JPH02301550A - プラズマ溶射セラミックス皮膜のｈｉｐ処理法 - Google Patents
プラズマ溶射セラミックス皮膜のｈｉｐ処理法Info
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- JPH02301550A JPH02301550A JP12049189A JP12049189A JPH02301550A JP H02301550 A JPH02301550 A JP H02301550A JP 12049189 A JP12049189 A JP 12049189A JP 12049189 A JP12049189 A JP 12049189A JP H02301550 A JPH02301550 A JP H02301550A
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- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、プラズマ溶射セラミックス皮膜のＨＩＰ処理
法に関する。特に、部分安定化ジルコニア皮膜の特質改
善法に閏する。
法に関する。特に、部分安定化ジルコニア皮膜の特質改
善法に閏する。
［従来の技術］
従来、高温のプラズマ炎（Ａｒ、Ｎ＊など）の中にセラ
ミックス微粉末を注入し、炎と共に基板上に吹き付けて
セラミックス皮膜を作成することはよく行なわれてきた
。然し乍ら、このプラズマ溶射法により製造されるセラ
ミックス皮膜は、膜内に気孔、クラック等を有し、特に
、開気孔が多く存在するため、下地金属の腐食やそれに
伴う皮膜の欠落の問題があった。
ミックス微粉末を注入し、炎と共に基板上に吹き付けて
セラミックス皮膜を作成することはよく行なわれてきた
。然し乍ら、このプラズマ溶射法により製造されるセラ
ミックス皮膜は、膜内に気孔、クラック等を有し、特に
、開気孔が多く存在するため、下地金属の腐食やそれに
伴う皮膜の欠落の問題があった。
そこで、本発明者の１人は、このプラズマ溶射で作成さ
れたセラミックス皮膜に対して、ＨＩＰ処理を行なった
ときの効果を研究し、ある程度有効であることを発表し
た（ａ、アメリカ窯業協会誌（Ａ＋ｓ、Ｃａｒａｍ、Ｓ
ｏｃ、Ｂｕｌｌ、）、６５巻［９］１３０６−１０ｊｊ
（１９８６））。
れたセラミックス皮膜に対して、ＨＩＰ処理を行なった
ときの効果を研究し、ある程度有効であることを発表し
た（ａ、アメリカ窯業協会誌（Ａ＋ｓ、Ｃａｒａｍ、Ｓ
ｏｃ、Ｂｕｌｌ、）、６５巻［９］１３０６−１０ｊｊ
（１９８６））。
ＨＩＰ処理方法については、（１）特開昭５４−３３２
３２号、■ブ【ｌシーディング 才ブ アンタフ（Ｐｒ
ｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ＡＴＴＡＣ，’８８．０ｓ
ａｋａ）、１９８８年５月、及び（３）等方加圧技術
小泉光恵 西原正夫編者、日刊「業新聞社発行 に２絨
がある。この（υとａには、ＨＩＰ法を用いて加圧焼結
を行なう場合、加圧媒体が気体であるため、パイレック
スガラスや金属カプセル内に試料を封入して行なわれる
。このために、開気孔が多く、耐腐食性に劣るセラミッ
クス溶射被膜の改質にＨＩＰを用いる場今もやはりカプ
セル封入が必要であり、カブヒルを使用するために、カ
プセル材料が、セラミ／ラス皮膜に付着し、種々の問題
を生じる。またカプセルを複雑な形状物に使用すること
は困難であり、広くＴ業的に使用することは、量産性の
面で問題があるものである。また、１−記の（りには、
カプセル封入の困難さを軽減した技術として、その第１
図に示されたようなガラス粉末が用いられた。
３２号、■ブ【ｌシーディング 才ブ アンタフ（Ｐｒ
ｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ＡＴＴＡＣ，’８８．０ｓ
ａｋａ）、１９８８年５月、及び（３）等方加圧技術
小泉光恵 西原正夫編者、日刊「業新聞社発行 に２絨
がある。この（υとａには、ＨＩＰ法を用いて加圧焼結
を行なう場合、加圧媒体が気体であるため、パイレック
スガラスや金属カプセル内に試料を封入して行なわれる
。このために、開気孔が多く、耐腐食性に劣るセラミッ
クス溶射被膜の改質にＨＩＰを用いる場今もやはりカプ
セル封入が必要であり、カブヒルを使用するために、カ
プセル材料が、セラミ／ラス皮膜に付着し、種々の問題
を生じる。またカプセルを複雑な形状物に使用すること
は困難であり、広くＴ業的に使用することは、量産性の
面で問題があるものである。また、１−記の（りには、
カプセル封入の困難さを軽減した技術として、その第１
図に示されたようなガラス粉末が用いられた。
然し乍ら、カプセルを用いた場合には、焼結密度は向−
［、するものの、封入に手間が掛かることに加え、試料
とカプセルと、又はカプセル内の緩衝材（通常窒化硼素
が用いられる）との間に反応が生じるという問題があっ
た。（２１１の方法では、封入問題はなくせるものの、
緩衝材との反応の問題が解決されていない、また、単な
るカプセルフリー法の適用では、上記の問題が回避でき
るものの、溶射皮膜の開気孔を完全に閉気孔にするには
、Ｈ■Ｐ処理温度が高いものである。
［、するものの、封入に手間が掛かることに加え、試料
とカプセルと、又はカプセル内の緩衝材（通常窒化硼素
が用いられる）との間に反応が生じるという問題があっ
た。（２１１の方法では、封入問題はなくせるものの、
緩衝材との反応の問題が解決されていない、また、単な
るカプセルフリー法の適用では、上記の問題が回避でき
るものの、溶射皮膜の開気孔を完全に閉気孔にするには
、Ｈ■Ｐ処理温度が高いものである。
［発明が解決しようとする問題点］
本発明は、ブシズマ溶射ヒラミ・／クス皮膜に多数存在
４−る開気孔をカプセルを用いずにそれを閉気孔にする
ＨＩＰ処理方法を提供することを目的に一゛る。また、
本発明は、プラズマ溶射セラミックス皮膜の耐熱衝撃性
を向−Ｌできる溶射セラミックス皮膜改質方法を提供す
ることを目的にする。
４−る開気孔をカプセルを用いずにそれを閉気孔にする
ＨＩＰ処理方法を提供することを目的に一゛る。また、
本発明は、プラズマ溶射セラミックス皮膜の耐熱衝撃性
を向−Ｌできる溶射セラミックス皮膜改質方法を提供す
ることを目的にする。
更に、本発明は、カプセル化や前処理が不必要であり、
ＨＩＦ処理を簡略化できるプラズマ溶射セラミックス皮
膜特性を改善するＨＩＰ処理法を提供することを目的に
する。
ＨＩＦ処理を簡略化できるプラズマ溶射セラミックス皮
膜特性を改善するＨＩＰ処理法を提供することを目的に
する。
［発明の構成］
［問題点を解決するための手段］
本発明は５ プラズマ溶射によりセラミックス皮膜を形
成し、得られたプラズマ溶射でラミックス皮膜に、カプ
セルフリー法のＨＩＰ処理法を施ケー際に、還元雰囲気
中で、昇温と昇圧を同時に進行させることを特徴とする
プラズマ溶射セラミックス皮膜の改質のためのＨＩＰ処
理法である。
成し、得られたプラズマ溶射でラミックス皮膜に、カプ
セルフリー法のＨＩＰ処理法を施ケー際に、還元雰囲気
中で、昇温と昇圧を同時に進行させることを特徴とする
プラズマ溶射セラミックス皮膜の改質のためのＨＩＰ処
理法である。
［作用］
本発明によると、プラズマ溶射により、従来通りの方法
で、金属基板−トに作製した後に、ＨＩＰ処理によりヒ
ラミックス皮膜に存在する開気孔のみを選択的に減少許
せ、閉気孔にできる。特に、ＨＩＰ処理の際にカプセル
化が不要で、還元雰囲気中で昇温、昇圧を行なうことに
より、ＨＩＰ処理を行なう、そのために、開気孔を閉気
孔にする効果が顕著にきれたものである。
で、金属基板−トに作製した後に、ＨＩＰ処理によりヒ
ラミックス皮膜に存在する開気孔のみを選択的に減少許
せ、閉気孔にできる。特に、ＨＩＰ処理の際にカプセル
化が不要で、還元雰囲気中で昇温、昇圧を行なうことに
より、ＨＩＰ処理を行なう、そのために、開気孔を閉気
孔にする効果が顕著にきれたものである。
本発明による、プラズマ溶射によりセラミックス皮膜を
形成し、得られたブラズ゛７溶射セラミックス皮膜に温
度１１００°Ｃ以上で、圧力５０ＭＰａ以トの条件でカ
プセルフリー法のＨＩＰ処理を施す、このカプセルを使
用しないＨＩＰ処理法は、高温高圧下で、プラズマ溶射
で作成したセラミックス皮膜製品を、還元雰囲気中で、
昇温、昇圧するものである。即ち、例えば、アルゴンガ
ス等のガスを加圧媒体とする高圧容器に収納し、カーボ
ン粉末等を詰め粉として、還元雰囲気中で、高温に加熱
するとともに、１０００〜３０００気圧の圧力をかける
。
形成し、得られたブラズ゛７溶射セラミックス皮膜に温
度１１００°Ｃ以上で、圧力５０ＭＰａ以トの条件でカ
プセルフリー法のＨＩＰ処理を施す、このカプセルを使
用しないＨＩＰ処理法は、高温高圧下で、プラズマ溶射
で作成したセラミックス皮膜製品を、還元雰囲気中で、
昇温、昇圧するものである。即ち、例えば、アルゴンガ
ス等のガスを加圧媒体とする高圧容器に収納し、カーボ
ン粉末等を詰め粉として、還元雰囲気中で、高温に加熱
するとともに、１０００〜３０００気圧の圧力をかける
。
ＨＩＰ処理装置としては、例えば、神戸製鋼所製小型Ｈ
ＩＰ処理装置を用いることができる。
ＩＰ処理装置を用いることができる。
このＨＩＰ処理即ち、熱間静水圧プレスでは、圧縮と同
時に焼結を行なうもので、高温度は、皮膜内での拡散浸
透反応を促進し、軟化を助長し、高圧力は、材料の均質
化を促進する。従って、このようなカプセルフリーのＨ
ＩＰ処理により、プラズマ溶射で作成されたセラミック
ス皮膜の欠陥を除去する。
時に焼結を行なうもので、高温度は、皮膜内での拡散浸
透反応を促進し、軟化を助長し、高圧力は、材料の均質
化を促進する。従って、このようなカプセルフリーのＨ
ＩＰ処理により、プラズマ溶射で作成されたセラミック
ス皮膜の欠陥を除去する。
このようなカプセルフリー法でプラノ゛７ 溶ＱＪセラ
ミックス皮膜を改質する方法は、次のような利点がある
。即ち、第１に、工程が簡略化でき、即ち、複雑な形状
物をカプセル処理することは非常に難しく、大板生産に
はカプセル法が不向きである。第２に、工程丁Ｊストが
低減できる、即ち、ＨＩＰ処理ではカプセル化の１スト
が大きな割合を占めるので、プラズマ溶射法の利点の一
つが低コストでセラミックスの有する特性を利用できる
点にあるのに、後の処理工程ではコストのかかる方法は
使用できないものである。更に、本発明によるＨＩＰ処
理Ｊｊ法では、セラミックス溶射皮膜中の開気孔を閉気
孔にする効果が著しく、従って、閉気孔化することによ
り、耐腐食性が向トし、同時に、閉気孔が残存している
ために、耐熱衝撃性を有するものが得られる。また、カ
プセル化や前処理が不必要であるので、ＨＩＰ処理王程
が簡略化できるものである。
ミックス皮膜を改質する方法は、次のような利点がある
。即ち、第１に、工程が簡略化でき、即ち、複雑な形状
物をカプセル処理することは非常に難しく、大板生産に
はカプセル法が不向きである。第２に、工程丁Ｊストが
低減できる、即ち、ＨＩＰ処理ではカプセル化の１スト
が大きな割合を占めるので、プラズマ溶射法の利点の一
つが低コストでセラミックスの有する特性を利用できる
点にあるのに、後の処理工程ではコストのかかる方法は
使用できないものである。更に、本発明によるＨＩＰ処
理Ｊｊ法では、セラミックス溶射皮膜中の開気孔を閉気
孔にする効果が著しく、従って、閉気孔化することによ
り、耐腐食性が向トし、同時に、閉気孔が残存している
ために、耐熱衝撃性を有するものが得られる。また、カ
プセル化や前処理が不必要であるので、ＨＩＰ処理王程
が簡略化できるものである。
本発明で利用１−るプラズマ溶射法は、所謂、セラミッ
クス：１−ティングの１種であり、品温のプラズマ炎（
Ａ ｒ 、 Ｈｅ 、 Ｎ＊、Ｈｌ）の中にセラミック
ス微粉末を注入し、炎と共に基板上に吹き付けてセラミ
ックス膜を作成するものである。
クス：１−ティングの１種であり、品温のプラズマ炎（
Ａ ｒ 、 Ｈｅ 、 Ｎ＊、Ｈｌ）の中にセラミック
ス微粉末を注入し、炎と共に基板上に吹き付けてセラミ
ックス膜を作成するものである。
本発明で使用するプラズマ溶射セラミックスは、一般に
、通常のプラズマ溶射方法で作製されるセラミックスで
ある。
、通常のプラズマ溶射方法で作製されるセラミックスで
ある。
次に、本発明によるプラズマ溶射セラミックスのＨＩＰ
処理方法とその結果を、具体的な実施例により、説明す
るが、本発明は、その説明により限定されるものではな
い。
処理方法とその結果を、具体的な実施例により、説明す
るが、本発明は、その説明により限定されるものではな
い。
［実施例］
イツトリア部分安定化ジル〕１−ア溶射皮膜を、雰囲気
を変λで、ＨＩＦ処理を行なった結果を示す。
を変λで、ＨＩＦ処理を行なった結果を示す。
ＨＩＰ処理温度は、１３００°Ｃで、圧力１００Ｍ Ｐ
ａに１−る加圧媒体として、アルゴンを用いた。ＨＩ
Ｐ処理のための昇温、昇圧は、同時に行ない、雰囲気の
変化は、つめ粉としてアルミ゛り、カーボンを用いて行
なった。
ａに１−る加圧媒体として、アルゴンを用いた。ＨＩ
Ｐ処理のための昇温、昇圧は、同時に行ない、雰囲気の
変化は、つめ粉としてアルミ゛り、カーボンを用いて行
なった。
第１図に、溶射したままのセラミックス皮膜体、アルミ
ナをつめ粉として酸化雰囲気中でＨＩＰ処理した場合に
得られた該皮膜、つめ粉なしで、中性雰囲気でＨＩＰ処
理した場合得られた該皮膜、及びカーボン粉末をつめ粉
として還元雰囲気中でＨＩＰ処理した場合得られた該皮
膜について、嵩密度及び開気孔率を測定した結果を示し
た。
ナをつめ粉として酸化雰囲気中でＨＩＰ処理した場合に
得られた該皮膜、つめ粉なしで、中性雰囲気でＨＩＰ処
理した場合得られた該皮膜、及びカーボン粉末をつめ粉
として還元雰囲気中でＨＩＰ処理した場合得られた該皮
膜について、嵩密度及び開気孔率を測定した結果を示し
た。
第１Ｕ５！Ｊから明らかなように、カーボンをつめ粉に
用いて還元性雰囲気中でＨＩＰ処理した皮膜は、開気孔
率が減少していることが分かる。
用いて還元性雰囲気中でＨＩＰ処理した皮膜は、開気孔
率が減少していることが分かる。
即ち、ＨＩＦ処理する時に、還元雰囲気中で、昇温、昇
圧を同時に行なう処理法により、セラミ・／クス溶射皮
膜の開気孔を閉気孔にする効果が、中性雰囲気に比べて
、顕著で、緻密化が向Ｅする。
圧を同時に行なう処理法により、セラミ・／クス溶射皮
膜の開気孔を閉気孔にする効果が、中性雰囲気に比べて
、顕著で、緻密化が向Ｅする。
［発明の効果］
本発明によるプラズマ溶射セラミックスの特性改善のた
めのＨＩＰ処理法は、 第１に、ＨＩＰ処理を施［際に、還元雰囲気中で、昇温
、昇圧を同時に行なう処理方法を行なうことにより、プ
ラズマ溶射膜の開気孔を閉気孔にする効果が顕著で、該
皮膜の耐腐食性の向にが期待いれること、 第２に、同時に、気孔率の変化はほとんどないＨＩＰ処
理法が提供できること、 第３に、また、本発明によるプラズマ溶射セラミックス
特性の改善方法は、カプセル化が不必要で、前処理が不
必要なので、ＨＩＰ処理工程が大幅に簡略化されること
、 第４に、気孔量はあまり減少しないので、耐熱ｆＩ撃性
の点で有利であること、 第５に、従って、以−Ｌの利点から、航空機用タービン
エンジン部材等に現在使用きれているプラズマ溶射セラ
ミックス皮膜に、本発明方法を適用することにより、腐
食による部材の破壊を防１１−し、断熱層の寿命を大幅
に延ばすことが期待できることなどの顕著な技術的な効
果が得られた。
めのＨＩＰ処理法は、 第１に、ＨＩＰ処理を施［際に、還元雰囲気中で、昇温
、昇圧を同時に行なう処理方法を行なうことにより、プ
ラズマ溶射膜の開気孔を閉気孔にする効果が顕著で、該
皮膜の耐腐食性の向にが期待いれること、 第２に、同時に、気孔率の変化はほとんどないＨＩＰ処
理法が提供できること、 第３に、また、本発明によるプラズマ溶射セラミックス
特性の改善方法は、カプセル化が不必要で、前処理が不
必要なので、ＨＩＰ処理工程が大幅に簡略化されること
、 第４に、気孔量はあまり減少しないので、耐熱ｆＩ撃性
の点で有利であること、 第５に、従って、以−Ｌの利点から、航空機用タービン
エンジン部材等に現在使用きれているプラズマ溶射セラ
ミックス皮膜に、本発明方法を適用することにより、腐
食による部材の破壊を防１１−し、断熱層の寿命を大幅
に延ばすことが期待できることなどの顕著な技術的な効
果が得られた。
第１図は、プラズマ溶射セラミックス皮膜について、そ
のままのもの、アルミナのつめ粉で酸化雰囲気中処理の
もの、つめ粉なしで中性雰囲気中処理のもの及びカーボ
ン粉末のつめ粉で還元雰囲気中処理のものに一ついて、
嵩密度及び開気孔率を測定した結果を表わす一グシフで
ある。
のままのもの、アルミナのつめ粉で酸化雰囲気中処理の
もの、つめ粉なしで中性雰囲気中処理のもの及びカーボ
ン粉末のつめ粉で還元雰囲気中処理のものに一ついて、
嵩密度及び開気孔率を測定した結果を表わす一グシフで
ある。
Claims (1)
- プラズマ溶射によりセラミックス皮膜を形成し、得られ
たプラズマ溶射セラミックス皮膜に、カプセルフリー法
のＨＩＰ処理法を施す際に、還元雰囲気中で、昇温と昇
圧を同時に進行させることを特徴とするプラズマ溶射セ
ラミックス皮膜のＨＩＰ処理法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12049189A JP2664771B2 (ja) | 1989-05-16 | 1989-05-16 | プラズマ溶射セラミックス皮膜のｈｉｐ処理法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12049189A JP2664771B2 (ja) | 1989-05-16 | 1989-05-16 | プラズマ溶射セラミックス皮膜のｈｉｐ処理法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02301550A true JPH02301550A (ja) | 1990-12-13 |
| JP2664771B2 JP2664771B2 (ja) | 1997-10-22 |
Family
ID=14787506
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12049189A Expired - Lifetime JP2664771B2 (ja) | 1989-05-16 | 1989-05-16 | プラズマ溶射セラミックス皮膜のｈｉｐ処理法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2664771B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002249864A (ja) * | 2000-04-18 | 2002-09-06 | Ngk Insulators Ltd | 耐ハロゲンガスプラズマ用部材およびその製造方法 |
| EP1327698A2 (en) * | 2002-01-09 | 2003-07-16 | General Electric Company | Thermally-stabilized thermal barrier coating and process therefor |
| CN103606688A (zh) * | 2013-12-02 | 2014-02-26 | 新源动力股份有限公司 | 一种燃料电池金属双极板板表面改性层的无微孔处理方法 |
-
1989
- 1989-05-16 JP JP12049189A patent/JP2664771B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2664771B2 (ja) | 1997-10-22 |
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