JPH0967662A - セラミックス被覆部材 - Google Patents
セラミックス被覆部材Info
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- JPH0967662A JPH0967662A JP7222036A JP22203695A JPH0967662A JP H0967662 A JPH0967662 A JP H0967662A JP 7222036 A JP7222036 A JP 7222036A JP 22203695 A JP22203695 A JP 22203695A JP H0967662 A JPH0967662 A JP H0967662A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】熱応力に強く、かつ熱疲労や熱衝撃に強いセラ
ミックス層を得ることで、熱変動の激しい環境下におい
てもセラミックス層の亀裂もしくは金属基材からの剥離
等が生じないセラミックス被覆部材を提供する。 【解決手段】セラミックス被覆部材はセラミックス層４
が金属基材１側に粗粒子（たとえば、平均粒径が０．１
００mm径）の凝集体層２とセラミックス層４の表面層側
に微粒子（たとえば、平均粒径が０．０２５mm径）の凝
集体層３とを配置させる。
ミックス層を得ることで、熱変動の激しい環境下におい
てもセラミックス層の亀裂もしくは金属基材からの剥離
等が生じないセラミックス被覆部材を提供する。 【解決手段】セラミックス被覆部材はセラミックス層４
が金属基材１側に粗粒子（たとえば、平均粒径が０．１
００mm径）の凝集体層２とセラミックス層４の表面層側
に微粒子（たとえば、平均粒径が０．０２５mm径）の凝
集体層３とを配置させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は金属基材上にセラミ
ックス層を形成してなるセラミックス被覆部材に関す
る。
ックス層を形成してなるセラミックス被覆部材に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】各種セラミックス材料を用いて金属基材
の表面を被覆する方法は各種分野で広く用いられてい
る。こうした金属基材の表面をセラミックス材料で被覆
する方法には従来から溶射法、焼付け法、物理蒸着法、
化学蒸着法、表面酸化法等が用いられており、特に生産
性を向上させる等の観点から、高融点材料の厚い被膜形
成には、一般的に溶射法が適用されている。
の表面を被覆する方法は各種分野で広く用いられてい
る。こうした金属基材の表面をセラミックス材料で被覆
する方法には従来から溶射法、焼付け法、物理蒸着法、
化学蒸着法、表面酸化法等が用いられており、特に生産
性を向上させる等の観点から、高融点材料の厚い被膜形
成には、一般的に溶射法が適用されている。
【０００３】溶射法には、大気プラズマ溶射法と低圧雰
囲気プラズマ溶射法とがあり、大気プラズマ溶射法は大
気圧のもとでプラズマ溶射を行うものであり、また低圧
雰囲気プラズマ溶射法は大気圧よりも低い圧力のもとで
プラズマ溶射を行うものである。
囲気プラズマ溶射法とがあり、大気プラズマ溶射法は大
気圧のもとでプラズマ溶射を行うものであり、また低圧
雰囲気プラズマ溶射法は大気圧よりも低い圧力のもとで
プラズマ溶射を行うものである。
【０００４】ところで、金属基材の表面にセラミックス
層を形成する場合、金属基材とセラミックス材料とでは
熱膨張係数が約一桁異なるため、高温もしくは熱変動の
激しい環境下にあっては、金属基材とセラミックス層と
の界面で両者の熱膨張差に起因する過大な熱応力が発生
し、セラミックス層の亀裂もしくは金属基材からの剥離
等の現象が生じやすい。そこで、金属基材とセラミック
ス層との間に熱応力緩和層として働く合金結合層を介在
させることが一般的である。
層を形成する場合、金属基材とセラミックス材料とでは
熱膨張係数が約一桁異なるため、高温もしくは熱変動の
激しい環境下にあっては、金属基材とセラミックス層と
の界面で両者の熱膨張差に起因する過大な熱応力が発生
し、セラミックス層の亀裂もしくは金属基材からの剥離
等の現象が生じやすい。そこで、金属基材とセラミック
ス層との間に熱応力緩和層として働く合金結合層を介在
させることが一般的である。
【０００５】しかしながら、こうした熱応力緩和層であ
る合金結合層を介在させても、セラミックス層の厚膜化
や高温もしくは熱変動の激しい環境下にあっては、合金
結合層とセラミックス層との界面で両者の熱膨張差に基
づく熱応力が発生し、セラミックス層に亀裂が生じた
り、金属基材からセラミックス層が剥離するなどの不具
合が生じ、たとえば耐熱被覆材料、電気絶縁被覆材料、
耐磨耗被覆材料、耐食被覆材料として有効に機能しなく
なる可能性がある。
る合金結合層を介在させても、セラミックス層の厚膜化
や高温もしくは熱変動の激しい環境下にあっては、合金
結合層とセラミックス層との界面で両者の熱膨張差に基
づく熱応力が発生し、セラミックス層に亀裂が生じた
り、金属基材からセラミックス層が剥離するなどの不具
合が生じ、たとえば耐熱被覆材料、電気絶縁被覆材料、
耐磨耗被覆材料、耐食被覆材料として有効に機能しなく
なる可能性がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、耐熱
被覆材料、電気絶縁被覆材料、耐磨耗被覆材料、耐食被
覆材料を得るために金属基材の表面をセラミックス材料
で被覆するとき、熱応力緩和層としての合金結合層を用
いても、高温もしくは熱変動の激しい環境下にあっては
十分な熱応力緩和効果が得られず、セラミックス層の亀
裂もしくは金属基材からの剥離等のために耐熱被覆材
料、電気絶縁被覆材料、耐磨耗被覆材料、耐食被覆材料
としての特性が損なわれてしまい、こうした材料で部材
の機能を一層向上させることが困難である。
被覆材料、電気絶縁被覆材料、耐磨耗被覆材料、耐食被
覆材料を得るために金属基材の表面をセラミックス材料
で被覆するとき、熱応力緩和層としての合金結合層を用
いても、高温もしくは熱変動の激しい環境下にあっては
十分な熱応力緩和効果が得られず、セラミックス層の亀
裂もしくは金属基材からの剥離等のために耐熱被覆材
料、電気絶縁被覆材料、耐磨耗被覆材料、耐食被覆材料
としての特性が損なわれてしまい、こうした材料で部材
の機能を一層向上させることが困難である。
【０００７】本発明の目的は熱応力に強く、かつ熱疲労
や熱衝撃にも強いセラミックス層を得ることで、熱変動
の激しい環境下においてもセラミックス層の亀裂もしく
は金属基材からの剥離等が生じないセラミックス被覆部
材を提供することにある。
や熱衝撃にも強いセラミックス層を得ることで、熱変動
の激しい環境下においてもセラミックス層の亀裂もしく
は金属基材からの剥離等が生じないセラミックス被覆部
材を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は金
属基材と、金属基材の表面に直接または合金層を介して
設けられたセラミックス層とを具備するセラミックス被
覆部材において、セラミックス層は、前記金属基材側に
配置された粗粒子の凝集体層と、セラミックス層の表面
層側に配置された微粒子の凝集体層とを有することを特
徴とする。
属基材と、金属基材の表面に直接または合金層を介して
設けられたセラミックス層とを具備するセラミックス被
覆部材において、セラミックス層は、前記金属基材側に
配置された粗粒子の凝集体層と、セラミックス層の表面
層側に配置された微粒子の凝集体層とを有することを特
徴とする。
【０００９】また、請求項２に係る発明は請求項１のセ
ラミックス被覆部材において、金属基材側に配置した粗
粒子の平均粒径が０．０７５mm〜０．１５０mm径であ
り、表面層側に配置した粗粒子の平均粒径が０．０７５
mm〜０．０４５mm径であり、金属基材側から表面層側に
向かって粒子径が傾斜していることを特徴とする。
ラミックス被覆部材において、金属基材側に配置した粗
粒子の平均粒径が０．０７５mm〜０．１５０mm径であ
り、表面層側に配置した粗粒子の平均粒径が０．０７５
mm〜０．０４５mm径であり、金属基材側から表面層側に
向かって粒子径が傾斜していることを特徴とする。
【００１０】さらに、請求項３に係る発明は金属基材
と、金属基材の表面に直接または合金層を介して設けら
れたセラミックス層とを具備するセラミックス被覆部材
において、金属基材側に配置したセラミックス層に平均
径が０．００１mm〜０．１００mm径の気孔が気孔率で平
均２０％〜３０％を有し、表面層側に配置したセラミッ
クス層に平均径が０．００１mm〜０．１００mm径の気孔
が気孔率で平均０〜５％を有することを特徴とする。
と、金属基材の表面に直接または合金層を介して設けら
れたセラミックス層とを具備するセラミックス被覆部材
において、金属基材側に配置したセラミックス層に平均
径が０．００１mm〜０．１００mm径の気孔が気孔率で平
均２０％〜３０％を有し、表面層側に配置したセラミッ
クス層に平均径が０．００１mm〜０．１００mm径の気孔
が気孔率で平均０〜５％を有することを特徴とする。
【００１１】さらに、請求項４に係る発明は請求項３の
セラミックス被覆部材において、セラミックス層中の気
孔が金属基材側から表面層側に向かって気孔率が傾斜し
ていることを特徴とする。
セラミックス被覆部材において、セラミックス層中の気
孔が金属基材側から表面層側に向かって気孔率が傾斜し
ていることを特徴とする。
【００１２】また、請求項５に係る発明は請求項１ない
し４のセラミックス被覆部材において、セラミックス粉
末として高密度粉末を用いて溶射法でセラミックス層を
形成したことを特徴とする。
し４のセラミックス被覆部材において、セラミックス粉
末として高密度粉末を用いて溶射法でセラミックス層を
形成したことを特徴とする。
【００１３】さらに、請求項６に係る発明はセラミック
ス被覆部材は請求項１ないし４のセラミックス被覆部材
において、セラミックス粉末として低密度粉末を用いて
溶射法でセラミックス層を形成したことを特徴とする。
ス被覆部材は請求項１ないし４のセラミックス被覆部材
において、セラミックス粉末として低密度粉末を用いて
溶射法でセラミックス層を形成したことを特徴とする。
【００１４】また、請求項７に係る発明は請求項１ない
し４のセラミックス被覆部材において、セラミックス粉
末として、高密度粉末１０％〜７０％と低密度粉末３０
％〜９０％を混合した粉末を用いて溶射法でセラミック
ス層を形成したことを特徴とする。
し４のセラミックス被覆部材において、セラミックス粉
末として、高密度粉末１０％〜７０％と低密度粉末３０
％〜９０％を混合した粉末を用いて溶射法でセラミック
ス層を形成したことを特徴とする。
【００１５】本発明に係るセラミックス被覆部材におけ
るセラミックス層は、金属基材の表面に直接被覆しても
十分な熱応力緩和効果が得られるが、これと共に金属基
材の表面に合金結合層を介して被覆すると、より大きい
熱応力緩和効果が得られる。この合金結合層の構成材料
としては、耐高温酸化性および耐腐食性に優れ、かつ金
属基材とセラミックス層の中間の熱膨張係数を有する材
料であることが好ましく、たとえばＭ−Ｃｒ−Ｙ合金
（ＭはＮｉ、ＣｏおよびＦｅから選ばれる少なくとも１
種の元素）が例示される。Ｍ−Ｃｒ−Ａｌ−Ｙ合金の好
ましい組成としては、１０〜４５重量％のＣｒ、１〜２
０重量％のＡｌ、０．１〜３．０重量％のＹを含み、残
部が実質的にＭ元素からなる組成が挙げられる。
るセラミックス層は、金属基材の表面に直接被覆しても
十分な熱応力緩和効果が得られるが、これと共に金属基
材の表面に合金結合層を介して被覆すると、より大きい
熱応力緩和効果が得られる。この合金結合層の構成材料
としては、耐高温酸化性および耐腐食性に優れ、かつ金
属基材とセラミックス層の中間の熱膨張係数を有する材
料であることが好ましく、たとえばＭ−Ｃｒ−Ｙ合金
（ＭはＮｉ、ＣｏおよびＦｅから選ばれる少なくとも１
種の元素）が例示される。Ｍ−Ｃｒ−Ａｌ−Ｙ合金の好
ましい組成としては、１０〜４５重量％のＣｒ、１〜２
０重量％のＡｌ、０．１〜３．０重量％のＹを含み、残
部が実質的にＭ元素からなる組成が挙げられる。
【００１６】本発明のセラミックス被覆材料における金
属基材は、用途等に応じて一般に使用されている種々の
金属、合金材料から適宜選択できる。
属基材は、用途等に応じて一般に使用されている種々の
金属、合金材料から適宜選択できる。
【００１７】また、本発明のセラミックス被覆材料にお
けるセラミックス層には、各種の耐熱性セラミックス、
電気絶縁性セラミックス、耐磨耗セラミックスを用いる
ことができ、たとえば部分安定化ＺｒＯ2 、Ａｌ
2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 、ＣａＯ、ＣｅＯ2 、Ｃｒ2 Ｏ3 、Ｓ
ｉＣ、ＷＣ、ＴｉＣ、Ｃｒ2 Ｃ3 、ＡｌＮ、ＳｉＮ、Ｔ
ｉＮ、ＴｉＯ2 、ＣａＯ−ＳｉＯ2 系、ＣａＯ−Ａｌ2
Ｏ3 系等が例示される。
けるセラミックス層には、各種の耐熱性セラミックス、
電気絶縁性セラミックス、耐磨耗セラミックスを用いる
ことができ、たとえば部分安定化ＺｒＯ2 、Ａｌ
2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 、ＣａＯ、ＣｅＯ2 、Ｃｒ2 Ｏ3 、Ｓ
ｉＣ、ＷＣ、ＴｉＣ、Ｃｒ2 Ｃ3 、ＡｌＮ、ＳｉＮ、Ｔ
ｉＮ、ＴｉＯ2 、ＣａＯ−ＳｉＯ2 系、ＣａＯ−Ａｌ2
Ｏ3 系等が例示される。
【００１８】セラミックス層は約０．２mm〜２．０mm程
度の厚さで形成することが好ましく、またその形成方法
としては、大気プラズマ溶射法や低圧雰囲気プラズマ溶
射法等の溶射法、物理蒸着法、化学蒸着法等を用いるこ
とができる。実用上は溶射法、特に大気プラズマ溶射法
を用いることが好ましく、これによりセラミックス層に
おける熱応力を緩和するという本発明の効果を格段に向
上させることが可能になる。
度の厚さで形成することが好ましく、またその形成方法
としては、大気プラズマ溶射法や低圧雰囲気プラズマ溶
射法等の溶射法、物理蒸着法、化学蒸着法等を用いるこ
とができる。実用上は溶射法、特に大気プラズマ溶射法
を用いることが好ましく、これによりセラミックス層に
おける熱応力を緩和するという本発明の効果を格段に向
上させることが可能になる。
【００１９】本発明の請求項１および２のセラミックス
被覆部材は、セラミックス層が金属基材側に粗粒子の凝
集体層と、セラミックス層の表面層側に微粒子の凝集体
層を配置させたものである。さらには、セラミックス層
は金属基材側の粗粒子の凝集体層から表面層側の微粒子
の凝集体層に向かって粒子径を傾斜させて配置させたも
のである。金属基材側に配置した粗粒子の平均粒径は
０．０７５mm〜０．１５０mm径が好ましい。これは、金
属基材とセラミックス層との熱膨張差で発生した熱応力
をセラミックス層の粗粒子と粗粒子との界面で緩和して
熱応力を小さくする効果がある。粗粒子の粒子径が０．
０７５mm径より小さいと、緻密化による粒子の拘束が大
きくなり、粒子間の界面での熱応力緩和効果が低くな
り、粒子径が０．１５０mm径より大きくなると、粒子内
での熱応力が大きくなり、粒子間の界面での熱応力緩和
効果が低くなる。
被覆部材は、セラミックス層が金属基材側に粗粒子の凝
集体層と、セラミックス層の表面層側に微粒子の凝集体
層を配置させたものである。さらには、セラミックス層
は金属基材側の粗粒子の凝集体層から表面層側の微粒子
の凝集体層に向かって粒子径を傾斜させて配置させたも
のである。金属基材側に配置した粗粒子の平均粒径は
０．０７５mm〜０．１５０mm径が好ましい。これは、金
属基材とセラミックス層との熱膨張差で発生した熱応力
をセラミックス層の粗粒子と粗粒子との界面で緩和して
熱応力を小さくする効果がある。粗粒子の粒子径が０．
０７５mm径より小さいと、緻密化による粒子の拘束が大
きくなり、粒子間の界面での熱応力緩和効果が低くな
り、粒子径が０．１５０mm径より大きくなると、粒子内
での熱応力が大きくなり、粒子間の界面での熱応力緩和
効果が低くなる。
【００２０】また、セラミックス層の表面層側に配置し
た微粒子の平均粒径は０．００５mm〜０．０４５mm径が
好ましい。これは、セラミックス層の表面層では熱膨張
差で発生する熱応力が小さいため熱応力緩和効果より
も、微粒子粉末で緻密化することにより、耐熱性、電気
絶縁性、対エロージョン性、対磨耗性等の特性を向上さ
せることになる。
た微粒子の平均粒径は０．００５mm〜０．０４５mm径が
好ましい。これは、セラミックス層の表面層では熱膨張
差で発生する熱応力が小さいため熱応力緩和効果より
も、微粒子粉末で緻密化することにより、耐熱性、電気
絶縁性、対エロージョン性、対磨耗性等の特性を向上さ
せることになる。
【００２１】さらに、金属基材側の粗粒子の凝集体層か
ら表面層側の微粒子の凝集体層に向かって粒子径を傾斜
させて配置させることにより、金属基材とセラミックス
層との熱膨張差で発生した熱応力を表面に向かって緩や
かに減少させることになり、熱応力緩和のためにより望
ましい。
ら表面層側の微粒子の凝集体層に向かって粒子径を傾斜
させて配置させることにより、金属基材とセラミックス
層との熱膨張差で発生した熱応力を表面に向かって緩や
かに減少させることになり、熱応力緩和のためにより望
ましい。
【００２２】本発明における請求項３および４のセラミ
ックス被覆部材は、セラミックス被覆部材において金属
基材側に配置したセラミックス層が平均径が０．００１
mm〜０．１００mm径の気孔が気孔率で平均２０％〜３０
％を有し、表面層側に配置したセラミックス層が平均径
が０．００１mm〜０．１００mm径の気孔が気孔率で平均
０〜５％を有する。さらには、セラミックス層中の気孔
が金属基材側から表面層側に向かって気孔率が傾斜して
減少させている。これは、金属基材側に配置したセラミ
ックス層に気孔が気孔率で平均２０％〜３０％を付加す
ることにより、金属基材とセラミックス層との熱膨張差
から生じた熱応力をセラミックス層の気孔で緩和して熱
応力を小さくする効果がある。さらに、金属基材側に配
置したセラミックス層に付加した気孔が表面層側に向か
って気孔率が傾斜して減少させることにより、金属基材
とセラミックス層との熱膨張差で発生した熱応力を表面
に向かって緩やかに減少させることになり、熱応力緩和
のためにより望ましい。
ックス被覆部材は、セラミックス被覆部材において金属
基材側に配置したセラミックス層が平均径が０．００１
mm〜０．１００mm径の気孔が気孔率で平均２０％〜３０
％を有し、表面層側に配置したセラミックス層が平均径
が０．００１mm〜０．１００mm径の気孔が気孔率で平均
０〜５％を有する。さらには、セラミックス層中の気孔
が金属基材側から表面層側に向かって気孔率が傾斜して
減少させている。これは、金属基材側に配置したセラミ
ックス層に気孔が気孔率で平均２０％〜３０％を付加す
ることにより、金属基材とセラミックス層との熱膨張差
から生じた熱応力をセラミックス層の気孔で緩和して熱
応力を小さくする効果がある。さらに、金属基材側に配
置したセラミックス層に付加した気孔が表面層側に向か
って気孔率が傾斜して減少させることにより、金属基材
とセラミックス層との熱膨張差で発生した熱応力を表面
に向かって緩やかに減少させることになり、熱応力緩和
のためにより望ましい。
【００２３】本発明のセラミックス層の厚さは、０．１
mm〜５．０mm厚さが好ましい。すなわち、セラミックス
層の厚さが０．１mmより薄いと、セラミックス被覆部材
としての耐熱性、電気絶縁性、耐磨耗性等の特性を向上
させることができないため、０．１mmを下限とする。一
方、５．０mmより厚くなると、本発明を用いても熱応力
が大きく、クラックの発生や剥離が起こりやすいため、
５．０mmを上限とする。
mm〜５．０mm厚さが好ましい。すなわち、セラミックス
層の厚さが０．１mmより薄いと、セラミックス被覆部材
としての耐熱性、電気絶縁性、耐磨耗性等の特性を向上
させることができないため、０．１mmを下限とする。一
方、５．０mmより厚くなると、本発明を用いても熱応力
が大きく、クラックの発生や剥離が起こりやすいため、
５．０mmを上限とする。
【００２４】
（実施例１）実施例１の模式図を図１に示す。金属基材
としてＮｉ基耐熱合金ＩＮ７３８の３０×５０×厚さ５
mmの板材を用意し、まずこの金属基材１の表面を約０．
６mm粒径のアルミナ粒子によりサンドブラスト処理し
た。
としてＮｉ基耐熱合金ＩＮ７３８の３０×５０×厚さ５
mmの板材を用意し、まずこの金属基材１の表面を約０．
６mm粒径のアルミナ粒子によりサンドブラスト処理し
た。
【００２５】次に、上記金属基材１の粗面化表面に８ｗ
ｔ％Ｙ2 Ｏ3 −ＺｒＯ2 組成の粒径が平均０．１００mm
径の粗粒子である高密度（電融粉砕粉）ジルコニア溶射
粉末を溶射距離１２５mm、溶射出力６０Ｖ、７００Ａの
条件下で大気プラズマ溶射し、粗粒子の凝集体層２を約
０．３００mm厚さに形成した。続いて、粗粒子の凝集体
層２上に平均粒径が約０．０２５mm径の同組成の微粒子
高密度（電融粉砕粉）ジルコニア溶射粉末を溶射距離１
２５mm、溶射出力６０Ｖ、６００Ａの条件下で大気プラ
ズマ溶射し、微粒子の凝集体層３を約０．３００mm厚さ
に形成した。
ｔ％Ｙ2 Ｏ3 −ＺｒＯ2 組成の粒径が平均０．１００mm
径の粗粒子である高密度（電融粉砕粉）ジルコニア溶射
粉末を溶射距離１２５mm、溶射出力６０Ｖ、７００Ａの
条件下で大気プラズマ溶射し、粗粒子の凝集体層２を約
０．３００mm厚さに形成した。続いて、粗粒子の凝集体
層２上に平均粒径が約０．０２５mm径の同組成の微粒子
高密度（電融粉砕粉）ジルコニア溶射粉末を溶射距離１
２５mm、溶射出力６０Ｖ、６００Ａの条件下で大気プラ
ズマ溶射し、微粒子の凝集体層３を約０．３００mm厚さ
に形成した。
【００２６】このように、金属基材１表面に粗粒子の凝
集体層２と微粒子の凝集体層３の２層構造で、厚さが
０．６００mmのセラミックス層４を形成した。こうし
て、目的とするセラミックス被覆部材を得た。このセラ
ミックス被覆部材を後述する特性評価に供した。
集体層２と微粒子の凝集体層３の２層構造で、厚さが
０．６００mmのセラミックス層４を形成した。こうし
て、目的とするセラミックス被覆部材を得た。このセラ
ミックス被覆部材を後述する特性評価に供した。
【００２７】（実施例２）金属基材としてＮｉ基耐熱合
金ＩＮ７３８の３０×５０×厚さ５mmの板材を用意し、
まずこの金属基材の表面を約０．６mm粒径のアルミナ粒
子によりサンドブラスト処理した。
金ＩＮ７３８の３０×５０×厚さ５mmの板材を用意し、
まずこの金属基材の表面を約０．６mm粒径のアルミナ粒
子によりサンドブラスト処理した。
【００２８】次に、上記金属基材の粗面化表面にＮｉ−
２２Ｃｒ−１０Ａｌ−０．５Ｙ（重量％）組成を有し、
平均粒径が０．０７５mm径の合金粉末を大気フラズマ溶
射し、厚さ約０．１５０mmの合金結合層を被覆形成し
た。溶射条件は溶射距離１３５mm、溶射出力５５Ｖ、６
００Ａとした。
２２Ｃｒ−１０Ａｌ−０．５Ｙ（重量％）組成を有し、
平均粒径が０．０７５mm径の合金粉末を大気フラズマ溶
射し、厚さ約０．１５０mmの合金結合層を被覆形成し
た。溶射条件は溶射距離１３５mm、溶射出力５５Ｖ、６
００Ａとした。
【００２９】この合金結合層上に８ｗｔ％Ｙ2 Ｏ3 −Ｚ
ｒＯ2 組成の粒径が平均０．１００mm径の粗粒子である
高密度（電融粉砕粉）ジルコニア溶射粉末を溶射距離１
２５mm、溶射出力６０Ｖ、７００Ａの条件下で大気プラ
ズマ溶射し、粗粒子の凝集体層を約０．３００mm厚さに
形成した、続いて、粗粒子の凝集体層上に平均粒径が約
０．０２５mm径の同組成の微粒子高密度（電融粉砕粉）
ジルコニア溶射粉末を溶射距離１２５mm、溶射出力６０
Ｖ、６００Ａの条件下で大気プラズマ溶射し、微粒子の
凝集体層を約０．３００mm厚さに形成した。
ｒＯ2 組成の粒径が平均０．１００mm径の粗粒子である
高密度（電融粉砕粉）ジルコニア溶射粉末を溶射距離１
２５mm、溶射出力６０Ｖ、７００Ａの条件下で大気プラ
ズマ溶射し、粗粒子の凝集体層を約０．３００mm厚さに
形成した、続いて、粗粒子の凝集体層上に平均粒径が約
０．０２５mm径の同組成の微粒子高密度（電融粉砕粉）
ジルコニア溶射粉末を溶射距離１２５mm、溶射出力６０
Ｖ、６００Ａの条件下で大気プラズマ溶射し、微粒子の
凝集体層を約０．３００mm厚さに形成した。
【００３０】このように、金属基材表面に合金結合層を
介して粗粒子の凝集体層と微粒子の凝集体層の２層構造
で、厚さが０．６００mmのセラミックス層を形成した。
こうして、目的とするセラミックス被覆部材を得た。こ
のセラミックス被覆部材を後述する特性評価に供した。
介して粗粒子の凝集体層と微粒子の凝集体層の２層構造
で、厚さが０．６００mmのセラミックス層を形成した。
こうして、目的とするセラミックス被覆部材を得た。こ
のセラミックス被覆部材を後述する特性評価に供した。
【００３１】（実施例３）実施例３の模式図を図２に示
す。金属基材としてＮｉ基耐熱合金ＩＮ７３８の３０×
５０×厚さ５mmの板材を用意し、まずこの金属基材１１
の表面を約０．６mm粒径アルミナ粒子によりサンドブラ
スト処理した。
す。金属基材としてＮｉ基耐熱合金ＩＮ７３８の３０×
５０×厚さ５mmの板材を用意し、まずこの金属基材１１
の表面を約０．６mm粒径アルミナ粒子によりサンドブラ
スト処理した。
【００３２】次に、上記金属基材１１の粗面化表面にＮ
ｉ−２２Ｃｒ−１０Ａｌ−０．５Ｙ（重量％）組成を有
し、平均粒径が０．０３０mm径の合金粉末を低圧雰囲気
プラズマ溶射し、厚さ約０．１５０mmの合金結合層１２
を形成した。溶射条件はアルゴンガス雰囲気圧力６．５
×１０3 Ｐａ、溶射距離４００mm、溶射出力５０Ｖ、７
００Ａとした。
ｉ−２２Ｃｒ−１０Ａｌ−０．５Ｙ（重量％）組成を有
し、平均粒径が０．０３０mm径の合金粉末を低圧雰囲気
プラズマ溶射し、厚さ約０．１５０mmの合金結合層１２
を形成した。溶射条件はアルゴンガス雰囲気圧力６．５
×１０3 Ｐａ、溶射距離４００mm、溶射出力５０Ｖ、７
００Ａとした。
【００３３】この合金結合層１２上に粒径が平均０．１
５０mm径の大粗粒子である高密度（電融粉砕粉）アルミ
ナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）溶射粉末を溶射距離１２５mm、溶射出
力６０Ｖ、７００Ａの条件下で大気プラズマ溶射し、大
粗粒子の凝集体層１３を約０．１５０mm厚さに形成し
た。続いて、大粗粒子の凝集体層１３上に平均粒径が約
０．１００mm径の同組成の小粗粒子高密度（電融粉砕
粉）アルミナ溶射粉末を溶射距離１２５mm、溶射出力６
０Ｖ、６００Ａの条件下で大気プラズマ溶射し、小粗粒
子の凝集体層１４を約０．１５０mm厚さに形成した。
５０mm径の大粗粒子である高密度（電融粉砕粉）アルミ
ナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）溶射粉末を溶射距離１２５mm、溶射出
力６０Ｖ、７００Ａの条件下で大気プラズマ溶射し、大
粗粒子の凝集体層１３を約０．１５０mm厚さに形成し
た。続いて、大粗粒子の凝集体層１３上に平均粒径が約
０．１００mm径の同組成の小粗粒子高密度（電融粉砕
粉）アルミナ溶射粉末を溶射距離１２５mm、溶射出力６
０Ｖ、６００Ａの条件下で大気プラズマ溶射し、小粗粒
子の凝集体層１４を約０．１５０mm厚さに形成した。
【００３４】この小粗粒子の凝集体層１４上に平均粒径
が約０．０５０mm径の同組成の細粒子高密度（電融粉砕
粉）アルミナ溶射粉末を溶射距離１２５mm、溶射出力６
０Ｖ、６００Ａの条件下で大気プラズマ溶射し、細粒子
の凝集体層１５を約０．１５０mm厚さに形成した。この
細粗粒子の凝集体層１５上に平均粒径が約０．０２５mm
径の同組成の微粒子高密度（電融粉砕粉）アルミナ溶射
粉末を溶射距離１００mm、溶射出力６０Ｖ、６００Ａの
条件下で大気プラズマ溶射し、微粒子の凝集体層１６を
約０．１５０mm厚さに形成した。
が約０．０５０mm径の同組成の細粒子高密度（電融粉砕
粉）アルミナ溶射粉末を溶射距離１２５mm、溶射出力６
０Ｖ、６００Ａの条件下で大気プラズマ溶射し、細粒子
の凝集体層１５を約０．１５０mm厚さに形成した。この
細粗粒子の凝集体層１５上に平均粒径が約０．０２５mm
径の同組成の微粒子高密度（電融粉砕粉）アルミナ溶射
粉末を溶射距離１００mm、溶射出力６０Ｖ、６００Ａの
条件下で大気プラズマ溶射し、微粒子の凝集体層１６を
約０．１５０mm厚さに形成した。
【００３５】このように、金属基材表面に合金結合層１
２を介して大粗粒子の凝集体層１３、小粗粒子の凝集体
層１４、細粒子の凝集層１５、微粒子の凝集体層１６と
金属基材１１側から表面層側に向かってセラミックス粒
子が大粗粒子から微粒子と傾斜した被覆層構造で、厚さ
が０．６００mmのセラミックス層１７を形成した。こう
して、目的とするセラミックス被覆部材を得た。このセ
ラミックス被覆部材を後述する特性評価に供した。
２を介して大粗粒子の凝集体層１３、小粗粒子の凝集体
層１４、細粒子の凝集層１５、微粒子の凝集体層１６と
金属基材１１側から表面層側に向かってセラミックス粒
子が大粗粒子から微粒子と傾斜した被覆層構造で、厚さ
が０．６００mmのセラミックス層１７を形成した。こう
して、目的とするセラミックス被覆部材を得た。このセ
ラミックス被覆部材を後述する特性評価に供した。
【００３６】（実施例４）実施例４の模式図を図３に示
す。金属基材としてＮｉ基耐熱合金ＩＮ７３８の３０×
５０×厚さ５mmの板材を用意し、まずこの金属基材２１
の表面を約０．６mm粒径のアルミナ粒子によりサンドブ
ラスト処理した。
す。金属基材としてＮｉ基耐熱合金ＩＮ７３８の３０×
５０×厚さ５mmの板材を用意し、まずこの金属基材２１
の表面を約０．６mm粒径のアルミナ粒子によりサンドブ
ラスト処理した。
【００３７】次に、上記金属基材２１の粗面化表面にＮ
ｉ−２２Ｃｒ−１０Ａｌ−０．５Ｙ（重量％）組成を有
し、平均粒径が０．０７５mm径の合金粉末を大気プラズ
マ溶射し、厚さ約０．１５０mmの合金結合層２２を形成
した。溶射条件は溶射距離１３５mm、溶射出力５５Ｖ、
６００Ａとした。
ｉ−２２Ｃｒ−１０Ａｌ−０．５Ｙ（重量％）組成を有
し、平均粒径が０．０７５mm径の合金粉末を大気プラズ
マ溶射し、厚さ約０．１５０mmの合金結合層２２を形成
した。溶射条件は溶射距離１３５mm、溶射出力５５Ｖ、
６００Ａとした。
【００３８】この合金結合層２２上に８ｗｔ％Ｙ2 Ｏ3
−ＺｒＯ2 組成の粒径が平均０．１００mm径の粗粒子で
ある低密度（造粒粉）ジルコニア溶射粉末を溶射距離１
５０mm、溶射出力６０Ｖ、７００Ａの条件下で大気プラ
ズマ溶射し、セラミックス層に約２５％の気孔２３ａを
付加した被覆層２３を約０．３００mm厚さに形成した。
続いて、この被覆層２３上に平均粒径が約０．０２５mm
径の同組成の微粒子低密度（造粒粉）ジルコニア溶射粉
末を溶射距離１００mm、溶射出力６０Ｖ、７００Ａの条
件下で大気プラズマ溶射し、セラミックス層に約１％の
気孔２３ａを含む緻密な被覆層２４を約０．３００mm厚
さに形成した。
−ＺｒＯ2 組成の粒径が平均０．１００mm径の粗粒子で
ある低密度（造粒粉）ジルコニア溶射粉末を溶射距離１
５０mm、溶射出力６０Ｖ、７００Ａの条件下で大気プラ
ズマ溶射し、セラミックス層に約２５％の気孔２３ａを
付加した被覆層２３を約０．３００mm厚さに形成した。
続いて、この被覆層２３上に平均粒径が約０．０２５mm
径の同組成の微粒子低密度（造粒粉）ジルコニア溶射粉
末を溶射距離１００mm、溶射出力６０Ｖ、７００Ａの条
件下で大気プラズマ溶射し、セラミックス層に約１％の
気孔２３ａを含む緻密な被覆層２４を約０．３００mm厚
さに形成した。
【００３９】このように、金属基材２１表面に合金結合
層２２を介してセラミックス層に約２５％の気孔２３ａ
を含む層２３と、約１％の気孔２３ａを含む層２４の２
層構造で、厚さが０．６００mmのセラミックス層２５を
形成した。こうして、目的とするセラミックス被覆部材
を得た。このセラミックス被覆部材を後述する特性評価
に供した。
層２２を介してセラミックス層に約２５％の気孔２３ａ
を含む層２３と、約１％の気孔２３ａを含む層２４の２
層構造で、厚さが０．６００mmのセラミックス層２５を
形成した。こうして、目的とするセラミックス被覆部材
を得た。このセラミックス被覆部材を後述する特性評価
に供した。
【００４０】（実施例５）実施例５の模式図を図４に示
す。金属基材としてＮｉ基耐熱合金ＩＮ７３８の３０×
５０×厚さ５mmの板材を用意し、まずこの金属基材３１
の表面を約０．６mm粒径のアルミナ粒子によりサンドブ
ラスト処理した。
す。金属基材としてＮｉ基耐熱合金ＩＮ７３８の３０×
５０×厚さ５mmの板材を用意し、まずこの金属基材３１
の表面を約０．６mm粒径のアルミナ粒子によりサンドブ
ラスト処理した。
【００４１】次に、上記金属基材３１の粗面化表面にＮ
ｉ−２２Ｃｒ−１０Ａｌ−０．５Ｙ（重量％）組成を有
し、平均粒径が０．０３０mm径の合金粉末を低圧雰囲気
プラズマ溶射し、厚さ約０．１５０mmの合金結合層３２
を形成した。溶射条件はアルゴンガス雰囲気圧力６．５
×１０3 Ｐａ、溶射距離４００mm、溶射出力５０Ｖ、７
００Ａとした。
ｉ−２２Ｃｒ−１０Ａｌ−０．５Ｙ（重量％）組成を有
し、平均粒径が０．０３０mm径の合金粉末を低圧雰囲気
プラズマ溶射し、厚さ約０．１５０mmの合金結合層３２
を形成した。溶射条件はアルゴンガス雰囲気圧力６．５
×１０3 Ｐａ、溶射距離４００mm、溶射出力５０Ｖ、７
００Ａとした。
【００４２】この合金結合層３２上に８ｗｔ％Ｙ2 Ｏ3
−ＺｒＯ2 組成の粒径が平均０．１００mm径の粗粒子で
ある低密度（造粒粉）ジルコニア溶射粉末を溶射距離１
５０mm、溶射出力６０Ｖ、７００Ａの条件下で大気プラ
ズマ溶射し、セラミックス層に約２５％の気孔３３ａを
付加した被覆層３３を約０．１５０mm厚さに形成した。
続いて、この被覆層３３上に同組成の粒径が平均０．０
７５mm径の粒子である低密度（造粒粉）ジルコニア溶射
粉末を溶射距離１３０mm、溶射出力６０Ｖ、７００Ａの
条件下で大気プラズマ溶射し、セラミックス層に約１５
％の気孔３３ａを付加した被覆層３４を約０．１５０mm
厚さに形成した。
−ＺｒＯ2 組成の粒径が平均０．１００mm径の粗粒子で
ある低密度（造粒粉）ジルコニア溶射粉末を溶射距離１
５０mm、溶射出力６０Ｖ、７００Ａの条件下で大気プラ
ズマ溶射し、セラミックス層に約２５％の気孔３３ａを
付加した被覆層３３を約０．１５０mm厚さに形成した。
続いて、この被覆層３３上に同組成の粒径が平均０．０
７５mm径の粒子である低密度（造粒粉）ジルコニア溶射
粉末を溶射距離１３０mm、溶射出力６０Ｖ、７００Ａの
条件下で大気プラズマ溶射し、セラミックス層に約１５
％の気孔３３ａを付加した被覆層３４を約０．１５０mm
厚さに形成した。
【００４３】続いて、この被覆層３４上に同組成の粒径
が平均０．０５０mm径の粒子である低密度（造粒粉）ジ
ルコニア溶射粉末を溶射距離１３０mm、溶射出力６０
Ｖ、７００Ａの条件下で大気プラズマ溶射し、セラミッ
クス層に約７％の気孔３３ａを付加した被覆層３５を約
０．１５０mm厚さに形成した。続いて、この被覆層３５
上に同組成の粒径が平均０．０２５mm径の粒子である低
密度（造粒粉）ジルコニア溶射粉末を溶射距離１００m
m、溶射出力６０Ｖ、７００Ａの条件下で大気プラズマ
溶射し、セラミックス層に約１％の気孔３３ａを含む緻
密な被覆層３６を約０．１５０mm厚さに形成した。
が平均０．０５０mm径の粒子である低密度（造粒粉）ジ
ルコニア溶射粉末を溶射距離１３０mm、溶射出力６０
Ｖ、７００Ａの条件下で大気プラズマ溶射し、セラミッ
クス層に約７％の気孔３３ａを付加した被覆層３５を約
０．１５０mm厚さに形成した。続いて、この被覆層３５
上に同組成の粒径が平均０．０２５mm径の粒子である低
密度（造粒粉）ジルコニア溶射粉末を溶射距離１００m
m、溶射出力６０Ｖ、７００Ａの条件下で大気プラズマ
溶射し、セラミックス層に約１％の気孔３３ａを含む緻
密な被覆層３６を約０．１５０mm厚さに形成した。
【００４４】このように、金属基材３１表面に合金結合
層３２を介してセラミックス層に金属基材３１側から表
面層側に向かって、気孔３３ａが約２５％から約１％と
傾斜した４層構造で、厚さが０．６００mmのセラミック
ス層３７を形成した。こうして、目的とするセラミック
ス被覆部材を得た。このセラミックス被覆部材を後述す
る特性評価に供した。
層３２を介してセラミックス層に金属基材３１側から表
面層側に向かって、気孔３３ａが約２５％から約１％と
傾斜した４層構造で、厚さが０．６００mmのセラミック
ス層３７を形成した。こうして、目的とするセラミック
ス被覆部材を得た。このセラミックス被覆部材を後述す
る特性評価に供した。
【００４５】（実施例６）金属基材としてＮｉ基耐熱合
金ＩＮ７３８の３０×５０×厚さ５mmの板材を用意し、
まずこの金属基材の表面を約０．６mm粒径のアルミナ粒
子によりサンドブラスト処理した。
金ＩＮ７３８の３０×５０×厚さ５mmの板材を用意し、
まずこの金属基材の表面を約０．６mm粒径のアルミナ粒
子によりサンドブラスト処理した。
【００４６】次に、上記金属基材の粗面化表面にＮｉ−
２２Ｃｒ−１０Ａｌ−０．５Ｙ（重量％）組成を有し、
平均粒径が０．０７５mm径の合金粉末を大気プラズマ溶
射し、厚さ約０．１５０mmの合金結合層を被覆形成し
た。溶射条件は溶射距離１３５mm、溶射出力５５Ｖ、６
００Ａとした。
２２Ｃｒ−１０Ａｌ−０．５Ｙ（重量％）組成を有し、
平均粒径が０．０７５mm径の合金粉末を大気プラズマ溶
射し、厚さ約０．１５０mmの合金結合層を被覆形成し
た。溶射条件は溶射距離１３５mm、溶射出力５５Ｖ、６
００Ａとした。
【００４７】この合金結合層上に８ｗｔ％Ｙ2 Ｏ3 −Ｚ
ｒＯ2 組成の粒径が平均０．１００mm径の粗粒子である
高密度（電融粉砕粉）粒子４０％と低密度（造粒粉）粒
子６０％を混合したジルコニア溶射粉末を溶射距離１２
５mm、溶射出力６０Ｖ、７００Ａの条件下で大気プラズ
マ溶射し、粗粒子の凝集体層を約０．３００mm厚さに形
成した。
ｒＯ2 組成の粒径が平均０．１００mm径の粗粒子である
高密度（電融粉砕粉）粒子４０％と低密度（造粒粉）粒
子６０％を混合したジルコニア溶射粉末を溶射距離１２
５mm、溶射出力６０Ｖ、７００Ａの条件下で大気プラズ
マ溶射し、粗粒子の凝集体層を約０．３００mm厚さに形
成した。
【００４８】続いて、粗粒子の凝集体層上に平均粒径が
約０．０２５mm径の同組成の微粒子高密度（電融粉砕
粉）粒子４０％と低密度（造粒粉）粒子６０％を混合し
たジルコニア溶射粉末を溶射距離１００mm、溶射出力６
０Ｖ、６００Ａの条件下で大気プラズマ溶射し、微粒子
の凝集体層を約０．３００mm厚さに形成した。
約０．０２５mm径の同組成の微粒子高密度（電融粉砕
粉）粒子４０％と低密度（造粒粉）粒子６０％を混合し
たジルコニア溶射粉末を溶射距離１００mm、溶射出力６
０Ｖ、６００Ａの条件下で大気プラズマ溶射し、微粒子
の凝集体層を約０．３００mm厚さに形成した。
【００４９】このように、金属基材表面に合金結合層を
介して高密度粒子と低密度粒子を混合した粗粒子の凝集
体層、高密度粒子と低密度粒子を混合した微粒子の凝集
体層の２層構造で、厚さが０．６００mmのセラミックス
層を形成した。こうして、目的とするセラミックス被覆
部材を得た。このセラミックス被覆部材を後述する特性
評価に供した。
介して高密度粒子と低密度粒子を混合した粗粒子の凝集
体層、高密度粒子と低密度粒子を混合した微粒子の凝集
体層の２層構造で、厚さが０．６００mmのセラミックス
層を形成した。こうして、目的とするセラミックス被覆
部材を得た。このセラミックス被覆部材を後述する特性
評価に供した。
【００５０】（比較例１、２、３）上記実施例と同組成
および同形状の金属基材（ＩＮ７３８）上に実施例と同
様にブラスト処理を行った後、８ｗｔ％Ｙ2 Ｏ3 −Ｚｒ
Ｏ2 組成の粒径が平均０．１００mm径の粗粒子である高
密度（電融粉砕粉）ジルコニア溶射粉末を溶射距離１２
５mm、溶射出力６０Ｖ、７００Ａの条件下で大気プラズ
マ溶射し、粗粒子の凝集体層を厚さ約０．６００mmのセ
ラミックス被覆部材（比較例１）を作成した。
および同形状の金属基材（ＩＮ７３８）上に実施例と同
様にブラスト処理を行った後、８ｗｔ％Ｙ2 Ｏ3 −Ｚｒ
Ｏ2 組成の粒径が平均０．１００mm径の粗粒子である高
密度（電融粉砕粉）ジルコニア溶射粉末を溶射距離１２
５mm、溶射出力６０Ｖ、７００Ａの条件下で大気プラズ
マ溶射し、粗粒子の凝集体層を厚さ約０．６００mmのセ
ラミックス被覆部材（比較例１）を作成した。
【００５１】また、同組成および同形状の金属基材（Ｉ
Ｎ７３８）上に実施例と同様にブラスト処理を行った
後、Ｎｉ−２２Ｃｒ−１０Ａｌ−０．５Ｙ（重量％）組
成を有し、平均粒径が０．０７５mm径の合金粉末を大気
プラズマ溶射し、厚さ約０．１５０mmの合金結合層を被
覆形成した。この合金結合層上に８ｗｔ％Ｙ2 Ｏ3 −Ｚ
ｒＯ2 組成の粒径が平均０．１００mm径の粗粒子である
低密度（造粒粉）ジルコニア溶射粉末を溶射距離１２５
mm、溶射出力６０Ｖ、７００Ａの条件下で大気プラズマ
溶射し、粗粒子の凝集体層を厚さ約０．６００mmのセラ
ミックス被覆部材（比較例２）を作成した。
Ｎ７３８）上に実施例と同様にブラスト処理を行った
後、Ｎｉ−２２Ｃｒ−１０Ａｌ−０．５Ｙ（重量％）組
成を有し、平均粒径が０．０７５mm径の合金粉末を大気
プラズマ溶射し、厚さ約０．１５０mmの合金結合層を被
覆形成した。この合金結合層上に８ｗｔ％Ｙ2 Ｏ3 −Ｚ
ｒＯ2 組成の粒径が平均０．１００mm径の粗粒子である
低密度（造粒粉）ジルコニア溶射粉末を溶射距離１２５
mm、溶射出力６０Ｖ、７００Ａの条件下で大気プラズマ
溶射し、粗粒子の凝集体層を厚さ約０．６００mmのセラ
ミックス被覆部材（比較例２）を作成した。
【００５２】さらに、同組成および同形状の金属基材
（ＩＮ７３８）上に実施例と同様にフラスト処理を行っ
た後、Ｎｉ−２２Ｃｒ−１０Ａｌ−０．５Ｙ（重量％）
組成を有し、平均粒径が０．０３０mm径の合金粉末を低
圧雰囲気プラズマ溶射し、厚さ約０．１５０mmの合金結
合層を被覆形成した。溶射条件はアルゴンガス雰囲気圧
力６．５×１０3 Ｐａ、溶射距離４００mm、溶射出力５
０Ｖ、７００Ａとした。
（ＩＮ７３８）上に実施例と同様にフラスト処理を行っ
た後、Ｎｉ−２２Ｃｒ−１０Ａｌ−０．５Ｙ（重量％）
組成を有し、平均粒径が０．０３０mm径の合金粉末を低
圧雰囲気プラズマ溶射し、厚さ約０．１５０mmの合金結
合層を被覆形成した。溶射条件はアルゴンガス雰囲気圧
力６．５×１０3 Ｐａ、溶射距離４００mm、溶射出力５
０Ｖ、７００Ａとした。
【００５３】この合金結合層上に平均粒径が約０．０２
５mm径の高密度（電融粉砕粉）アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）
溶射粉末を溶射距離１００mm、溶射出力６０Ｖ、６００
Ａの条件下で大気プラズマ溶射し、微粒子の凝集体層を
厚さ約０．６００mmのセラミックス被覆部材（比較例
３）を作成した。
５mm径の高密度（電融粉砕粉）アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）
溶射粉末を溶射距離１００mm、溶射出力６０Ｖ、６００
Ａの条件下で大気プラズマ溶射し、微粒子の凝集体層を
厚さ約０．６００mmのセラミックス被覆部材（比較例
３）を作成した。
【００５４】上記各実施例および比較例によるセラミッ
クス被覆部材に対してそれぞれ熱衝撃試験を施した。熱
衝撃試験は大気中で１１００℃に３０分間保持した後、
室温で３０分間冷却することを肉眼によりクラック、剥
離の発生が観察されるまで繰り返すことにより行った。
クス被覆部材に対してそれぞれ熱衝撃試験を施した。熱
衝撃試験は大気中で１１００℃に３０分間保持した後、
室温で３０分間冷却することを肉眼によりクラック、剥
離の発生が観察されるまで繰り返すことにより行った。
【００５５】クラック、剥離の発生が観察されるまでの
繰り返し回数を表１に示す。
繰り返し回数を表１に示す。
【００５６】
【表１】 表１に示す測定結果から明らかなように、金属基材側に
粗粒子の凝集体層を配置し、表面層側に微粒子の凝集体
層を配置したセラミックス被覆部材、金属基材側から表
面層側に粒子径を傾斜させて被覆したセラミックス被覆
部材および金属基材側に気孔を２０〜３０％含んだセラ
ミックス被覆層を配置し、表面層側に気孔１％の緻密な
被覆層を配置したセラミックス被覆部材および金属基材
側から表面層側に気孔を傾斜させて被覆したセラミック
ス被覆部材は、比較材のセラミックス層が単層構造にセ
ラミックス被覆部材に比べて、クラック、剥離が観察さ
れるまでの熱衝撃試験回数が著しく向上することが理解
できる。
粗粒子の凝集体層を配置し、表面層側に微粒子の凝集体
層を配置したセラミックス被覆部材、金属基材側から表
面層側に粒子径を傾斜させて被覆したセラミックス被覆
部材および金属基材側に気孔を２０〜３０％含んだセラ
ミックス被覆層を配置し、表面層側に気孔１％の緻密な
被覆層を配置したセラミックス被覆部材および金属基材
側から表面層側に気孔を傾斜させて被覆したセラミック
ス被覆部材は、比較材のセラミックス層が単層構造にセ
ラミックス被覆部材に比べて、クラック、剥離が観察さ
れるまでの熱衝撃試験回数が著しく向上することが理解
できる。
【００５７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のセラミッ
クス被覆部材によれば、セラミックス層に金属基材とセ
ラミックス層との熱膨張差によって発生する熱応力を緩
和する機構を付加したので、熱疲労や熱衝撃に強く、激
しい温度変化の環境下で使用される場合においても、セ
ラミックス層にクラックやそれに伴う剥離等が生じるこ
とがない。したがって、厚膜のセラミックス層が容易に
形成でき、耐熱性、電気絶縁性、耐磨耗性、耐腐食性に
優れたセラミックス被覆部材を提供することができる。
クス被覆部材によれば、セラミックス層に金属基材とセ
ラミックス層との熱膨張差によって発生する熱応力を緩
和する機構を付加したので、熱疲労や熱衝撃に強く、激
しい温度変化の環境下で使用される場合においても、セ
ラミックス層にクラックやそれに伴う剥離等が生じるこ
とがない。したがって、厚膜のセラミックス層が容易に
形成でき、耐熱性、電気絶縁性、耐磨耗性、耐腐食性に
優れたセラミックス被覆部材を提供することができる。
【図１】本発明の実施例１によるセラミックス被覆部材
を示す模式図。
を示す模式図。
【図２】本発明の実施例３によるセラミックス被覆部材
を示す模式図。
を示す模式図。
【図３】本発明の実施例４によるセラミックス被覆部材
を示す模式図。
を示す模式図。
【図４】本発明の実施例５によるセラミックス被覆部材
を示す模式図。
を示す模式図。
１、１１、２１、３１ 金属基材 ２ 粗粒子の凝集体層 ３、１６ 微粒子の凝集体層 ４、１７、２５、３７ セラミックス層 １２、２２、３２ 合金結合層 １３ 大粗粒子の凝集体層 １４ 小粗粒子の凝集体層 １５ 細粒子の凝集体層 ２３、３３ ２５％気孔含有被覆層 ２３ａ、３３ａ 気孔 ２４、３６ １％気孔含有の緻密な被覆層 ３４ １５％気孔含有被覆層 ３５ ７％気孔含有被覆層
Claims (7)
- 【請求項１】 金属基材と、前記金属基材の表面に直接
または合金層を介して設けられたセラミックス層とを具
備するセラミックス被覆部材において、前記セラミック
ス層は、前記金属基材側に配置された粗粒子の凝集体層
と、セラミックス層の表面層側に配置された微粒子の凝
集体層とを有することを特徴とするセラミックス被覆部
材。 - 【請求項２】 金属基材側に配置した粗粒子の平均粒径
が０．０７５mm〜０．１５０mm径であり、表面層側に配
置した微粒子の平均粒径が０．００５mm〜０．０４５mm
径であり、金属基材側から表面層側に向かって粒子径が
傾斜していることを特徴とする請求項１記載のセラミッ
クス被覆部材。 - 【請求項３】 金属基材と、前記金属基材の表面に直接
または合金層を介して設けられたセラミックス層とを具
備するセラミックス被覆部材において、前記金属基材側
に配置したセラミックス層に平均径が０．００１mm〜
０．１００mm径の気孔が気孔率で平均２０％〜３０％を
有し、表面層側に配置したセラミックス層に平均径が
０．００１mm〜０．１００mm径の気孔が気孔率で平均０
〜５％を有していることを特徴とするセラミックス被覆
部材。 - 【請求項４】 前記セラミックス層中の気孔が金属基材
側から表面層側に向かって気孔率が傾斜していることを
特徴とする請求項３記載のセラミックス被覆部材。 - 【請求項５】 金属基材と、前記金属基材の表面に直接
または合金層を介して設けられたセラミックス層とを具
備するセラミックス被覆部材において、セラミックス粉
末として高密度粉末を用いて溶射法で該セラミックス層
を形成したことを特徴とする請求項１ないし４記載のセ
ラミックス被覆部材。 - 【請求項６】 金属基材と、前記金属基材の表面に直接
または合金層を介して設けられたセラミックス層とを具
備するセラミックス被覆部材において、セラミックス粉
末として低密度粉末を用いて溶射法で該セラミックス層
を形成したことを特徴とする請求項１ないし４記載のセ
ラミックス被覆部材。 - 【請求項７】 金属基材と、前記金属基材の表面に直接
または合金層を介して設けられたセラミックス層とを具
備するセラミックス被覆部材において、セラミックス粉
末として、高密度粉末１０％〜７０％と低密度粉末３０
％〜９０％を混合した粉末を用いて溶射法で該セラミッ
クス層を形成したことを特徴とする請求項１ないし４記
載のセラミックス被覆部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7222036A JPH0967662A (ja) | 1995-08-30 | 1995-08-30 | セラミックス被覆部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7222036A JPH0967662A (ja) | 1995-08-30 | 1995-08-30 | セラミックス被覆部材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0967662A true JPH0967662A (ja) | 1997-03-11 |
Family
ID=16776088
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7222036A Withdrawn JPH0967662A (ja) | 1995-08-30 | 1995-08-30 | セラミックス被覆部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0967662A (ja) |
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