JP7015199B2 - Method for manufacturing thermal spray material and coating film - Google Patents
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Description
本発明は、溶射材並びにコーティング皮膜の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a thermal spray material and a coating film .
ガスタービンエンジンの静翼、動翼や、燃焼器の壁材等は、高温環境下で使用されるため、耐熱材料で形成される。さらに、これらの耐熱材料製の部材を遮熱性のコーティング皮膜で被覆して、耐熱材料製の部材を高温から保護することが行われている。コーティング皮膜は、例えば、基材側のアンダーコート層とその上層のトップコート層とを積層した構成を有しており、ジルコニア（ＺｒＯ2）系セラミック粉末等の溶射材をアンダーコート層に溶射して、アンダーコート層上にトップコート層を積層することによって形成される。そして、トップコート層は、コーティング皮膜の熱伝導率を低下させる目的で、溶射材の粒子間の隙間等から形成される気孔を多く有する構造とされる。
特許文献１には、セラミック粉末と樹脂粉末との混合粉末を溶射してアンダーコート層上にトップコート層を形成し、その後に加熱処理することにより、トップコート層中の樹脂粉末を気化させて、トップコート層中に気孔を形成する技術が開示されている。
The stationary blades and moving blades of gas turbine engines, wall materials of combustors, etc. are made of heat-resistant materials because they are used in a high-temperature environment. Further, these heat-resistant material members are coated with a heat-shielding coating film to protect the heat-resistant material members from high temperatures. The coating film has, for example, a structure in which an undercoat layer on the substrate side and a topcoat layer on the substrate side are laminated, and a spraying material such as zirconia (ZrO 2 ) ceramic powder is sprayed onto the undercoat layer. It is formed by laminating a top coat layer on the undercoat layer. The top coat layer has a structure having many pores formed from gaps between particles of the sprayed material for the purpose of lowering the thermal conductivity of the coating film.
In Patent Document 1, a mixed powder of a ceramic powder and a resin powder is sprayed to form a topcoat layer on the undercoat layer, and then heat treatment is performed to vaporize the resin powder in the topcoat layer. , A technique for forming pores in the topcoat layer is disclosed.
しかしながら、遮熱性をさらに高めるために、コーティング皮膜の熱伝導率のさらなる低下が求められていた。
本発明は、熱伝導率の低いコーティング皮膜を形成するための溶射材、並びに、熱伝導率の低いコーティング皮膜の製造方法を提供することを課題とする。
However, in order to further improve the heat-shielding property, it has been required to further reduce the thermal conductivity of the coating film.
An object of the present invention is to provide a thermal spray material for forming a coating film having a low thermal conductivity, and a method for producing a coating film having a low thermal conductivity.
本発明の一態様に係る溶射材は、セラミック粒子と樹脂粒子とを含有し、樹脂粒子の平均アスペクト比が１．５以上３以下であることを要旨とする。
本発明の別の態様に係るコーティング皮膜は、セラミックからなる母相中に平均アスペクト比が１．７以上４以下である気孔が分散した海島構造を有することを要旨とする。
It is a gist that the thermal spraying material according to one aspect of the present invention contains ceramic particles and resin particles, and the average aspect ratio of the resin particles is 1.5 or more and 3 or less.
The gist of the coating film according to another aspect of the present invention is that the coating film has a sea-island structure in which pores having an average aspect ratio of 1.7 or more and 4 or less are dispersed in a matrix made of ceramic.
本発明のさらに別の態様に係るコーティング皮膜の製造方法は、セラミックからなる母相中に平均アスペクト比が１．７以上４以下である気孔が分散した海島構造を有するコーティング皮膜を製造する方法であって、上記一態様に係る溶射材を基材に溶射して、セラミック粒子を形成するセラミックからなる母相中に樹脂粒子が分散した海島構造を有する溶射皮膜を、基材の表面上に形成する溶射工程と、溶射皮膜に加熱処理を施して母相中の樹脂粒子を気化させ、母相中に気孔を形成する加熱工程と、を備えることを要旨とする。 The method for producing a coating film according to still another aspect of the present invention is a method for producing a coating film having a sea-island structure in which pores having an average aspect ratio of 1.7 or more and 4 or less are dispersed in a matrix made of ceramic. Therefore, the thermal spraying material according to the above aspect is sprayed onto a base material to form a thermal spray coating having a sea-island structure in which resin particles are dispersed in a matrix composed of ceramics forming ceramic particles on the surface of the base material. The gist is to include a thermal spraying step and a thermal spraying step of subjecting the thermal spray coating to a heat treatment to vaporize the resin particles in the parent phase and forming pores in the mother phase.
本発明によれば、熱伝導率の低いコーティング皮膜が得られる。 According to the present invention, a coating film having low thermal conductivity can be obtained.
本発明の一実施形態について詳細に説明する。なお、以下の実施形態は本発明の一例を示したものであって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。また、以下の実施形態には種々の変更又は改良を加えることが可能であり、その様な変更又は改良を加えた形態も本発明に含まれ得る。 An embodiment of the present invention will be described in detail. The following embodiments show an example of the present invention, and the present invention is not limited to the present embodiment. In addition, various changes or improvements can be added to the following embodiments, and the embodiments to which such changes or improvements are added may be included in the present invention.
本実施形態の溶射材は、セラミック粒子と樹脂粒子とを含有し、樹脂粒子の平均アスペクト比は１．５以上３以下である。
このような構成の溶射材を溶射することによりコーティング皮膜を製造すれば、セラミックからなる母相中に平均アスペクト比が１．７以上４以下である気孔が分散した海島構造を有するコーティング皮膜を得ることができる。
The thermal spray material of the present embodiment contains ceramic particles and resin particles, and the average aspect ratio of the resin particles is 1.5 or more and 3 or less.
If a coating film is produced by spraying a sprayed material having such a structure, a coating film having a sea-island structure in which pores having an average aspect ratio of 1.7 or more and 4 or less are dispersed in a matrix made of ceramic can be obtained. be able to.
このような構成を有する本実施形態のコーティング皮膜は、熱伝導率が低い。このため、本実施形態のコーティング皮膜は遮熱性が優れているので、基材に本実施形態のコーティング皮膜を被覆すれば、基材を高温から保護することができる。よって、本実施形態のコーティング皮膜を被覆した基材は、耐熱性が優れており、高温環境下で使用される部材として好適である。また、このような構成を有する本実施形態のコーティング皮膜は、強度が優れている。樹脂粒子の平均アスペクト比は、２以上２．５以下とすることがより好ましい。 The coating film of the present embodiment having such a structure has a low thermal conductivity. Therefore, since the coating film of the present embodiment has excellent heat shielding properties, if the base material is coated with the coating film of the present embodiment, the base material can be protected from high temperatures. Therefore, the base material coated with the coating film of the present embodiment has excellent heat resistance and is suitable as a member used in a high temperature environment. Further, the coating film of the present embodiment having such a structure has excellent strength. The average aspect ratio of the resin particles is more preferably 2 or more and 2.5 or less.
樹脂粒子の平均アスペクト比を１．５以上３以下とすれば、コーティング皮膜中の気孔の平均アスペクト比が１．７以上４以下となる。そして、樹脂粒子の平均アスペクト比を１．５以上３以下とすれば、コーティング皮膜の製造時（溶射時）にコーティング皮膜の気孔率の制御が容易となる上、熱応力が作用した場合でも基材からのコーティング皮膜の剥離が生じにくい。 When the average aspect ratio of the resin particles is 1.5 or more and 3 or less, the average aspect ratio of the pores in the coating film is 1.7 or more and 4 or less. If the average aspect ratio of the resin particles is 1.5 or more and 3 or less, it becomes easy to control the porosity of the coating film at the time of manufacturing the coating film (during spraying), and even when thermal stress acts, it is basic. The coating film is less likely to peel off from the material.
なお、本発明においては、平均アスペクト比とは、樹脂粒子及び気孔のいずれにおいても、相当楕円の長径を短径で除して得られる数値の平均値を意味する。また、樹脂粒子及び気孔の平均アスペクト比は、例えば、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により取得した画像を解析することにより算出することができる。
以下に、本実施形態の溶射材並びにコーティング皮膜及びその製造方法について、さらに詳細に説明する。
In the present invention, the average aspect ratio means the average value of the numerical values obtained by dividing the major axis of the corresponding ellipse by the minor axis in both the resin particles and the pores. Further, the average aspect ratio of the resin particles and the pores can be calculated, for example, by analyzing an image acquired by a scanning electron microscope (SEM).
Hereinafter, the thermal spraying material and the coating film of the present embodiment and a method for producing the same will be described in more detail.
＜溶射材＞
〔セラミック粒子〕
セラミック粒子を形成するセラミックの種類は特に限定されるものではなく、酸化イットリウム（Ｙ2Ｏ3）、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）、酸化ケイ素（ＳｉＯ2）、酸化チタン（ＴｉＯ2）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）等の金属酸化物を好適に用いることができるが、酸化ジルコニウム（ジルコニア）が好ましい。
<Spraying material>
[Ceramic particles]
The type of ceramic forming the ceramic particles is not particularly limited, and yttrium oxide (Y 2 O 3 ), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), silicon oxide (SiO 2 ), titanium oxide (TiO 2 ), and oxidation Metal oxides such as zirconium (ZrO 2 ) can be preferably used, but zirconia oxide (zirconia) is preferable.
そして、ジルコニアの中でも、イットリア（Ｙ2Ｏ3）安定化ジルコニア（ＹＳＺ）、イッテルビア（Ｙｂ2Ｏ3）安定化ジルコニア（ＹｂＳＺ）、ジスプロシア（Ｄｙ2Ｏ3）安定化ジルコニア（ＤｙＳＺ）、エルビア（Ｅｒ2Ｏ3）安定化ジルコニア（ＥｒＳＺ）、ＳｍＹｂＺｒ2Ｏ7が特に好ましい。イットリア安定化ジルコニアの中では、５質量％のイットリアで安定化されたジルコニア（５ＹＳＺ）がより好ましい。 And among the zirconia, yttria (Y 2 O 3 ) stabilized zirconia (YSZ), ittervia (Yb 2 O 3 ) stabilized zirconia (YbSZ), dyspria (Dy 2 O 3 ) stabilized zirconia (DySZ), elvia ( Er 2 O 3 ) Stabilized zirconia (ErSZ), SmYbZr 2 O 7 is particularly preferable. Among the yttria-stabilized zirconia, 5% by mass yttria-stabilized zirconia (5YSZ) is more preferable.
セラミック粒子の平均粒径は限定されるものではなく、例えば１０μｍ以上７０μｍ以下とすることができる。セラミック粒子の平均粒径が上記範囲内であれば、強度及び遮熱性に優れた皮膜が得られやすい。セラミック粒子の平均粒径は、３０μｍ以上７０μｍ以下とすることがより好ましく、４０μｍ以上６０μｍ以下とすることがさらに好ましい。なお、セラミック粒子の平均粒径は、例えば湿式レーザー回折法によって測定することができる。 The average particle size of the ceramic particles is not limited, and can be, for example, 10 μm or more and 70 μm or less. When the average particle size of the ceramic particles is within the above range, a film having excellent strength and heat shielding properties can be easily obtained. The average particle size of the ceramic particles is more preferably 30 μm or more and 70 μm or less, and further preferably 40 μm or more and 60 μm or less. The average particle size of the ceramic particles can be measured by, for example, a wet laser diffraction method.
〔樹脂粒子〕
樹脂粒子を形成する樹脂の種類は、加熱により熱分解して気化する樹脂であれば特に限定されるものではないが、空気中での熱分解温度が２００℃以上である樹脂が好ましい。空気中での熱分解温度は、例えば熱重量示差熱同時分析（ＴＧ－ＤＴＡ）で測定することができる。空気中でのＴＧ－ＤＴＡによる５％重量減少温度が２００℃以上であれば、空気中での熱分解温度が２００℃以上であると判断することができる。
[Resin particles]
The type of resin forming the resin particles is not particularly limited as long as it is a resin that is thermally decomposed and vaporized by heating, but a resin having a thermal decomposition temperature in air of 200 ° C. or higher is preferable. The pyrolysis temperature in air can be measured, for example, by thermogravimetric differential thermal analysis (TG-DTA). If the 5% weight loss temperature due to TG-DTA in air is 200 ° C. or higher, it can be determined that the thermal decomposition temperature in air is 200 ° C. or higher.
空気中での熱分解温度が２００℃以上である樹脂としては、例えば、脂肪族ポリアミド、芳香族ポリアミド、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアリレート、ポリカーボネート、フッ素樹脂、液晶ポリマー、フェノール樹脂、ユリア樹脂、シリコン樹脂、エポキシ樹脂、芳香族ポリエステル、ポリアセタール、ポリブチレンテレフタレート等を挙げることができる。 Examples of the resin having a thermal decomposition temperature of 200 ° C. or higher in air include aliphatic polyamides, aromatic polyamides, polyimides, polyetherimides, polyamideimides, polysulfones, polyethersulfones, polyphenylene sulfides, and polyether ether ketones. Examples thereof include polyarylate, polycarbonate, fluororesin, liquid crystal polymer, phenol resin, urea resin, silicon resin, epoxy resin, aromatic polyester, polyacetal, polybutylene terephthalate and the like.
樹脂粒子の平均粒径は特に限定されるものではなく、例えば５μｍ以上９０μｍ以下とすることができる。樹脂粒子の平均粒径が上記範囲内であれば、強度及び遮熱性に優れた皮膜が得られやすい。樹脂粒子の平均粒径は、３０μｍ以上８０μｍ以下とすることがより好ましく、５０μｍ以上７０μｍ以下とすることがさらに好ましい。なお、樹脂粒子の平均粒径は、例えば湿式レーザー回折法によって測定することができる。
樹脂粒子の平均粒径とセラミック粒子の平均粒径の大小関係は特に限定されるものではなく、いずれが大きくても差し支えないが、セラミック粒子の平均粒径を樹脂粒子の平均粒径よりも大きくする方が、気孔の形成が容易となる。
The average particle size of the resin particles is not particularly limited, and may be, for example, 5 μm or more and 90 μm or less. When the average particle size of the resin particles is within the above range, a film having excellent strength and heat shielding properties can be easily obtained. The average particle size of the resin particles is more preferably 30 μm or more and 80 μm or less, and further preferably 50 μm or more and 70 μm or less. The average particle size of the resin particles can be measured by, for example, a wet laser diffraction method.
The relationship between the average particle size of the resin particles and the average particle size of the ceramic particles is not particularly limited, and any of them may be large, but the average particle size of the ceramic particles is larger than the average particle size of the resin particles. This makes it easier to form pores.
溶射材中の樹脂粒子の含有量は特に限定されるものではないが、例えば１質量％以上５０質量％以下とすることができる。溶射材中の樹脂粒子の含有量が１質量％未満であると、皮膜の気孔率が低くなり熱伝導率が低くなりにくい。また、溶射材中の樹脂粒子の含有量が５０質量％超過であると、皮膜の強度が不十分となるおそれがある。溶射材中の樹脂粒子の含有量は、２質量％以上２０質量％以下とすることがより好ましく、３質量％以上８質量％以下とすることがさらに好ましい。 The content of the resin particles in the thermal spray material is not particularly limited, but may be, for example, 1% by mass or more and 50% by mass or less. When the content of the resin particles in the thermal spray material is less than 1% by mass, the porosity of the film is low and the thermal conductivity is unlikely to be low. Further, if the content of the resin particles in the sprayed material exceeds 50% by mass, the strength of the film may be insufficient. The content of the resin particles in the sprayed material is more preferably 2% by mass or more and 20% by mass or less, and further preferably 3% by mass or more and 8% by mass or less.
〔その他の成分〕
溶射材には、所望により、セラミック粒子、樹脂粒子以外の成分を添加してもよい。例えば、溶射材の各種性能を向上させるための添加剤を添加してもよい。添加剤は、１種を単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて併用してもよい。
[Other ingredients]
If desired, components other than ceramic particles and resin particles may be added to the thermal spray material. For example, an additive for improving various performances of the thermal spray material may be added. As the additive, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
＜コーティング皮膜及びその製造方法＞
図１に示すように、本実施形態のコーティング皮膜２０は、セラミックからなる母相１中に平均アスペクト比が１．７以上４以下である気孔５が分散した海島構造を有する。このようなコーティング皮膜２０は、下記の製造方法によって製造することができる。
<Coating film and its manufacturing method>
As shown in FIG. 1, the
まず、本実施形態の溶射材（図示せず）を基材３０に溶射して、セラミック粒子を形成するセラミックからなる母相１中に複数の樹脂粒子３が分散した海島構造を有する溶射皮膜１０を、基材３０の表面上に形成する（溶射工程）。溶射法の種類は特に限定されるものではなく、例えばプラズマ溶射法、フレーム溶射法、高速フレーム溶射法、アーク溶射法、爆発溶射法、コールドスプレー法が挙げられる。
基材３０の材質は特に限定されるものではなく、金属、セラミック、樹脂等で形成された基材を用いることができる。また、基材３０の形状も特に限定されるものではなく、板状に限らず、例えば球状、多面体状、棒状、柱状、塊状等であってもよい。
First, the
The material of the
次に、溶射皮膜１０が形成された基材３０に空気中で加熱処理を施し、溶射皮膜１０を高温に加熱して、溶射皮膜１０の母相１中に分散している樹脂粒子３を熱分解させ、気化させる（加熱工程）。したがって、加熱処理においては、樹脂粒子３を形成する樹脂が熱分解して気化する温度以上の温度に加熱する必要がある。具体的には、樹脂粒子３を形成する樹脂の空気中での熱分解温度以上の温度、例えば、空気中でのＴＧ－ＤＴＡによる５％重量減少温度以上の温度に加熱する必要がある。
Next, the
樹脂粒子３が熱分解して発生したガスは溶射皮膜１０の外に排出され、樹脂粒子３が存在した部位は空隙となるため、溶射皮膜１０の母相１に気孔５が形成される。その結果、セラミックからなる母相１中に気孔５が分散した海島構造を有するコーティング皮膜２０が得られる。樹脂粒子３の平均アスペクト比が１．５以上３以下であるので、気孔５の平均アスペクト比は１．７以上４以下となる。
The gas generated by the thermal decomposition of the
〔実施例〕
以下に実施例及び比較例を示し、本発明をさらに具体的に説明する。
（実施例１）
セラミック粒子と樹脂粒子とを混合して、実施例１の溶射材を調製した。溶射材中のセラミック粒子の含有量は９５質量％であり、樹脂粒子の含有量は５質量％である。セラミック粒子を形成するセラミックの種類は、５質量％のイットリアで安定化されたジルコニア（以下「５ＹＳＺ」と記す）であり、セラミック粒子の平均粒径は５２μｍである。また、樹脂粒子を形成する樹脂の種類は芳香族ポリエステル（以下「ＰＥ」と記す）であり、樹脂粒子の平均粒径は６１μｍ、平均アスペクト比は１．６２である。ＰＥの熱分解温度は５００℃である。
〔Example〕
Examples and comparative examples are shown below, and the present invention will be described in more detail.
(Example 1)
The ceramic particles and the resin particles were mixed to prepare a thermal spraying material of Example 1. The content of the ceramic particles in the thermal spray material is 95% by mass, and the content of the resin particles is 5% by mass. The type of ceramic forming the ceramic particles is zirconia stabilized in 5% by mass yttria (hereinafter referred to as "5YSZ"), and the average particle size of the ceramic particles is 52 μm. The type of resin forming the resin particles is aromatic polyester (hereinafter referred to as “PE”), and the average particle size of the resin particles is 61 μm and the average aspect ratio is 1.62. The thermal decomposition temperature of PE is 500 ° C.
実施例１の溶射材をアルミニウム合金製の板状基材に溶射して、板状基材の表面に厚さ１０００μｍの溶射皮膜を形成した。溶射には、プラクスエア・サーフィス・テクノロジーズ社製のプラズマ溶射装置ＳＧ－１００を用いた。プラズマ発生条件は、以下の通りである。すなわち、プラズマ作動ガスとして、圧力０．３４ＭＰａのアルゴンガスと圧力０．３４ＭＰａのヘリウムガスを用い、電圧３７．０Ｖ、電流９００Ａの条件でプラズマを発生させた。溶射ガンの移動速度は２４ｍ／ｍｉｎ、溶射距離は９０ｍｍとした。
プラズマ溶射装置への溶射材の供給には、プラクスエア・サーフィス・テクノロジーズ社製の粉末供給機Ｍｏｄｅｌ１２６４型を用いた。溶射材をプラズマ溶射装置へ供給する速度は、２０ｇ／ｍｉｎとした。
The sprayed material of Example 1 was sprayed onto a plate-shaped base material made of an aluminum alloy to form a sprayed coating having a thickness of 1000 μm on the surface of the plate-shaped base material. A plasma spraying device SG-100 manufactured by Praxair Surface Technologies Co., Ltd. was used for thermal spraying. The plasma generation conditions are as follows. That is, as the plasma working gas, an argon gas having a pressure of 0.34 MPa and a helium gas having a pressure of 0.34 MPa were used, and plasma was generated under the conditions of a voltage of 37.0 V and a current of 900 A. The moving speed of the thermal spray gun was 24 m / min, and the thermal spraying distance was 90 mm.
A powder feeder Model 1264 manufactured by Praxair Surface Technologies Co., Ltd. was used to supply the thermal spray material to the plasma spraying device. The speed at which the thermal spray material was supplied to the plasma spraying device was set to 20 g / min.
次に、溶射皮膜が形成された板状基材に、空気中で加熱処理を施した。加熱温度は７００℃、加熱時間は２時間である。この加熱処理により、溶射皮膜の母相中に分散している樹脂粒子が熱分解して気化したため、セラミックからなる母相中に気孔が分散した海島構造を有するコーティング皮膜が得られた。 Next, the plate-shaped substrate on which the thermal spray coating was formed was heat-treated in air. The heating temperature is 700 ° C. and the heating time is 2 hours. By this heat treatment, the resin particles dispersed in the parent phase of the sprayed coating were thermally decomposed and vaporized, so that a coating film having a sea-island structure in which pores were dispersed in the mother phase made of ceramic was obtained.
板状基材に形成されたコーティング皮膜について、分析を行った。まず、コーティング皮膜の断面を走査型電子顕微鏡により観察し、得られた画像を解析することにより、気孔の平均アスペクト比と気孔率を算出した。結果を表１に示す。
また、コーティング皮膜の熱伝導率を測定した。熱伝導率の測定方法は、レーザーフラッシュ法である。結果を表１に示す。
The coating film formed on the plate-shaped substrate was analyzed. First, the cross section of the coating film was observed with a scanning electron microscope, and the obtained image was analyzed to calculate the average aspect ratio and porosity of the pores. The results are shown in Table 1.
In addition, the thermal conductivity of the coating film was measured. The method for measuring thermal conductivity is a laser flash method. The results are shown in Table 1.
（実施例２、３及び比較例１）
溶射材の調製に用いた樹脂粒子の平均粒径と平均アスペクト比が異なる点を除いては、実施例１と全く同様にして、コーティング皮膜が形成された板状基材を得た。そして、実施例１と全く同様にして、気孔の平均アスペクト比、気孔率、コーティング皮膜の熱伝導率を取得した。結果を表１に示す。
(Examples 2 and 3 and Comparative Example 1)
A plate-shaped substrate on which a coating film was formed was obtained in exactly the same manner as in Example 1 except that the average particle size and the average aspect ratio of the resin particles used for preparing the thermal spray material were different. Then, in exactly the same manner as in Example 1, the average aspect ratio of the pores, the porosity, and the thermal conductivity of the coating film were obtained. The results are shown in Table 1.
表１に示す結果から分かるように、実施例１～３の溶射材に含有される樹脂粒子の平均アスペクト比は１．５以上３以下の範囲内であるため、実施例１～３の溶射材を用いて製造したコーティング皮膜は、気孔の平均アスペクト比が１．８５～２．５５と大きい値になった。その結果、コーティング皮膜の熱伝導率が低く、遮熱性が優れていた。図２に、実施例２の溶射材を用いて製造したコーティング皮膜の断面図を示す。気孔の形状は扁平状であり、平均アスペクト比は２．１２である。 As can be seen from the results shown in Table 1, since the average aspect ratio of the resin particles contained in the sprayed materials of Examples 1 to 3 is within the range of 1.5 or more and 3 or less, the sprayed materials of Examples 1 to 3 are used. The average aspect ratio of the pores of the coating film produced using the above was 1.85 to 2.55, which was a large value. As a result, the thermal conductivity of the coating film was low and the heat shielding property was excellent. FIG. 2 shows a cross-sectional view of a coating film produced by using the sprayed material of Example 2. The shape of the pores is flat and the average aspect ratio is 2.12.
これに対して、比較例１の溶射材に含有される樹脂粒子の平均アスペクト比は１．５未満であるため、比較例１の溶射材を用いて製造したコーティング皮膜は、気孔率は実施例１～３と同程度であるものの、気孔の平均アスペクト比が１．６７と小さい値になった。その結果、コーティング皮膜の熱伝導率が実施例１～３よりも高かった。図３に、比較例１の溶射材を用いて製造したコーティング皮膜の断面図を示す。気孔の形状は円形に近い楕円形であり、平均アスペクト比は１．６７である。 On the other hand, since the average aspect ratio of the resin particles contained in the thermal spray material of Comparative Example 1 is less than 1.5, the coating film produced by using the thermal spray material of Comparative Example 1 has a porosity of Example. Although it was about the same as 1 to 3, the average aspect ratio of the pores was 1.67, which was a small value. As a result, the thermal conductivity of the coating film was higher than that of Examples 1 to 3. FIG. 3 shows a cross-sectional view of a coating film produced by using the thermal spray material of Comparative Example 1. The shape of the pores is an elliptical shape close to a circle, and the average aspect ratio is 1.67.
１ 母相
３ 樹脂粒子
５ 気孔
１０ 溶射皮膜
２０ コーティング皮膜
３０ 基材
1
Claims (7)
請求項１～６のいずれか一項に記載の溶射材を基材に溶射して、前記セラミック粒子を形成するセラミックからなる母相中に前記樹脂粒子が分散した海島構造を有する溶射皮膜を、前記基材の表面上に形成する溶射工程と、
前記溶射皮膜に加熱処理を施して前記母相中の前記樹脂粒子を気化させ、前記母相中に前記気孔を形成する加熱工程と、
を備えるコーティング皮膜の製造方法。 A method for producing a coating film having a sea-island structure in which pores having an average aspect ratio of 1.7 or more and 4 or less are dispersed in a matrix made of ceramic.
A thermal spray coating having a sea-island structure in which the resin particles are dispersed in a matrix made of ceramic forming the ceramic particles by spraying the thermal spray material according to any one of claims 1 to 6 onto a substrate. The thermal spraying step formed on the surface of the base material and
A heating step of applying a heat treatment to the sprayed coating to vaporize the resin particles in the mother phase and forming the pores in the mother phase.
A method for manufacturing a coating film.
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