a purity of 99.99% or more Y (NO 3) (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.) 3 · 6H 2 O powder 10 grams (0.025 mol), purity 3 g (0.007 mol) of 99.95% or more of ZrCl 2 O.8H 2 O powder (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.) was added and stirred at room temperature (25 ° C.) for 1 hour to give a colorless and transparent aqueous solution. Obtained. Next, 90 g (3 mol) of urea was added to this aqueous solution, and the mixture was stirred at room temperature (25 ° C.) for 1 hour. Thereafter, 12 g (0.026 mol) of Ta 2 O 5 powder (manufactured by Rare Metallic) having a purity of 99.9% or more was added to the obtained colorless and transparent aqueous solution and stirred at room temperature (25 ° C.) for 7 hours. To obtain a suspension.
Next, the suspension was heated to 95 ° C. and reacted (urea hydrolysis reaction) with stirring while cooling under reflux (reaction time: 15 hours). Thereafter, the obtained reaction solution was centrifuged at 25 ° C. and 4,800 rpm for 30 minutes to recover the lower layer gel. When this gel was poured into a large amount of distilled water and sufficiently stirred, it was centrifuged under the same conditions as above to recover the lower layer gel. The gel was poured into a large amount of isopropyl alcohol, and when sufficiently stirred, the gel was centrifuged under the same conditions as described above to collect the precipitate.
Thereafter, the precipitate was heated in an air atmosphere at 120 ° C. for 24 hours to obtain a dry powder. The dried powder was then sieved (100 mesh) to collect a fine powder. And this fine powder was used for press molding (pressure 5MPa), and the disk-shaped molded object was produced. Then, this molded object was heat-processed (calcination) for 1 hour at 1,400 degreeC in air | atmosphere atmosphere, and the temporary baking molded object was obtained. The obtained calcined shape was dry-ground with a mortar at room temperature (25 ° C.).
Next, the dry pulverized product was sieved (100 mesh) to collect a fine powder. The fine powder was subjected to press molding (pressure 25 MPa), and further subjected to cold isostatic pressing (load 2.5 tons) to produce a disk-shaped molded body. Thereafter, the compact was heat-treated at 1,650 ° C. for 1 hour in an air atmosphere. The obtained fired body was dry-ground with a mortar at room temperature (25 ° C.) and subjected to X-ray diffraction measurement. As a result, the fired body was substantially Y 1.08 Ta 2.76 Zr 0.24 O. It was found to be a tetragonal system consisting of 9 . Moreover, when the fired body was visually observed, it was confirmed that it was not melted by high-temperature heat treatment at 1,650 ° C.

更に、上記焼成体を、レーザーフラッシュ法(JIS R1611に準拠)に供して、25℃、200℃、400℃、600℃、800℃及び1,000℃における熱伝導率を測定した。尚、固体の熱伝導率は、測定試料の気孔の影響を受けやすく、気孔を有すると、低めの値となることが知られている。そこで、緻密質の熱伝導率を得るために、下記式(40)に示される補正式(C. Wan, et al., Acta Mater., 58, 6166-6172 (2010))の利用が好ましいといわれている。
k’/k=1−4/3φ (40)
(k’:測定された熱伝導率、k:緻密質の熱伝導率、φ:気孔率)
上記の各温度における熱伝導率は、上記式(40)による、補正されたkとして、図4に示した。
Further, the fired body was subjected to a laser flash method (based on JIS R1611), and the thermal conductivity at 25 ° C., 200 ° C., 400 ° C., 600 ° C., 800 ° C. and 1,000 ° C. was measured. It is known that the thermal conductivity of a solid is easily affected by the pores of the measurement sample, and has a lower value if it has pores. Therefore, in order to obtain a dense thermal conductivity, it is preferable to use the correction formula (C. Wan, et al., Acta Mater., 58, 6166-6172 (2010)) shown in the following formula (40). It is said.
k ′ / k = 1−4 / 3φ (40)
(K ′: measured thermal conductivity, k: dense thermal conductivity, φ: porosity)
The thermal conductivity at each temperature is shown in FIG. 4 as k corrected by the above equation (40).

また、リガク社製熱機械分析装置「TMA8310」(型式名)を用い、大気中、昇温速度及び降温速度を毎分10℃として、25℃〜1,200℃の範囲において、焼成体の加熱及び冷却を行い、圧縮荷重法(荷重:98mN)により寸法変化を測定し、線膨張率を算出した。その結果を図5に示す。また、上記温度範囲における線膨張係数は、8.87×10−6/℃であった。 In addition, using a thermomechanical analyzer “TMA8310” (model name) manufactured by Rigaku Corporation, heating the fired body in the range of 25 ° C. to 1,200 ° C. in the air at a heating rate and a cooling rate of 10 ° C. per minute. Then, the dimensional change was measured by the compression load method (load: 98 mN), and the linear expansion coefficient was calculated. The result is shown in FIG. Moreover, the linear expansion coefficient in the said temperature range was 8.87 * 10 < -6 > / degreeC.

製造例3(TaZr2.75の製造)
Y(NO・6HO粉末及びZrClO・8HO粉末の併用に代えて、ZrClO・8HO粉末のみを、23グラム(1.2モル)用い、尿素、及び、Ta粉末の使用量を、それぞれ、540グラム(125モル)及び5グラム(0.2モル)とした以外は、製造例1と同様にして、焼成体を作製した。次いで、X線回折測定により、焼成体は、実質的にTaZr2.75からなるABO系欠損構造であることが分かった。また、焼成体を目視観察したところ、1,650℃における高温熱処理により、溶融等を伴っていないことを確認した。
その後、製造例2と同様にして、熱伝導率及び線膨張率を求めた。その結果を図4及び図5に示す。また、25℃〜1,200℃の範囲における線膨張係数は、9.19×10−6/℃であった。
Production Example 3 (Production of TaZr 2.75 O 8 )
Instead of the combined use of Y (NO 3 ) 3 · 6H 2 O powder and ZrCl 2 O · 8H 2 O powder, only 23 grams (1.2 moles) of ZrCl 2 O · 8H 2 O powder was used, urea, and A fired body was produced in the same manner as in Production Example 1 except that the amount of Ta 2 O 5 powder used was 540 grams (125 moles) and 5 grams (0.2 moles), respectively. Next, X-ray diffraction measurement revealed that the fired body had an ABO 4 -based defect structure substantially consisting of TaZr 2.75 O 8 . Moreover, when the fired body was visually observed, it was confirmed that it was not melted by high-temperature heat treatment at 1,650 ° C.
Then, it carried out similarly to manufacture example 2, and calculated | required the thermal conductivity and the linear expansion coefficient. The results are shown in FIGS. Moreover, the linear expansion coefficient in the range of 25 degreeC-1,200 degreeC was 9.19x10 < -6 > / degreeC.

上記(4)で示したイットリア安定化ジルコニアの熱伝導率及び線膨張率は、非測定であるが、図4には、M. R. Winter, et al., J. Am. Ceram. Soc., 90, 533-540 (2007)から引用した、イットリア安定化ジルコニア(8YSZ)のデータを掲載した。   Although the thermal conductivity and linear expansion coefficient of yttria-stabilized zirconia shown in (4) above are not measured, FIG. 4 shows MR Winter, et al., J. Am. Ceram. Soc., 90, Data of yttria-stabilized zirconia (8YSZ) cited from 533-540 (2007) was published.

図4から明らかなように、上記(1)〜(3)の化合物粉末は、25℃〜1,200℃の範囲において、イットリア安定化ジルコニアの熱伝導率よりも低いことが分かる。また、図5から明らかなように、これらの化合物では、相変態が確認されなかった(上記(1)の化合物は、実質的にジルコニアであるので、相変態は見られない)。即ち、Y1.08Ta2.76Zr0.24、TaZr2.75及びYTaOドープジルコニアの3つの化合物は、25℃〜1,200℃の範囲において、遮熱性に優れ、体積変化に伴う変形、破断等が抑制されて耐熱性に優れることが分かる。 As is clear from FIG. 4, the compound powders (1) to (3) are found to be lower than the thermal conductivity of yttria-stabilized zirconia in the range of 25 ° C. to 1200 ° C. Further, as apparent from FIG. 5, no phase transformation was confirmed in these compounds (the compound (1) is substantially zirconia, and thus no phase transformation is observed). That is, three compounds of Y 1.08 Ta 2.76 Zr 0.24 O 9 , TaZr 2.75 O 8 and YTaO 4 doped zirconia have excellent heat shielding properties in the range of 25 ° C. to 1,200 ° C. It can be seen that deformation, breakage, and the like associated with the volume change are suppressed and the heat resistance is excellent.

2.化合物どうしの反応性
以下の試験例では、2種の化合物を混合し、所定形状に成形した。次いで、大気雰囲気中、1,500℃で熱処理を行った。その後、熱処理物のX線回折測定を行い、反応性を調べた。尚、比較のために、熱処理前の混合粉末に対しても、X線回折測定を行った。
2. Reactivity between compounds In the following test examples, two kinds of compounds were mixed and molded into a predetermined shape. Next, heat treatment was performed at 1,500 ° C. in an air atmosphere. Thereafter, X-ray diffraction measurement of the heat-treated product was performed to examine the reactivity. For comparison, X-ray diffraction measurement was also performed on the mixed powder before heat treatment.

試験例1
YTaOドープジルコニア粉末と、大明化学工業社製α−アルミナ粉体「TM−DAR」(商品名)とを、体積比1:1にて混合した。次いで、混合粉末を、プレス成形(圧力25MPa)に供し、直径15mmの板状成形体を得た。その後、この板状成形体を、モトヤマ社製電気炉「スーパーバーン」(商品名)により熱処理(大気雰囲気中、1,500℃)した。熱処理前後のX線回折像を図6(図中、YTaOドープジルコニアを「Y,Ta−ZrO」と表記)に示す。
図6(a)及び(b)から、熱処理前後のX線回折像に違いがないので、各化合物を独立して含む層からなる積層体が熱的に安定であることが予想される。
Test example 1
YTaO 4 doped zirconia powder and α-alumina powder “TM-DAR” (trade name) manufactured by Daimei Chemical Industry Co., Ltd. were mixed at a volume ratio of 1: 1. Subsequently, the mixed powder was subjected to press molding (pressure 25 MPa) to obtain a plate-shaped molded body having a diameter of 15 mm. Then, this plate-shaped molded body was heat-treated (in the air atmosphere, 1,500 ° C.) with an electric furnace “Superburn” (trade name) manufactured by Motoyama. X-ray diffraction images before and after the heat treatment are shown in FIG. 6 (in the figure, YTaO 4 -doped zirconia is expressed as “Y, Ta—ZrO 2 ”).
6 (a) and 6 (b), since there is no difference in the X-ray diffraction images before and after the heat treatment, it is expected that the laminate composed of layers containing each compound independently is thermally stable.

試験例2
TaZr2.75粉末と、上記α−アルミナ粉体とを、体積比1:1にて混合した以外は、試験例1と同様にして、板状成形体を得た後、熱処理(大気雰囲気中、1,500℃)を行った。熱処理前後のX線回折像を図7に示す。
図7(a)及び(b)から、熱処理により、AlZrTaOに由来するシグナルが検出されたので、各化合物を独立して含む層からなる積層体が熱的に安定ではないことが予想される。
Test example 2
A plate-like molded body was obtained in the same manner as in Test Example 1 except that TaZr 2.75 O 8 powder and the α-alumina powder were mixed at a volume ratio of 1: 1. 1,500 ° C. in the atmosphere). X-ray diffraction images before and after the heat treatment are shown in FIG.
7A and 7B, since a signal derived from AlZr 2 TaO 8 was detected by heat treatment, it is expected that the laminate composed of layers containing each compound independently is not thermally stable. Is done.

試験例3
1.08Ta2.76Zr0.24粉末と、上記α−アルミナ粉体とを、体積比1:1にて混合した以外は、試験例1と同様にして、板状成形体を得た後、熱処理(大気雰囲気中、1,500℃)を行った。熱処理前後のX線回折像を図8に示す。
図8(a)及び(b)から、熱処理により、AlZrTaO及びAlTaOに由来するシグナルが検出されたので、各化合物を独立して含む層からなる積層体が熱的に安定ではないことが予想される。
Test example 3
A plate-like molded body in the same manner as in Test Example 1, except that Y 1.08 Ta 2.76 Zr 0.24 O 9 powder and the α-alumina powder were mixed at a volume ratio of 1: 1. Then, heat treatment (1,500 ° C. in the air atmosphere) was performed. X-ray diffraction images before and after the heat treatment are shown in FIG.
8 (a) and 8 (b), signals derived from AlZr 2 TaO 8 and AlTaO 4 were detected by the heat treatment, so that the laminate composed of layers containing each compound independently is not thermally stable. It is expected that.

試験例4
YTaOドープジルコニア粉末と、TaZr2.75粉末とを、体積比1:1にて混合した以外は、試験例1と同様にして、板状成形体を得た後、熱処理(大気雰囲気中、1,500℃)を行った。熱処理前後のX線回折像を図9に示す。
図9(a)及び(b)から、熱処理前後のX線回折像に違いがないので、各化合物を独立して含む層からなる積層体が熱的に安定であることが予想される。
Test example 4
Except that YTaO 4 -doped zirconia powder and TaZr 2.75 O 8 powder were mixed at a volume ratio of 1: 1, a plate-like molded body was obtained in the same manner as in Test Example 1, and then heat treatment (atmosphere) Medium, 1500 ° C.). X-ray diffraction images before and after the heat treatment are shown in FIG.
9 (a) and 9 (b), since there is no difference in the X-ray diffraction images before and after the heat treatment, it is expected that the laminate composed of layers containing each compound independently is thermally stable.

試験例5
YTaOドープジルコニア粉末と、イットリア安定化ジルコニア(YSZ)粉末とを、体積比1:1にて混合した以外は、試験例1と同様にして、板状成形体を得た後、熱処理(大気雰囲気中、1,500℃)を行った。熱処理前後のX線回折像を図10に示す。
図10(a)及び(b)から、熱処理により、m−ZrO(単斜晶系ジルコニア)に由来するシグナルが検出されたので、各化合物を独立して含む層からなる積層体が熱的に安定ではないことが予想される。
Test Example 5
After obtaining a plate-like molded body in the same manner as in Test Example 1 except that YTaO 4 doped zirconia powder and yttria-stabilized zirconia (YSZ) powder were mixed at a volume ratio of 1: 1, heat treatment (atmosphere 1,500 ° C. in the atmosphere). The X-ray diffraction images before and after the heat treatment are shown in FIG.
10 (a) and 10 (b), since a signal derived from m-ZrO 2 (monoclinic zirconia) was detected by heat treatment, a laminate composed of layers containing each compound independently was thermally treated. Is not expected to be stable.

試験例6
TaZr2.75粉末と、Y1.08Ta2.76Zr0.24粉末とを、体積比1:1にて混合した以外は、試験例1と同様にして、板状成形体を得た後、熱処理(大気雰囲気中、1,500℃)を行った。熱処理前後のX線回折像を図11に示す。
図11(a)及び(b)から、熱処理前後のX線回折像に違いがないので、各化合物を独立して含む層からなる積層体が熱的に安定であることが予想される。
Test Example 6
Plate-like molding is performed in the same manner as in Test Example 1 except that TaZr 2.75 O 8 powder and Y 1.08 Ta 2.76 Zr 0.24 O 9 powder are mixed at a volume ratio of 1: 1. After obtaining the body, heat treatment (in air atmosphere, 1,500 ° C.) was performed. X-ray diffraction images before and after the heat treatment are shown in FIG.
11 (a) and 11 (b), since there is no difference in the X-ray diffraction images before and after the heat treatment, it is expected that the laminate composed of layers containing each compound independently is thermally stable.

試験例7
TaZr2.75粉末と、イットリア安定化ジルコニア粉末とを、体積比1:1にて混合した以外は、試験例1と同様にして、板状成形体を得た後、熱処理(大気雰囲気中、1,500℃)を行った。熱処理前後のX線回折像を図12に示す。
図12(a)及び(b)から、熱処理により、イットリア安定化ジルコニアに由来するシグナルが消失し、m−ZrO(単斜晶系ジルコニア)に由来するシグナルが検出されたので、各化合物を独立して含む層からなる積層体が熱的に安定ではないことが予想される。
Test Example 7
Except for mixing TaZr 2.75 O 8 powder and yttria-stabilized zirconia powder at a volume ratio of 1: 1, a plate-like molded body was obtained in the same manner as in Test Example 1, and then heat treatment (atmosphere) Medium, 1500 ° C.). X-ray diffraction images before and after the heat treatment are shown in FIG.
12 (a) and (b), the signal derived from yttria-stabilized zirconia disappeared by heat treatment, and the signal derived from m-ZrO 2 (monoclinic zirconia) was detected. It is expected that the laminate composed of the layers that are included independently is not thermally stable.

3.積層体の製造及びその評価
上記のように、耐熱金属基材が、MCrAlY合金又は白金アルミナイドからなる場合には、複合酸化物等を用いて遮熱層を配設した際に、耐熱金属基材の最表面に、酸化アルミニウム層(アルミナスケール)が形成されるので、以下の実験例では、酸化アルミニウム層の表面に、上記複合酸化物の1種又は2種からなる層を積層し、隣接する層の界面の安定性評価を行った。
3. Manufacture of laminate and its evaluation As described above, when the heat-resistant metal substrate is made of MCrAlY alloy or platinum aluminide, the heat-resistant metal substrate is disposed when the heat shielding layer is disposed using a composite oxide or the like. Since an aluminum oxide layer (alumina scale) is formed on the outermost surface of the aluminum oxide, in the following experimental example, a layer made of one or two of the above complex oxides is laminated on the surface of the aluminum oxide layer and adjacent to each other. The stability of the layer interface was evaluated.

実験例1
大明化学工業社製α−アルミナ粉体「TM−DAR」(商品名)1.1グラムを、内径15mmの成型ダイスに充填し、ピストンを用いて、軽く圧粉し、円板状とした。その後、成型ダイス内において、このα−アルミナ層の表面に、均等に、YTaOドープジルコニア粉末2.6グラムを充填し、軽く圧粉した。次いで、積層物を、800kg/cmの圧力でプレス成形し、更に、2.5t/cmの静水圧でCIP成形した。その後、成形体を、モトヤマ社製電気炉「スーパーバーン」(商品名)により熱処理(大気雰囲気中、1,500℃)し、厚さ約4mmの積層体を得た。
得られた積層体を、その中央付近で切断し、切断面を鏡面研磨した。その後、日立電子社製電子顕微鏡「S4500」(型式名)により、研磨面の観察及びエネルギー分散型X線分析(以下、「EDS分析」という)を行った。その結果を図13に示す。隣り合う層に原子(Al又はTa)の移動がなく、安定な層構造であることが分かった。
Experimental example 1
1.1 grams of α-alumina powder “TM-DAR” (trade name) manufactured by Daimei Chemical Industry Co., Ltd. was filled into a molding die having an inner diameter of 15 mm, and lightly compacted with a piston to form a disk. Thereafter, 2.6 g of YTaO 4 -doped zirconia powder was evenly filled on the surface of the α-alumina layer in a molding die and lightly compacted. Next, the laminate was press-molded at a pressure of 800 kg / cm 2 and further CIP-molded at a hydrostatic pressure of 2.5 t / cm 2 . Thereafter, the molded body was heat-treated (1,500 ° C. in the air atmosphere) with an electric furnace “Superburn” (trade name) manufactured by Motoyama, and a laminate having a thickness of about 4 mm was obtained.
The obtained laminate was cut near the center, and the cut surface was mirror-polished. Thereafter, observation of the polished surface and energy dispersive X-ray analysis (hereinafter referred to as “EDS analysis”) were performed using an electron microscope “S4500” (model name) manufactured by Hitachi Electronics. The result is shown in FIG. It was found that there was no movement of atoms (Al or Ta) between adjacent layers, and the layer structure was stable.

実験例2
上記α−アルミナ粉体「TM−DAR」(商品名)1.1グラムを、内径15mmの成型ダイスに充填し、ピストンを用いて、軽く圧粉し、円板状とした。その後、成型ダイス内において、このα−アルミナ層の表面に、均等に、YTaOドープジルコニア粉末2.6グラムを充填し、軽く圧粉した。次いで、成型ダイス内において、このYTaOドープジルコニア層の表面に、均等に、TaZr2.75粉末1.5グラムを充填し、軽く圧粉した。その後、積層物を、800kg/cmの圧力でプレス成形し、更に、2.5t/cmの静水圧でCIP成形した。次いで、成形体を、モトヤマ社製電気炉「スーパーバーン」(商品名)により熱処理(大気雰囲気中、1,500℃)し、厚さ約6mmの3層型積層体を得た。
得られた3層型積層体について、実験例1と同様の評価に供した。その結果を図14に示す。上側2層の界面においてTa原子の量的変化が見られ、安定な層構造であることが分かった。
Experimental example 2
The α-alumina powder “TM-DAR” (trade name) (1.1 gram) was filled in a molding die having an inner diameter of 15 mm, and lightly compressed using a piston to form a disk. Thereafter, 2.6 g of YTaO 4 -doped zirconia powder was evenly filled on the surface of the α-alumina layer in a molding die and lightly compacted. Next, in the molding die, the surface of this YTaO 4 -doped zirconia layer was evenly filled with 1.5 g of TaZr 2.75 O 8 powder and lightly compacted. Thereafter, the laminate was press-molded at a pressure of 800 kg / cm 2 and further CIP-molded at a hydrostatic pressure of 2.5 t / cm 2 . Next, the molded body was heat-treated (1,500 ° C. in an air atmosphere) with an electric furnace “Superburn” (trade name) manufactured by Motoyama, and a three-layer laminate having a thickness of about 6 mm was obtained.
The obtained three-layer laminate was subjected to the same evaluation as in Experimental Example 1. The result is shown in FIG. A quantitative change in Ta atoms was observed at the interface between the upper two layers, indicating a stable layer structure.

実験例3
上記α−アルミナ粉体「TM−DAR」(商品名)1.1グラムを、内径15mmの成型ダイスに充填し、ピストンを用いて、軽く圧粉し、円板状とした。その後、成型ダイス内において、このα−アルミナ層の表面に、均等に、YTaOドープジルコニア粉末2.6グラムを充填し、軽く圧粉した。次いで、成型ダイス内において、このYTaOドープジルコニア層の表面に、均等に、TaZr2.75粉末1.5グラムを充填し、軽く圧粉した。その後、成型ダイス内において、このTaZr2.75層の表面に、均等に、Y1.08Ta2.76Zr0.24粉末及びTaZr2.75粉末を等体積とした混合粉末1.6gを充填し、軽く圧粉した。次いで、積層物を、800kg/cmの圧力でプレス成形し、更に、2.5t/cmの静水圧でCIP成形した。その後、成形体を、モトヤマ社製電気炉「スーパーバーン」(商品名)により熱処理(大気雰囲気中、1,500℃)し、厚さ約8mmの4層型積層体を得た。
得られた4層型積層体について、実験例1と同様の評価に供した。その結果を図15に示す。上側2層の界面においてTa原子の量的変化が見られ、安定な層構造であることが分かった。
Experimental example 3
The α-alumina powder “TM-DAR” (trade name) (1.1 gram) was filled in a molding die having an inner diameter of 15 mm, and lightly compressed using a piston to form a disk. Thereafter, 2.6 g of YTaO 4 -doped zirconia powder was evenly filled on the surface of the α-alumina layer in a molding die and lightly compacted. Next, in the molding die, the surface of this YTaO 4 -doped zirconia layer was evenly filled with 1.5 g of TaZr 2.75 O 8 powder and lightly compacted. Then, in the molding die, the Y 1.08 Ta 2.76 Zr 0.24 O 9 powder and the TaZr 2.75 O 8 powder were made equal in volume on the surface of the TaZr 2.75 O 8 layer. The mixed powder 1.6g was filled and lightly compressed. Next, the laminate was press-molded at a pressure of 800 kg / cm 2 and further CIP-molded at a hydrostatic pressure of 2.5 t / cm 2 . Thereafter, the molded body was heat-treated (in the atmosphere, 1,500 ° C.) with an electric furnace “Superburn” (trade name) manufactured by Motoyama, and a four-layer laminate having a thickness of about 8 mm was obtained.
The obtained four-layer laminate was subjected to the same evaluation as in Experimental Example 1. The result is shown in FIG. A quantitative change in Ta atoms was observed at the interface between the upper two layers, indicating a stable layer structure.

本発明の遮熱構造によれば、酸化アルミニウム層の表面に、低熱伝導性及び耐久性に優れる皮膜を備えるので、航空機用ジェットエンジンにおける燃焼器、発電用ガスタービンにおける高温部品、その他、各種プラントにおける高温部品等への適用に好適である。   According to the heat-shielding structure of the present invention, the surface of the aluminum oxide layer is provided with a coating having low thermal conductivity and durability, so that it is a combustor in an aircraft jet engine, a high-temperature component in a power generation gas turbine, and other various plants. It is suitable for application to high-temperature parts and the like.

10:遮熱構造、11:耐熱金属基材、13:酸化アルミニウム層、15:第1層、17:第2層、19:第3層   10: heat shielding structure, 11: heat-resistant metal substrate, 13: aluminum oxide layer, 15: first layer, 17: second layer, 19: third layer

Claims (3)

耐熱金属基材と、該耐熱金属基材の表面に形成された酸化アルミニウム層と、該酸化アルミニウム層の表面に形成されたYTaOドープジルコニアを含む第1層と、該第1層の表面に形成された、下記一般式(11)で表される化合物(B)を含む第2層とを備えることを特徴とする遮熱構造。
Ta 1−4x Zr 2.75+5x (11)
(式中、xは、−0.021〜0.069である。)
A refractory metal substrate, a heat-resistant metal substrate of aluminum oxide layer formed on the surface of a first layer comprising a YTaO 4 doped zirconia formed on the surface of the aluminum oxide layer, on the surface of the first layer And a formed second layer containing a compound (B) represented by the following general formula (11) .
Ta 1-4x Zr 2.75 + 5x O 8 (11)
(Wherein x is -0.021 to 0.069)
更に、前記第2層の表面に、上記化合物(B)と、下記一般式(21)で表される化合物(C)とを、両者の合計を100体積%とした場合に、それぞれ、30〜70体積%及び30〜70体積%の割合で含む第3層を備える請求項に記載の遮熱構造。
1+yTa3−3yZr3y (21)
(式中、yは、0.05〜0.10である。)
Furthermore, on the surface of the second layer, the compound (B) and the compound (C) represented by the following general formula (21) are each 30 to 30% when the total of both is 100% by volume. heat insulating structure of claim 1, further comprising a third layer in a proportion of 70 vol% and 30 to 70 vol%.
Y 1 + y Ta 3-3y Zr 3y O 9 (21)
(In the formula, y is 0.05 to 0.10.)
前記耐熱金属基材が、MCrAlY(Mは、Ni、Co及びFeから選ばれた少なくとも1種の原子である)である請求項1又は2に記載の遮熱構造。 3. The heat shield structure according to claim 1, wherein the refractory metal substrate is MCrAlY (M is at least one atom selected from Ni, Co, and Fe).
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