JP6917185B2 - Thermal radiation suppression film and covering member provided with it - Google Patents

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本発明は、例えば火力発電設備等において敷設される高温物体としての高温配管の表面を覆う被覆部材と、その被覆部材を構成する被覆基材としてのステンレス鋼の箔の表面に設けられる熱輻射抑制膜に関する発明である。この熱輻射抑制膜により、赤外線領域における反射率を高め、すなわち輻射率を低減し、高温配管からの放熱ロスを低減させるものである。 In the present invention, for example, a coating member that covers the surface of a high-temperature pipe as a high-temperature object laid in a thermal power generation facility and the like, and heat radiation suppression provided on the surface of a stainless steel foil as a coating base material constituting the coating member. It is an invention relating to a membrane. This heat radiation suppression film increases the reflectance in the infrared region, that is, reduces the emissivity and reduces the heat dissipation loss from the high temperature piping.

従来、輻射伝熱を抑える膜としてセラミックスを多層に積層した積層膜が検討されている。この積層膜によれば、赤外線を反射することによって放熱ロスを減少させることができる。しかし、このようなセラミックスの積層膜では、赤外線の反射波長帯が狭く、反射率も低いことから、輻射伝熱の十分な抑制を図ることが難しい。 Conventionally, a laminated film in which ceramics are laminated in multiple layers has been studied as a film for suppressing radiant heat transfer. According to this laminated film, heat dissipation loss can be reduced by reflecting infrared rays. However, in such a laminated film of ceramics, since the reflection wavelength band of infrared rays is narrow and the reflectance is low, it is difficult to sufficiently suppress radiant heat transfer.

この種の熱輻射抑制膜として、例えば特許文献1には熱反射材が開示されている。この熱反射材は、チタン酸化物系材料層としてのATi層とアルミナ系材料層とが各2層以上交互に積層され、ATi層が最表面側に配置されるものである。ATi層のAとしては、イットリウム(Y)、サマリウム(Sm)等の希土類元素が用いられる。 As a heat radiation suppressing film of this kind, for example, Patent Document 1 discloses a heat reflecting material. In this heat reflective material, two or more layers of A 2 Ti 2 O 7 as a titanium oxide-based material layer and two or more layers of an alumina-based material are alternately laminated, and the A 2 Ti 2 O 7 layer is arranged on the outermost surface side. Is to be done. Rare earth elements such as yttrium (Y) and samarium (Sm) are used as A in the A 2 Ti 2 O 7 layer.

特開2014−55079号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-55079

前述した特許文献1に記載されている従来構成の熱反射材において、その反射率は、光の波長が0.3〜0.7μm(300〜700nm)及び1.0〜1.4μm(1000〜1400nm)という狭い波長範囲で高くなっているに過ぎず、その反射率も50%未満という低いものであった。このため、基材表面の輻射率を十分に低減させることができず、輻射伝熱の抑制を図ることが難しいという欠点があった。 In the heat-reflecting material having the conventional structure described in Patent Document 1 described above, the reflectance of the heat-reflecting material has a wavelength of light of 0.3 to 0.7 μm (300 to 700 nm) and 1.0 to 1.4 μm (1000 to 1000 to). It was only high in the narrow wavelength range of 1400 nm), and its reflectance was as low as less than 50%. Therefore, there is a drawback that the emissivity of the surface of the base material cannot be sufficiently reduced and it is difficult to suppress the radiant heat transfer.

一方、一般的に、金、銀、銅などの赤外反射率の高い各種金属も輻射伝熱を抑制できる候補ではあるものの、高温環境下では蒸発や凝集などによる劣化、さらに酸素の存在する大気中では酸化劣化などを伴うことから耐熱寿命が短いという問題があった。 On the other hand, in general, various metals with high infrared reflectance such as gold, silver, and copper are also candidates that can suppress radiant heat transfer, but in a high temperature environment, deterioration due to evaporation and aggregation, and an atmosphere in which oxygen is present. Among them, there is a problem that the heat-resistant life is short because it is accompanied by oxidative deterioration and the like.

そこで、本発明の目的とするところは、高温物体の輻射伝熱を格段に抑制できるとともに、その効果を長期に亘って維持できる熱輻射抑制膜及びそれを備えた被覆部材を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a heat radiation suppression film capable of remarkably suppressing radiant heat transfer of a high-temperature object and maintaining its effect for a long period of time, and a coating member provided with the same. ..

上記の目的を達成するために、本発明の熱輻射抑制膜は、高温物体の輻射伝熱を抑制すべく、その高温物体を覆うステンレス鋼製の被覆基材の表面に設けられる熱輻射抑制膜であって、前記被覆基材の表面には成分の移行を抑制するバリア膜を介して光を反射する反射膜が設けられ、当該反射膜の表面には反射膜の酸化を抑制する酸化抑制膜が積層されて構成されている。 In order to achieve the above object, the heat radiation suppression film of the present invention is a heat radiation suppression film provided on the surface of a stainless steel coating substrate covering the high temperature object in order to suppress the radiant heat transfer of the high temperature object. A reflective film that reflects light via a barrier film that suppresses the migration of components is provided on the surface of the coating substrate, and an oxidation-suppressing film that suppresses oxidation of the reflective film is provided on the surface of the reflective film. Are laminated and configured.

一般に、輻射率(%)はキルヒホッフの法則により次式で表される。
輻射率(%)=吸収率(%)=100%−反射率(%)−透過率(%)
この関係より、反射率の高い反射膜表面では輻射率が低くなるため、被覆基材側からの熱エネルギーの伝達すなわち輻射伝熱が抑えられる。さらに、その反射膜は酸化抑制膜で覆われていることから、酸素の透過が遮られることにより反射膜の酸化が抑えられ、反射膜の劣化の進行が抑制される。
Generally, the emissivity (%) is expressed by the following equation according to Kirchhoff's law.
Emissivity (%) = Absorption rate (%) = 100% -Reflectance (%) -Transmittance (%)
From this relationship, since the emissivity is low on the surface of the reflective film having high reflectance, the transfer of heat energy from the coating substrate side, that is, the radiant heat transfer is suppressed. Further, since the reflective film is covered with an oxidation-suppressing film, the oxidation of the reflective film is suppressed by blocking the permeation of oxygen, and the progress of deterioration of the reflective film is suppressed.

加えて、反射膜と被覆基材との間にはバリア膜が設けられていることから、反射膜の成分と被覆基材の成分との間の両成分の移行が遮られ、両成分の反応を抑えることができ、反射膜の機能を長期間に亘って良好に発揮することができる。 In addition, since a barrier film is provided between the reflective film and the coating base material, the transfer of both components between the component of the reflective film and the component of the coating base material is blocked, and the reaction of both components is blocked. Can be suppressed, and the function of the reflective film can be satisfactorily exhibited over a long period of time.

本発明の熱輻射抑制膜によれば、高温物体の輻射伝熱を格段に抑制できるとともに、その効果を長期に亘って維持することができる。 According to the heat radiation suppression film of the present invention, the radiant heat transfer of a high temperature object can be remarkably suppressed, and the effect can be maintained for a long period of time.

(a)は実施形態において、被覆基材表面に順にバリア膜、反射膜及び酸化抑制膜を形成して熱輻射抑制膜とした状態を模式的に示す断面図、(b)は被覆基材表面に順に第1バリア膜、第2バリア膜、反射膜及び酸化抑制膜を形成して熱輻射抑制膜とした状態を模式的に示す断面図。(A) is a cross-sectional view schematically showing a state in which a barrier film, a reflective film and an oxidation suppressing film are sequentially formed on the surface of the covering base material to form a heat radiation suppressing film in the embodiment, and (b) is a cross-sectional view schematically showing a state where the coating base material surface is formed. FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing a state in which a first barrier membrane, a second barrier membrane, a reflection film, and an oxidation suppression film are formed in this order to form a heat radiation suppression film. (a)は高温配管の外周に被覆部材を配置し、その被覆部材の外周に保温材を配置した状態を模式的に示す断面図、(b)は(a)の2b部分を示す拡大断面図。(A) is a cross-sectional view schematically showing a state in which a covering member is arranged on the outer periphery of a high-temperature pipe and a heat insulating material is arranged on the outer periphery of the covering member, and (b) is an enlarged cross-sectional view showing a portion 2b of (a). .. 石英ガラス表面にニッケルシリサイドの反射膜を形成した状態におけるX線回折パターン図。FIG. 5 is an X-ray diffraction pattern diagram in a state where a nickel silicide reflective film is formed on a quartz glass surface. 被覆基材上に第1バリア膜のシリカ(SiO)、第2バリア膜のタングステン、反射膜のコバルトシリサイド及び酸化抑制膜の窒化珪素を形成した熱輻射抑制膜について、光の波長(μm)と反射率(%)との関係を示すグラフ。The wavelength of light (μm) of a thermal radiation suppression film in which silica (SiO 2 ) of the first barrier film, tungsten of the second barrier film, cobalt silicide of the reflection film, and silicon nitride of the oxidation suppression film are formed on the coating substrate. A graph showing the relationship between and reflectance (%). 実施例1において、熱輻射抑制膜を700℃に所定時間加熱したときの光の波長(μm)と反射率(%)との関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between the wavelength (μm) of light and the reflectance (%) when the heat radiation suppression film was heated to 700 degreeC for a predetermined time in Example 1. FIG. 実施例1において、熱輻射抑制膜を750℃に所定時間加熱したときの光の波長(μm)と反射率(%)との関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between the wavelength (μm) of light and the reflectance (%) when the heat radiation suppression film was heated to 750 ° C. for a predetermined time in Example 1. FIG. 実施例1において、熱輻射抑制膜を800℃に所定時間加熱したときの光の波長(μm)と反射率(%)との関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between the wavelength (μm) of light and the reflectance (%) when the heat radiation suppression film was heated to 800 degreeC for a predetermined time in Example 1. FIG. 図5に示した状態において、反射率が10%減少するまでの時間(寿命)を求めるための時間(hr)と反射率(%)との関係を示すグラフ。In the state shown in FIG. 5, a graph showing the relationship between the time (hr) for obtaining the time (lifetime) until the reflectance decreases by 10% and the reflectance (%). 図6に示した状態において、反射率が10%減少するまでの時間(寿命)を求めるための時間(hr)と反射率(%)との関係を示すグラフ。In the state shown in FIG. 6, a graph showing the relationship between the time (hr) for obtaining the time (lifetime) until the reflectance decreases by 10% and the reflectance (%). 図7に示した状態において、反射率が10%減少するまでの時間(寿命)を求めるための時間(hr)と反射率(%)との関係を示すグラフ。In the state shown in FIG. 7, a graph showing the relationship between the time (hr) for obtaining the time (lifetime) until the reflectance decreases by 10% and the reflectance (%). 実施例1の熱輻射抑制膜の耐久性に関する加速劣化試験(5年寿命及び10年寿命を求める)の結果を表し、温度(絶対温度Tの逆数)と時間〔時間t(hr)の対数〕との関係を示すグラフ。The result of the accelerated deterioration test (requiring the life of 5 years and the life of 10 years) regarding the durability of the thermal radiation suppression film of Example 1 is shown, and the temperature (the reciprocal of the absolute temperature T) and the time [the logarithm of the time t (hr)] are shown. A graph showing the relationship with. 実施例2の熱輻射抑制膜の耐久性に関する加速劣化試験(5年寿命及び10年寿命を求める)の結果を表し、温度(絶対温度Tの逆数)と時間〔時間t(hr)の対数〕との関係を示すグラフ。The result of the accelerated deterioration test (requiring the life of 5 years and the life of 10 years) regarding the durability of the thermal radiation suppression film of Example 2 is shown, and the temperature (the reciprocal of the absolute temperature T) and the time [the logarithm of the time t (hr)] are shown. A graph showing the relationship with. 実施例3の熱輻射抑制膜の耐久性に関する加速劣化試験(5年寿命及び10年寿命を求める)の結果を表し、温度(絶対温度Tの逆数)と時間〔時間t(hr)の対数〕との関係を示すグラフ。The result of the accelerated deterioration test (requiring the life of 5 years and the life of 10 years) regarding the durability of the thermal radiation suppression film of Example 3 is shown, and the temperature (the reciprocal of the absolute temperature T) and the time [the logarithm of the time t (hr)] are shown. A graph showing the relationship with. 実施例4の熱輻射抑制膜の耐久性に関する加速劣化試験(5年寿命及び10年寿命を求める)の結果を表し、温度(絶対温度Tの逆数)と時間〔時間t(hr)の対数〕との関係を示すグラフ。The result of the accelerated deterioration test (requiring the life of 5 years and the life of 10 years) regarding the durability of the thermal radiation suppression film of Example 4 is shown, and the temperature (the reciprocal of the absolute temperature T) and the time [the logarithm of the time t (hr)] are shown. A graph showing the relationship with. 実施例5の熱輻射抑制膜の耐久性に関する加速劣化試験(5年寿命及び10年寿命を求める)の結果を表し、温度(絶対温度Tの逆数)と時間〔時間t(hr)の対数〕との関係を示すグラフ。The result of the accelerated deterioration test (requiring the life of 5 years and the life of 10 years) regarding the durability of the thermal radiation suppression film of Example 5 is shown, and the temperature (the reciprocal of the absolute temperature T) and the time [the logarithm of the time t (hr)] are shown. A graph showing the relationship with.

以下、本発明の実施形態を図1〜図3に基づいて詳細に説明する。
図2(a)に示すように、例えば火力発電所設備における高温物体としての高温配管11の表面(外周面)には当該高温配管11の輻射伝熱を抑制するための被覆部材12が配置され、その被覆部材12の表面(外周面)には高温配管11からの放熱を抑えるための保温材(断熱材)13が配置されている。前記被覆部材12は箔状に形成され、高温配管11の外周に巻き付けられた後にその被覆部材12の外周に保温材13が被覆される。前記高温配管11は使用時には100〜600℃の高温に達し、そのような高温における輻射伝熱を抑制し、エネルギー効率を高めることが求められる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 3.
As shown in FIG. 2A, for example, a covering member 12 for suppressing radiant heat transfer of the high temperature pipe 11 is arranged on the surface (outer peripheral surface) of the high temperature pipe 11 as a high temperature object in a thermal power plant facility. On the surface (outer peripheral surface) of the covering member 12, a heat insulating material (heat insulating material) 13 for suppressing heat dissipation from the high temperature pipe 11 is arranged. The covering member 12 is formed in a foil shape, and after being wound around the outer periphery of the high temperature pipe 11, the outer periphery of the covering member 12 is coated with the heat insulating material 13. The high temperature pipe 11 reaches a high temperature of 100 to 600 ° C. at the time of use, and it is required to suppress radiant heat transfer at such a high temperature and improve energy efficiency.

この高温配管11の材質は特に制限されず、炭素鋼、ステンレス鋼、合金鋼等のほかシリカ、アルミナ等であってよい。前記高温物体としては、高温配管11以外に鉄鋼、自動車、航空宇宙等の分野における種々の材料が適用される。前記保温材13は、高温用断熱材であるセラミックファイバー等により数十mmの厚さに形成される。 The material of the high-temperature pipe 11 is not particularly limited, and may be carbon steel, stainless steel, alloy steel, or the like, as well as silica, alumina, or the like. As the high temperature object, various materials in fields such as steel, automobiles, and aerospace are applied in addition to the high temperature pipe 11. The heat insulating material 13 is formed to a thickness of several tens of mm by a ceramic fiber or the like which is a heat insulating material for high temperature.

図2(b)に拡大して示すように、前記被覆部材12は被覆基材としてのステンレス鋼の箔14の表面に熱輻射抑制膜15が設けられて構成され、箔14が内周側すなわち高温配管11側に配置され、熱輻射抑制膜15が外周側すなわち保温材13側に配置されている。このように高温配管11の外周に被覆部材12を配置することにより、高温配管11の輻射伝熱を有効に抑制することができる。この被覆部材12を構成するステンレス鋼の箔14と熱輻射抑制膜15とを内外周逆に配置すると、熱輻射抑制膜15の性能が低下するとともにその機能を発揮できず輻射伝熱量が増大して好ましくない。 As shown enlarged in FIG. 2B, the coating member 12 is configured by providing a heat radiation suppression film 15 on the surface of a stainless steel foil 14 as a coating base material, and the foil 14 is on the inner peripheral side, that is, on the inner peripheral side. It is arranged on the high temperature pipe 11 side, and the heat radiation suppressing film 15 is arranged on the outer peripheral side, that is, on the heat insulating material 13 side. By arranging the covering member 12 on the outer periphery of the high temperature pipe 11 in this way, the radiant heat transfer of the high temperature pipe 11 can be effectively suppressed. If the stainless steel foil 14 and the heat radiation suppression film 15 constituting the covering member 12 are arranged upside down on the inner and outer circumferences, the performance of the heat radiation suppression film 15 deteriorates and its function cannot be exhibited, and the amount of radiant heat transfer increases. Is not preferable.

前記被覆基材のステンレス鋼としては、箔状に形成でき、その形状を保持しやすく、高温での安定性も高い点からオーステナイト系ステンレス鋼が好ましく、具体的にはSUS304、SUS316L等が好適に用いられる。SUS304は、鉄を主成分としニッケル8〜11質量%、クロム18〜20質量%等を含有する。SUS316Lは、鉄を主成分としニッケル12〜16質量%、クロム16〜18質量%及びモリブデン2〜3質量%等を含有する。 As the stainless steel of the coating base material, austenitic stainless steel is preferable because it can be formed into a foil shape, its shape can be easily maintained, and its stability at high temperature is high, and specifically, SUS304, SUS316L and the like are preferable. Used. SUS304 contains iron as a main component, nickel 8 to 11% by mass, chromium 18 to 20% by mass, and the like. SUS316L contains iron as a main component and contains 12 to 16% by mass of nickel, 16 to 18% by mass of chromium, 2 to 3% by mass of molybdenum, and the like.

このステンレス鋼の箔14の厚さは1〜100μmであることが好ましく、10〜25μmであることがさらに好ましい。厚さが1μmを下回るステンレス鋼の箔14は製造が困難になる一方、厚さが100μmを上回るステンレス鋼の箔14は柔軟性が低下するとともに、製造コストも上昇する。 The thickness of the stainless steel foil 14 is preferably 1 to 100 μm, more preferably 10 to 25 μm. The stainless steel foil 14 having a thickness of less than 1 μm is difficult to manufacture, while the stainless steel foil 14 having a thickness of more than 100 μm is less flexible and the manufacturing cost is increased.

図1(a)に示すように、前記熱輻射抑制膜15は、箔14の表面に成分の移行(拡散)を抑制するバリア膜16を介して光を反射する反射膜17が設けられ、当該反射膜17の表面に反射膜17の酸化を抑制する酸化抑制膜18が積層されて構成されている。 As shown in FIG. 1A, the thermal radiation suppression film 15 is provided with a reflection film 17 that reflects light via a barrier film 16 that suppresses the migration (diffusion) of components on the surface of the foil 14. An oxidation-suppressing film 18 that suppresses the oxidation of the reflective film 17 is laminated on the surface of the reflective film 17.

図1(b)に示すように、この熱輻射抑制膜15は、前記図1(a)に示した熱輻射抑制膜15のバリア膜16を、反射膜17側の第1バリア膜16aと、箔14側の第2バリア膜16bとを積層して構成したものである。 As shown in FIG. 1 (b), the thermal radiation suppression film 15 uses the barrier film 16 of the thermal radiation suppression film 15 shown in FIG. 1 (a) with the first barrier film 16a on the reflection film 17 side. It is formed by laminating the second barrier film 16b on the foil 14 side.

前記反射膜17は、金属シリサイドのうち非酸化物金属シリサイドが好ましく、その非酸化物金属シリサイドとしてはコバルトシリサイド(CoSi)又はニッケルシリサイド(NiSix)が好ましい。ここで、ニッケルシリサイドのxは1〜2である。 The reflective film 17 is preferably a non-oxide metal silicide among the metal silicides, and the non-oxide metal silicide is preferably cobalt silicide (CoSi 2 ) or nickel silicide (NiSix). Here, x of nickel silicide is 1 to 2.

図3のX線回折パターン結果に示すように、ニッケルとシリコン(珪素)を用いて同時スパッタリング法によりバリア膜16の表面に反射膜17を形成したとき、最も高い反射率を示すニッケルシリサイドとしてNiSiとNiSiの2種類混在することが示された。従って、前記ニッケルシリサイド(NiSix)のxは1〜2の範囲である。 As shown in the X-ray diffraction pattern result of FIG. 3, when the reflective film 17 is formed on the surface of the barrier membrane 16 by the simultaneous sputtering method using nickel and silicon (silicon), NiSi is used as the nickel silicide showing the highest reflectance. It was shown that two types, 2 and NiSi, were mixed. Therefore, x of the nickel silicide (NiSix) is in the range of 1 to 2.

これらの金属シリサイドは、箔14表面における光の反射率を高めることができ、特に光の波長が1〜25μm(1000〜25000nm)という広範囲の赤外線領域における光の反射率を90%以上まで高めることができる。すなわち、輻射率を10%以下に抑え、輻射伝熱を格段に抑制することができる。 These metal silicides can increase the reflectance of light on the surface of the foil 14, and in particular, increase the reflectance of light in a wide range of infrared regions having a wavelength of 1 to 25 μm (1000 to 25000 nm) to 90% or more. Can be done. That is, the emissivity can be suppressed to 10% or less, and the radiant heat transfer can be remarkably suppressed.

前記反射膜17は、具体的にはスパッタリング法(直接スパッタリング法)又は同時スパッタリング法の常法に従って形成される。例えば、コバルトシリサイドを同時スパッタリング法で形成する場合には、コバルトとシリコン(珪素)をターゲットとし、アルゴン等の不活性ガスによりスパッタリングを行ってコバルトとシリコン(珪素)を反応させ、コバルトシリサイドの膜をバリア膜16上に形成することができる。 Specifically, the reflective film 17 is formed according to a conventional method of a sputtering method (direct sputtering method) or a simultaneous sputtering method. For example, when cobalt silicide is formed by the simultaneous sputtering method, cobalt and silicon (silicon) are targeted, and sputtering is performed with an inert gas such as argon to react cobalt and silicon (silicon) to form a cobalt silicide film. Can be formed on the barrier film 16.

この反射膜17の厚さは、反射率を高める観点から150〜300nmであることが好ましい。反射膜17の厚さが150nmを下回る場合には、十分な反射率が得られなかったり、反射膜17の強度が確保できなかったりして好ましくない。その一方、反射膜17の厚さが300nmを上回る場合には、反射膜17の厚さに見合う反射率の向上が望めなかったり、製造コストが嵩んだりして好ましくない。 The thickness of the reflective film 17 is preferably 150 to 300 nm from the viewpoint of increasing the reflectance. If the thickness of the reflective film 17 is less than 150 nm, sufficient reflectance cannot be obtained or the strength of the reflective film 17 cannot be ensured, which is not preferable. On the other hand, when the thickness of the reflective film 17 exceeds 300 nm, the reflectance cannot be expected to be improved to match the thickness of the reflective film 17, and the manufacturing cost is increased, which is not preferable.

前記酸化抑制膜18は酸素の透過を抑えて反射膜17の酸化を抑制して保護するものである。酸化抑制膜18を構成する化合物のうち、酸素バリア性が高く、反射膜17の酸化抑制作用に優れる点から窒化物が好ましく、その窒化物の中で特に窒化珪素(Si)が好ましい。この酸化抑制膜18により、600℃以上という高温領域における熱輻射抑制膜15の耐酸化性を発現できる。 The oxidation-suppressing film 18 suppresses the permeation of oxygen and suppresses the oxidation of the reflection film 17 to protect it. Among the compounds constituting the oxidation-inhibiting film 18, high oxygen barrier property is preferably nitride from the viewpoint of excellent oxidation inhibiting effect of the reflective film 17, in particular silicon nitride (Si 3 N 4) are preferable among the nitride thereof .. The oxidation-suppressing film 18 can exhibit the oxidation resistance of the heat radiation-suppressing film 15 in a high temperature region of 600 ° C. or higher.

この酸化抑制膜18は、直接スパッタリング法又は反応性スパッタリング法の常法に従って形成される。例えば、窒化珪素の膜を反応性スパッタリング法で形成する場合には、珪素をターゲットとし、窒素ガスを流してスパッタリングを行い、珪素と窒素を反応させて窒化珪素の膜を反射膜17上に形成することができる。 The oxidation-suppressing film 18 is formed according to a conventional method of a direct sputtering method or a reactive sputtering method. For example, when a silicon nitride film is formed by a reactive sputtering method, a silicon nitride film is formed on the reflective film 17 by targeting silicon, flowing nitrogen gas to perform sputtering, and reacting silicon with nitrogen to form a silicon nitride film. can do.

当該酸化抑制膜18の厚さは10〜100nmであることが好ましい。酸化抑制膜18の厚さが10nmより薄い場合には、十分な酸化抑制作用が得られなかったり、酸化抑制膜18の強度が確保できなかったりして好ましくない。その一方、酸化抑制膜18の厚さが100nmより厚い場合には、酸化抑制膜18の厚さに見合う酸化抑制作用が得られなかったり、製造コストが嵩んだりするだけでなく、反射膜17との積層体としたとき反射率を低下させるため好ましくない。 The thickness of the oxidation-suppressing film 18 is preferably 10 to 100 nm. When the thickness of the oxidation-suppressing film 18 is thinner than 10 nm, it is not preferable because a sufficient oxidation-suppressing action cannot be obtained or the strength of the oxidation-suppressing film 18 cannot be ensured. On the other hand, when the thickness of the oxidation-suppressing film 18 is thicker than 100 nm, not only the oxidation-suppressing action corresponding to the thickness of the oxidation-suppressing film 18 cannot be obtained and the manufacturing cost increases, but also the reflective film 17 is increased. It is not preferable because the reflectance is lowered when the laminated body is formed with.

前記バリア膜16は反射膜17の機能を長期に亘って維持させることができ、熱輻射抑制膜15の寿命を例えば600℃で好ましくは5年以上、さらに好ましくは10年以上に延長することができる。 The barrier film 16 can maintain the function of the reflective film 17 for a long period of time, and the life of the heat radiation suppressing film 15 can be extended to, for example, 600 ° C., preferably 5 years or more, and more preferably 10 years or more. can.

このバリア膜16を構成する材料としては、ステンレス鋼の箔14の成分と反射膜17の成分との間の反応を抑制するために、シリカ(SiO)の膜又はシリカの膜と金属化合物の膜若しくはシリカの膜と金属の膜が好ましい。前記金属化合物としては酸化クロム(Cr)等が好ましく、金属としてはタングステン(W)等が好ましい。当該バリア膜16を構成する材料は、前記酸化抑制膜18を構成する材料とは相違する材料が好適に使用される。このバリア膜16は前記材料により通常1層又は2層で構成される。具体的には、バリア膜16をシリカのみの1層で構成したり、第1バリア膜16aとしてシリカ、第2バリア膜16bとしてタングステンの2層で構成したり、第1バリア膜16aとしてシリカ、第2バリア膜16bとして酸化クロムの2層で構成したりしてもよい。 The material constituting the barrier film 16 is a silica (SiO 2 ) film or a silica film and a metal compound in order to suppress the reaction between the component of the stainless steel foil 14 and the component of the reflective film 17. Membranes or silica membranes and metal membranes are preferred. Chromium oxide (Cr 2 O 3 ) or the like is preferable as the metal compound, and tungsten (W) or the like is preferable as the metal. As the material constituting the barrier membrane 16, a material different from the material constituting the oxidation suppression film 18 is preferably used. The barrier membrane 16 is usually composed of one or two layers depending on the material. Specifically, the barrier membrane 16 is composed of one layer of silica only, the first barrier membrane 16a is composed of two layers of silica, the second barrier membrane 16b is composed of two layers of tungsten, and the first barrier membrane 16a is silica. The second barrier membrane 16b may be composed of two layers of chromium oxide.

前記バリア膜16は、直接スパッタリング法又は反応性スパッタリング法の常法に従って形成される。このバリア膜16の厚さは10〜100nmであることが好ましい。バリア膜16の厚さが10nm未満の場合には、反射膜17の成分とステンレス鋼の箔14の成分との間の十分な反応抑制作用が得られなかったり、バリア膜16の強度が確保できなかったりして好ましくない。その一方、バリア膜16の厚さが100nmを超える場合には、バリア膜16の厚さに見合う反応抑制作用が得られなかったり、製造コストが上昇したりして好ましくない。 The barrier film 16 is formed according to a conventional method of a direct sputtering method or a reactive sputtering method. The thickness of the barrier membrane 16 is preferably 10 to 100 nm. When the thickness of the barrier film 16 is less than 10 nm, a sufficient reaction suppressing action between the component of the reflective film 17 and the component of the stainless steel foil 14 cannot be obtained, or the strength of the barrier film 16 can be ensured. It is not preferable because it does not exist. On the other hand, when the thickness of the barrier membrane 16 exceeds 100 nm, a reaction suppressing action commensurate with the thickness of the barrier membrane 16 cannot be obtained, or the manufacturing cost increases, which is not preferable.

以上のように構成された熱輻射抑制膜15をステンレス鋼の箔14の外表面に設けることによって被覆部材12が得られ、その被覆部材12を高温配管11に巻いて被覆することにより高温配管11の輻射伝熱(輻射率)を低減させ、放熱ロスを減少させてエネルギー効率を向上させることができる。ここで、輻射率(%)は、キルヒホッフの法則に基づいて下式により算出される。 A coating member 12 is obtained by providing the heat radiation suppression film 15 configured as described above on the outer surface of the stainless steel foil 14, and the coating member 12 is wound around the high temperature pipe 11 to cover the high temperature pipe 11. Radiant heat transfer (radiance rate) can be reduced, heat dissipation loss can be reduced, and energy efficiency can be improved. Here, the emissivity (%) is calculated by the following formula based on Kirchhoff's law.

輻射率(%)=吸収率(%)=100%−反射率(%)−透過率(%)
なお、熱輻射抑制膜15の透過率は実質的に0である。
次に、前記のように構成された熱輻射抑制膜15について作用を説明する。
Emissivity (%) = Absorption rate (%) = 100% -Reflectance (%) -Transmittance (%)
The transmittance of the heat radiation suppression film 15 is substantially 0.
Next, the action of the heat radiation suppression film 15 configured as described above will be described.

さて、火力発電所の高温配管11内に高温流体が流通されると、高温流体の熱エネルギーの一部が輻射熱により高温配管11表面から失われる。しかしながら、本実施形態では、図2(a)、(b)に示すように、高温配管11の外周面に被覆部材12が巻き付けて被覆される。この被覆部材12は、高温配管11側のステンレス鋼の箔14と、その外表面の熱輻射抑制膜15とで構成されている。さらに、熱輻射抑制膜15は、箔14側からバリア膜16、反射膜17及び酸化抑制膜18が積層されて構成されている。この熱輻射抑制膜15は例えばバリア膜16がシリカの膜又はシリカの膜とタングステンの膜若しくはシリカの膜と酸化クロムの膜で構成され、反射膜17がコバルトシリサイドの膜又はニッケルシリサイドの膜で形成され、酸化抑制膜18が窒化珪素の膜で構成される。 When a high-temperature fluid is circulated in the high-temperature pipe 11 of a thermal power plant, a part of the thermal energy of the high-temperature fluid is lost from the surface of the high-temperature pipe 11 due to radiant heat. However, in the present embodiment, as shown in FIGS. 2A and 2B, the covering member 12 is wound around the outer peripheral surface of the high temperature pipe 11 to be covered. The covering member 12 is composed of a stainless steel foil 14 on the high temperature pipe 11 side and a heat radiation suppressing film 15 on the outer surface thereof. Further, the heat radiation suppression film 15 is configured by laminating a barrier film 16, a reflection film 17, and an oxidation suppression film 18 from the foil 14 side. In the heat radiation suppression film 15, for example, the barrier film 16 is composed of a silica film or a silica film, a tungsten film or a silica film, and a chromium oxide film, and the reflection film 17 is a cobalt silicide film or a nickel silicide film. It is formed and the oxidation suppression film 18 is composed of a film of silicon nitride.

そして、高温配管11内の高温流体のもつ熱エネルギーは高温配管11の管壁に伝熱され、その管壁の外表面から被覆部材12の箔14を経て熱輻射抑制膜15に熱伝導される。このとき、熱エネルギーの多くは熱輻射抑制膜15内の反射膜17でコバルトシリサイド又はニッケルシリサイドの特性に基づいて大きく反射され、その反射率は90%以上に達する。言い換えれば、反射膜17の輻射率は10%以下であり、輻射伝熱が大幅に抑えられ、放熱損失の著しい低減を図ることができる。 Then, the heat energy of the high-temperature fluid in the high-temperature pipe 11 is transferred to the pipe wall of the high-temperature pipe 11, and is heat-conducted from the outer surface of the pipe wall to the heat radiation suppression film 15 via the foil 14 of the covering member 12. .. At this time, most of the heat energy is largely reflected by the reflective film 17 in the thermal radiation suppression film 15 based on the characteristics of cobalt silicide or nickel silicide, and its reflectance reaches 90% or more. In other words, the emissivity of the reflective film 17 is 10% or less, the radiant heat transfer is significantly suppressed, and the heat dissipation loss can be significantly reduced.

さらに、反射膜17の箔14側には、前述のバリア膜16が設けられている。このため、反射膜17の成分と箔14の成分との間の成分の拡散が抑えられる。その結果、反射膜17の成分であるコバルトシリサイド、ニッケルシリサイド等と箔14を構成するステンレス鋼の成分との反応が抑制され、反射膜17の機能を長期間に亘って発揮し続けることができる。 Further, the barrier film 16 described above is provided on the foil 14 side of the reflective film 17. Therefore, the diffusion of the component between the component of the reflective film 17 and the component of the foil 14 is suppressed. As a result, the reaction between the components of the reflective film 17 such as cobalt silicide and nickel silicide and the components of the stainless steel constituting the foil 14 is suppressed, and the function of the reflective film 17 can be continuously exhibited for a long period of time. ..

加えて、反射膜17上には窒化珪素等で形成された酸化抑制膜18が設けられていることから、その酸化抑制膜18により大気中の酸素の透過が遮断され、反射膜17の酸化が抑えられる。その結果、反射膜17の酸化に基づく劣化が抑制され、熱輻射抑制膜15の寿命が延長される。 In addition, since the oxidation-suppressing film 18 made of silicon nitride or the like is provided on the reflection film 17, the oxidation-suppressing film 18 blocks the permeation of oxygen in the atmosphere, and the reflection film 17 is oxidized. It can be suppressed. As a result, deterioration of the reflective film 17 due to oxidation is suppressed, and the life of the heat radiation suppressing film 15 is extended.

以上の実施形態により発揮される効果を以下にまとめて記載する。
(1)この実施形態の熱輻射抑制膜15は、ステンレス鋼の箔14の表面に成分の移行を抑制するバリア膜16を介して反射膜17が設けられ、当該反射膜17の表面に酸化を抑制する酸化抑制膜18が積層されて構成されている。
The effects exhibited by the above embodiments are summarized below.
(1) In the heat radiation suppression film 15 of this embodiment, a reflection film 17 is provided on the surface of the stainless steel foil 14 via a barrier film 16 that suppresses the migration of components, and the surface of the reflection film 17 is oxidized. The oxidation-suppressing film 18 for suppressing is laminated.

このため、箔14側からの熱エネルギーは、反射膜17で大きく反射され、輻射伝熱が抑えられる。しかも、その反射膜17は酸化抑制膜18で覆われていることから、反射膜17の酸化が抑えられ、その劣化の進行が抑制される。 Therefore, the heat energy from the foil 14 side is largely reflected by the reflective film 17, and radiant heat transfer is suppressed. Moreover, since the reflective film 17 is covered with the oxidation-suppressing film 18, the oxidation of the reflective film 17 is suppressed, and the progress of its deterioration is suppressed.

さらに、反射膜17と箔14との間にはバリア膜16が設けられていることから、反射膜17の成分と箔14の成分の移行が遮られ、両成分の反応を抑えることができ、反射膜17の機能を長期間に亘って維持することができる。 Further, since the barrier film 16 is provided between the reflective film 17 and the foil 14, the transfer of the component of the reflective film 17 and the component of the foil 14 is blocked, and the reaction of both components can be suppressed. The function of the reflective film 17 can be maintained for a long period of time.

従って、この実施形態の熱輻射抑制膜15によれば、高温配管11の輻射伝熱を格段に抑制できるとともに、600℃で好ましくは5年以上、600℃でさらに好ましくは10年以上という耐熱寿命を延長させることができる。その結果、例えば火力発電所における燃料(エネルギー)の利用効率を大幅に向上させることができる。 Therefore, according to the heat radiation suppression film 15 of this embodiment, the radiant heat transfer of the high temperature pipe 11 can be remarkably suppressed, and the heat resistant life is preferably 5 years or more at 600 ° C. and more preferably 10 years or more at 600 ° C. Can be extended. As a result, for example, the efficiency of fuel (energy) utilization in a thermal power plant can be significantly improved.

(2)前記被覆基材はオーステナイト系ステンレス鋼の箔14である。そのため、高温配管11を覆う被覆部材12として良好な柔軟性と強度を発揮することができる。
(3)前記反射膜17は非酸化物金属シリサイドの膜で構成され、バリア膜16はシリカの膜又はシリカの膜と金属化合物の膜若しくはシリカの膜と金属の膜で構成されるとともに、酸化抑制膜18は窒化物の膜で構成されている。
(2) The coating base material is an austenitic stainless steel foil 14. Therefore, good flexibility and strength can be exhibited as the covering member 12 that covers the high temperature pipe 11.
(3) The reflective film 17 is composed of a non-oxide metal silicide film, and the barrier film 16 is composed of a silica film or a silica film and a metal compound film or a silica film and a metal film, and is oxidized. The inhibitory film 18 is composed of a nitride film.

従って、反射膜17により熱輻射抑制膜15の反射率を例えば90%以上に高めることができる。さらに、酸化抑制膜18を構成する窒化物の性質に基づいて優れた酸素バリア性が発現され、600℃以上という高温領域における反射膜17の酸化を抑えてその耐久性を向上させることができる。その上、バリア膜16により非酸化物金属シリサイドの成分とオーステナイト系ステンレス鋼の成分の移行を有効に遮蔽することができ、両成分の反応を抑制して反射膜17の機能を長期間維持させることができる。 Therefore, the reflectance of the heat radiation suppression film 15 can be increased to, for example, 90% or more by the reflective film 17. Further, excellent oxygen barrier properties are exhibited based on the properties of the nitrides constituting the oxidation suppression film 18, and the oxidation of the reflection film 17 in a high temperature region of 600 ° C. or higher can be suppressed to improve its durability. In addition, the barrier film 16 can effectively shield the migration of the non-oxide metal silicide component and the austenitic stainless steel component, suppress the reaction of both components, and maintain the function of the reflective film 17 for a long period of time. be able to.

(4)前記被覆基材がSUS304の箔14である場合には、反射膜17はコバルトシリサイドの膜で構成され、バリア膜16はシリカの膜とタングステンの膜又はシリカの膜と酸化クロムの膜で構成されるとともに、酸化抑制膜18は窒化珪素の膜で構成される。或いは、反射膜17はニッケルシリサイドの膜で構成され、バリア膜16はシリカの膜又はシリカの膜とタングステンの膜で構成されるとともに、酸化抑制膜18は窒化珪素の膜で構成される。 (4) When the coating base material is the foil 14 of SUS304, the reflective film 17 is composed of a cobalt silicide film, and the barrier film 16 is a silica film and a tungsten film or a silica film and a chromium oxide film. The oxidation-suppressing film 18 is composed of a silicon nitride film. Alternatively, the reflective film 17 is composed of a nickel silicide film, the barrier film 16 is composed of a silica film or a silica film and a tungsten film, and the oxidation suppression film 18 is composed of a silicon nitride film.

このため、バリア膜16によりコバルトシリサイドとSUS304の成分との反応を阻害することができ、コバルトシリサイドによる反射膜17としての機能を良好に維持することができるとともに、酸化抑制膜18である窒化珪素により反射膜17の酸化を抑制してその耐久性を向上させることができる。 Therefore, the barrier film 16 can inhibit the reaction between the cobalt silicide and the components of SUS304, and the function of the cobalt silicide as the reflective film 17 can be well maintained, and the silicon nitride which is the oxidation suppressing film 18 can be maintained. As a result, the oxidation of the reflective film 17 can be suppressed and its durability can be improved.

(5)前記被覆基材がSUS316Lの箔である場合には、反射膜17はコバルトシリサイドの膜で構成され、バリア膜16はシリカの膜と酸化クロムの膜で構成されるとともに、酸化抑制膜18は窒化珪素の膜で構成される。 (5) When the coating base material is a SUS316L foil, the reflective film 17 is composed of a cobalt silicide film, the barrier film 16 is composed of a silica film and a chromium oxide film, and an oxidation inhibitory film. Reference numeral 18 is composed of a film of silicon nitride.

そのため、バリア膜16によりコバルトシリサイドとSUS316Lの成分との反応を阻害することができ、コバルトシリサイドによる反射膜17としての機能を良好に維持することができるとともに、酸化抑制膜18である窒化珪素により反射膜17の酸化を抑制してその耐久性を向上させることができる。 Therefore, the barrier film 16 can inhibit the reaction between the cobalt silicide and the components of SUS316L, and the function of the cobalt silicide as the reflective film 17 can be well maintained, and the silicon nitride film 18 is used to suppress the oxidation. Oxidation of the reflective film 17 can be suppressed to improve its durability.

(6)前記被覆部材12は、高温配管11の輻射伝熱を抑制すべく、その高温配管11を覆うものであって、ステンレス鋼の箔14の表面に前述した熱輻射抑制膜15が設けられて構成されている。 (6) The covering member 12 covers the high-temperature pipe 11 in order to suppress the radiant heat transfer of the high-temperature pipe 11, and the above-mentioned heat radiation suppression film 15 is provided on the surface of the stainless steel foil 14. It is composed of.

従って、熱輻射抑制膜15をステンレス鋼の箔14の片面に設けた被覆部材12で高温配管11を覆うだけで、高温配管11からの輻射伝熱を簡単に抑制することができ、エネルギーの利用効率を長期間に亘って高めることができる。 Therefore, the radiant heat transfer from the high temperature pipe 11 can be easily suppressed by simply covering the high temperature pipe 11 with the covering member 12 provided on one side of the stainless steel foil 14 for the heat radiation suppression film 15, and energy utilization. Efficiency can be increased over a long period of time.

以下に、実施例を挙げて前記実施形態をさらに具体的に説明する。
(実施例1)
実施例1では、下記に示す条件下で、被覆基材表面に直接スパッタリング法の常法により第2バリア膜16bとしてタングステンの膜を形成し、その表面に反応性スパッタリング法の常法により第1バリア膜16aとしてシリカの膜を形成した。さらに、同時スパッタリングの常法でその上に反射膜17としてコバルトシリサイドの膜を形成し、その上に反応性スパッタリング法の常法により酸化抑制膜18として窒化珪素の膜を形成して熱輻射抑制膜15を設け、被覆部材12を得た。
Hereinafter, the embodiment will be described in more detail with reference to examples.
(Example 1)
In Example 1, under the conditions shown below, a tungsten film was formed as the second barrier membrane 16b on the surface of the coated substrate by a conventional method of a direct sputtering method, and the first surface was formed on the surface by a conventional method of a reactive sputtering method. A silica film was formed as the barrier film 16a. Further, a cobalt silicide film is formed on the reflective film 17 as a reflection film by a conventional method of simultaneous sputtering, and a silicon nitride film is formed as an oxidation suppression film 18 on the cobalt silicide film as an oxidation suppression film 18 by a conventional method of a reactive sputtering method to suppress thermal radiation. A film 15 was provided to obtain a covering member 12.

被覆基材:ステンレス鋼としてSUS304の箔14、厚さ10μm
第2バリア膜16b:タングステンの膜、厚さ50nm
第1バリア膜16a:シリカの膜、厚さ50nm
反射膜17:コバルトシリサイドの膜:厚さ230nm
酸化抑制膜18:窒化珪素の膜、厚さ60nm
前記SUS304の箔14の表面に熱輻射抑制膜15が形成された被覆部材12について、分光器と検出器を用い、常法に従って光の波長(μm)を変化させて反射率(%)の変化を測定した。その結果を図4に示した。得られた反射率の測定結果から、光の波長(μm)に対する輻射率(%)の変化を求めることができる(輻射率(%)=100%−反射率(%))。
Coating base material: SUS304 foil 14 as stainless steel, thickness 10 μm
Second barrier membrane 16b: Tungsten film, thickness 50 nm
First barrier membrane 16a: silica film, thickness 50 nm
Reflective film 17: Cobalt Silicide film: 230 nm thick
Oxidation suppression film 18: Silicon nitride film, thickness 60 nm
With respect to the coating member 12 in which the thermal radiation suppression film 15 is formed on the surface of the foil 14 of the SUS304, the reflectance (%) is changed by changing the wavelength (μm) of light according to a conventional method using a spectroscope and a detector. Was measured. The result is shown in FIG. From the obtained reflectance measurement result, the change in the emissivity (%) with respect to the wavelength (μm) of light can be obtained (radiance (%) = 100% −reflectivity (%)).

図4に示す結果より、波長1μm(1000nm)で反射率が約60%に達し、波長2μmで反射率が約85%に達するとともに、その後波長25μmに到るまで反射率約95%が維持された。 From the results shown in FIG. 4, the reflectance reaches about 60% at a wavelength of 1 μm (1000 nm), the reflectance reaches about 85% at a wavelength of 2 μm, and the reflectance is maintained at about 95% until the wavelength reaches 25 μm thereafter. rice field.

次に、この実施例1の熱輻射抑制膜15について、次に示す方法で加速劣化試験を行い、熱輻射抑制膜15の耐久性を評価した。
まず、図5に示すように、前記熱輻射抑制膜15を表面に設けたSUS304の箔14を加熱炉内に載置して大気中にて700℃(973K)に加熱し、1時間後、100時間後、750時間後及び900時間後における光の波長(nm)と反射率(%)との関係を求めた。
Next, the heat radiation suppression film 15 of Example 1 was subjected to an accelerated deterioration test by the following method to evaluate the durability of the heat radiation suppression film 15.
First, as shown in FIG. 5, the foil 14 of SUS304 provided with the heat radiation suppression film 15 on the surface is placed in a heating furnace and heated to 700 ° C. (973K) in the air, and after 1 hour, The relationship between the wavelength (nm) of light and the reflectance (%) after 100 hours, 750 hours, and 900 hours was determined.

同様にして、図6に示すように、熱輻射抑制膜15を表面に設けたSUS304の箔14を加熱炉で750℃(1023K)に加熱し、所定時間経過後における光の波長(nm)と反射率(%)との関係を求めた。さらに同様にして、図7に示すように、熱輻射抑制膜15を表面に設けたSUS304の箔14を加熱炉で800℃(1073K)に加熱し、所定時間経過後における光の波長(nm)と反射率(%)との関係を求めた。 Similarly, as shown in FIG. 6, the foil 14 of SUS304 provided with the heat radiation suppression film 15 on the surface is heated to 750 ° C. (1023K) in a heating furnace, and the wavelength of light (nm) after a lapse of a predetermined time is determined. The relationship with the reflectance (%) was calculated. Further, in the same manner, as shown in FIG. 7, the foil 14 of SUS304 provided with the heat radiation suppression film 15 on the surface is heated to 800 ° C. (1073K) in a heating furnace, and the wavelength of light (nm) after a lapse of a predetermined time. The relationship between and the reflectance (%) was calculated.

そして、各加熱温度において、反射率が10%低下するまでの時間(寿命)を測定した。すなわち、加熱温度が700℃では、図8に示すように、反射率が約86%から約76%まで低下して寿命は820時間(hr)であった。加熱温度が750℃では、図9に示すように、反射率が約86%から約76%まで低下して寿命は71時間であった。加熱温度が800℃では、図10に示すように、反射率が約85%から約75%まで低下して寿命は15.5時間であった。 Then, at each heating temperature, the time (life) until the reflectance decreased by 10% was measured. That is, when the heating temperature was 700 ° C., as shown in FIG. 8, the reflectance decreased from about 86% to about 76%, and the life was 820 hours (hr). At a heating temperature of 750 ° C., as shown in FIG. 9, the reflectance decreased from about 86% to about 76%, and the life was 71 hours. At a heating temperature of 800 ° C., as shown in FIG. 10, the reflectance decreased from about 85% to about 75%, and the life was 15.5 hours.

次いで、絶対温度の逆数〔1000/T(すなわち1000/K)〕と時間t(hr)の対数〔log(t)〕との関係(アレニウスプロット)により、その相関性を示す直線を外挿することで600℃における寿命を求め、その結果を図11に示した。 Next, the straight line showing the correlation is extrapolated by the relationship (Arrhenius plot) between the reciprocal of the absolute temperature [1000 / T (that is, 1000 / K)] and the logarithm [log (t)] of the time t (hr). Therefore, the life at 600 ° C. was obtained, and the result is shown in FIG.

図11の結果より、温度600℃という高温領域における熱輻射抑制膜15の寿命は、11.1年であった。
(実施例2)
前記実施例1において、バリア膜16として第1バリア膜16aがシリカの膜、第2バリア膜16bが酸化クロムの膜を用いた以外は実施例1と同様にしてSUS304の箔14上に熱輻射抑制膜15を形成して被覆部材12を得た。
From the result of FIG. 11, the life of the heat radiation suppressing film 15 in the high temperature region of 600 ° C. was 11.1 years.
(Example 2)
In Example 1, thermal radiation is radiated onto the foil 14 of SUS304 in the same manner as in Example 1 except that the first barrier film 16a uses a silica film and the second barrier film 16b uses a chromium oxide film as the barrier film 16. The restraining film 15 was formed to obtain a covering member 12.

そして、実施例1と同様に熱輻射抑制膜15について、700℃、750℃及び800℃で加速劣化試験を実施した。各加速劣化試験の結果に基づいて、絶対温度の逆数〔1000/T(すなわち1000/K)〕と時間t(hr)の対数〔log(t)〕との関係を図12に示した。 Then, in the same manner as in Example 1, the thermal radiation suppression film 15 was subjected to an accelerated deterioration test at 700 ° C., 750 ° C. and 800 ° C. Based on the results of each accelerated aging test, the relationship between the reciprocal of absolute temperature [1000 / T (ie, 1000 / K)] and the logarithm of time t (hr) [log (t)] is shown in FIG.

図12の結果より、温度600℃という高温領域における熱輻射抑制膜15の寿命は、6.5年であった。
(実施例3)
前記実施例1において、反射膜17としてニッケルシリサイドの膜(厚さ230nm)を用い、バリア膜16としてシリカの膜を用いた以外は実施例1と同様にしてSUS304の箔14上に熱輻射抑制膜15を形成して被覆部材12を得た。
From the results of FIG. 12, the life of the heat radiation suppressing film 15 in the high temperature region of 600 ° C. was 6.5 years.
(Example 3)
In Example 1, heat radiation is suppressed on the foil 14 of SUS304 in the same manner as in Example 1 except that a nickel silicide film (thickness 230 nm) is used as the reflective film 17 and a silica film is used as the barrier film 16. A film 15 was formed to obtain a covering member 12.

そして、実施例1と同様に熱輻射抑制膜15について、700℃、750℃及び800℃で加速劣化試験を実施した。各加速劣化試験の結果に基づいて、絶対温度の逆数〔1000/T(すなわち1000/K)〕と時間t(hr)の対数〔log(t)〕との関係を図13に示した。 Then, in the same manner as in Example 1, the thermal radiation suppression film 15 was subjected to an accelerated deterioration test at 700 ° C., 750 ° C. and 800 ° C. Based on the results of each accelerated aging test, the relationship between the reciprocal of absolute temperature [1000 / T (ie, 1000 / K)] and the logarithm of time t (hr) [log (t)] is shown in FIG.

図13の結果より、温度600℃という高温領域における熱輻射抑制膜15の寿命は、11.5年であった。
(実施例4)
前記実施例3において、バリア膜16として第1バリア膜16aがシリカの膜、第2バリア膜16bがタングステンの膜を用いた以外は実施例3と同様にしてSUS304の箔14上に熱輻射抑制膜15を形成して被覆部材12を得た。
From the result of FIG. 13, the life of the heat radiation suppressing film 15 in the high temperature region of 600 ° C. was 11.5 years.
(Example 4)
In Example 3, heat radiation is suppressed on the foil 14 of SUS304 in the same manner as in Example 3 except that the first barrier film 16a uses a silica film and the second barrier film 16b uses a tungsten film as the barrier film 16. A film 15 was formed to obtain a covering member 12.

そして、実施例3と同様に熱輻射抑制膜15について、700℃、750℃及び800℃で加速劣化試験を実施した。各加速劣化試験の結果に基づいて、絶対温度の逆数〔1000/T(すなわち1000/K)〕と時間t(hr)の対数〔log(t)〕との関係を図14に示した。 Then, in the same manner as in Example 3, the thermal radiation suppression film 15 was subjected to an accelerated deterioration test at 700 ° C., 750 ° C. and 800 ° C. Based on the results of each accelerated aging test, the relationship between the reciprocal of absolute temperature [1000 / T (ie, 1000 / K)] and the logarithm of time t (hr) [log (t)] is shown in FIG.

図14の結果より、温度600℃という高温領域における熱輻射抑制膜15の寿命は、7.0年であった。
(実施例5)
前記実施例1において、被覆基材としてSUS316Lの箔14(厚さ10μm)を用い、バリア膜16として第1バリア膜16aがシリカの膜、第2バリア膜16bが酸化クロムの膜を用いた以外は実施例1と同様にしてSUS316Lの箔14上に熱輻射抑制膜15を形成して被覆部材12を得た。
From the result of FIG. 14, the life of the heat radiation suppressing film 15 in the high temperature region of 600 ° C. was 7.0 years.
(Example 5)
In Example 1, SUS316L foil 14 (thickness 10 μm) was used as the coating base material, the first barrier film 16a was a silica film, and the second barrier film 16b was a chromium oxide film as the barrier film 16. In the same manner as in Example 1, a heat radiation suppression film 15 was formed on the foil 14 of SUS316L to obtain a covering member 12.

そして、実施例1と同様に熱輻射抑制膜15について、700℃、750℃及び800℃で加速劣化試験を実施した。各加速劣化試験の結果に基づいて、絶対温度の逆数〔1000/T(すなわち1000/K)〕と時間t(hr)の対数〔log(t)〕との関係を図15に示した。 Then, in the same manner as in Example 1, the thermal radiation suppression film 15 was subjected to an accelerated deterioration test at 700 ° C., 750 ° C. and 800 ° C. Based on the results of each accelerated aging test, the relationship between the reciprocal of absolute temperature [1000 / T (ie, 1000 / K)] and the logarithm of time t (hr) [log (t)] is shown in FIG.

図15の結果より、温度600℃という高温領域における熱輻射抑制膜15の寿命は、6.9年であった。
なお、前記実施形態を次のように変更して具体化することも可能である。
From the result of FIG. 15, the life of the heat radiation suppressing film 15 in the high temperature region of 600 ° C. was 6.9 years.
It is also possible to modify the embodiment as follows to embody it.

・前記熱輻射抑制膜15を構成するバリア膜16として、第1バリア膜16aと第2バリア膜16bの積層構成を逆にすることも可能である。例えば、第1バリア膜16aとしてのシリカをステンレス鋼の箔14側に配置し、第2バリア膜16bとしての酸化クロムを反射膜17側に配置してもよい。 -As the barrier membrane 16 constituting the heat radiation suppression film 15, it is also possible to reverse the laminated structure of the first barrier membrane 16a and the second barrier membrane 16b. For example, silica as the first barrier membrane 16a may be arranged on the stainless steel foil 14 side, and chromium oxide as the second barrier membrane 16b may be arranged on the reflection film 17 side.

・前記ステンレス鋼の箔14の両面に熱輻射抑制膜15を設けて被覆部材12を構成してもよい。
・前記実施例1〜5に示したバリア膜16、反射膜17又は酸化抑制膜18を、直接スパッタリング法等によって形成してもよい。
A heat radiation suppression film 15 may be provided on both sides of the stainless steel foil 14 to form the covering member 12.
The barrier film 16, the reflective film 17, or the oxidation-suppressing film 18 shown in Examples 1 to 5 may be formed by a direct sputtering method or the like.

・前記図1(a)、(b)に示す熱輻射抑制膜15の構成において、最外表面の酸化抑制膜18上にさらにバリア膜16、反射膜17及び酸化抑制膜18を積層するように構成してもよい。 In the configuration of the thermal radiation suppression film 15 shown in FIGS. 1A and 1B, the barrier film 16, the reflection film 17, and the oxidation suppression film 18 are further laminated on the oxidation suppression film 18 on the outermost surface. It may be configured.

11…高温物体としての高温配管、12…被覆部材、14…被覆基材としてのステンレス鋼の箔、15…熱輻射抑制膜、16…バリア膜、16a…第1バリア膜、16b…第2バリア膜、17…反射膜、18…酸化抑制膜
11 ... High temperature piping as a high temperature object, 12 ... Coating member, 14 ... Stainless steel foil as a coating base material, 15 ... Thermal radiation suppression film, 16 ... Barrier membrane, 16a ... First barrier membrane, 16b ... Second barrier Membrane, 17 ... Reflective membrane, 18 ... Antioxidant membrane

Claims (5)

高温物体の輻射伝熱を抑制すべく、その高温物体を覆うステンレス鋼製の被覆基材の表面に設けられる熱輻射抑制膜であって、
前記被覆基材の表面には成分の移行を抑制するバリア膜を介して光を反射する反射膜が設けられ、当該反射膜の表面には反射膜の酸化を抑制する酸化抑制膜が積層されて構成されており、
前記被覆基材はオーステナイト系ステンレス鋼の箔である熱輻射抑制膜。
A heat radiation suppression film provided on the surface of a stainless steel coating base material that covers a high temperature object in order to suppress radiant heat transfer of the high temperature object.
A reflective film that reflects light via a barrier film that suppresses the migration of components is provided on the surface of the coating substrate, and an oxidation-suppressing film that suppresses oxidation of the reflective film is laminated on the surface of the reflective film. It is composed and
The coating base material is a heat radiation suppression film which is a foil of austenitic stainless steel.
前記反射膜は非酸化物金属シリサイドの膜で構成され、バリア膜はシリカの膜又はシリカの膜と金属化合物の膜若しくはシリカの膜と金属の膜で構成されるとともに、酸化抑制膜は窒化物の膜で構成されている請求項に記載の熱輻射抑制膜。 The reflective film is composed of a non-oxide metal silicide film, the barrier film is composed of a silica film or a silica film and a metal compound film or a silica film and a metal film, and the oxidation suppression film is a nitride film. The heat radiation suppression film according to claim 1 , which is composed of the above-mentioned film. 前記被覆基材がSUS304の箔である場合には、反射膜はコバルトシリサイドの膜で構成され、バリア膜はシリカの膜とタングステンの膜又はシリカの膜と酸化クロムの膜で構成されるとともに、酸化抑制膜は窒化珪素の膜で構成されるか、或いは反射膜はニッケルシリサイドの膜で構成され、バリア膜はシリカの膜又はシリカの膜とタングステンの膜で構成されるとともに、酸化抑制膜は窒化珪素の膜で構成される請求項に記載の熱輻射抑制膜。 When the coating base material is a SUS304 foil, the reflective film is composed of a cobalt silicide film, and the barrier film is composed of a silica film and a tungsten film or a silica film and a chromium oxide film. The oxidation-suppressing film is composed of a silicon nitride film, or the reflective film is composed of a nickel silicide film, the barrier film is composed of a silica film or a silica film and a tungsten film, and the oxidation-suppressing film is composed of a silica film. The heat radiation suppression film according to claim 2 , which is composed of a silicon nitride film. 前記被覆基材がSUS316Lの箔である場合には、反射膜はコバルトシリサイドの膜で構成され、バリア膜はシリカの膜と酸化クロムの膜で構成されるとともに、酸化抑制膜は窒化珪素の膜で構成される請求項に記載の熱輻射抑制膜。 When the coating base material is a SUS316L foil, the reflective film is composed of a cobalt silicide film, the barrier film is composed of a silica film and a chromium oxide film, and the oxidation suppression film is a silicon nitride film. The heat radiation suppression film according to claim 2. 高温物体の輻射伝熱を抑制すべく、その高温物体を覆う被覆部材であって、前記被覆基材としてのステンレス鋼の表面に請求項1から請求項のいずれか1項に記載の熱輻射抑制膜が設けられて構成されている被覆部材。 The heat radiation according to any one of claims 1 to 4 , which is a coating member that covers the high-temperature object in order to suppress radiant heat transfer of the high-temperature object, and is provided on the surface of stainless steel as the coating base material. A covering member provided with an inhibitory film.
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