JPH1088368A - 遮熱コーティング部材およびその作製方法 - Google Patents

遮熱コーティング部材およびその作製方法

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JPH1088368A
JPH1088368A JP8248232A JP24823296A JPH1088368A JP H1088368 A JPH1088368 A JP H1088368A JP 8248232 A JP8248232 A JP 8248232A JP 24823296 A JP24823296 A JP 24823296A JP H1088368 A JPH1088368 A JP H1088368A
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ceramic
coating member
thermal barrier
ceramic layer
barrier coating
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Takahiro Hamada
孝浩 浜田
Masashi Takahashi
雅士 高橋
Masahiro Saito
正弘 齋藤
Yoshiyasu Ito
義康 伊藤
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Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】金属基材上に中間層を介して安定化ジルコニア
を主成分とするセラミックス層を形成する遮熱コーティ
ングの利点を活用しつつ、セラミック層の反応焼結によ
る割れを低減させ、遮熱性能の低下を抑制する。 【解決手段】遮熱コーティング部材は、Ｎｉ、Ｃｏ、お
よびＦｅの少なくとも１種を主成分とする超合金からな
る金属基材１と、この金属基材１上を覆うＭＣｒＡｌＹ
合金（Ｍは、Ｎｉ、Ｃｏ、およびＦｅの少なくとも１
種）からなる中間層２と、この中間層２上に形成された
安定化ジルコニアを主成分とするセラミック層３とを備
える。セラミック層３内にジルコニアよりも融点の高い
セラミック材料４を複合化させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ガスタービンの
動翼、静翼、燃焼器などの高温部品などに用いる遮熱コ
ーティング部材およびその作製方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、発電用ガスタービン分野では、エ
ネルギー資源の有効利用の要請を受けて、ガスタービン
の高効率化に向けた研究開発が積極的に行われている。
このガスタービンの発電効率は、一般に燃焼器出口ガス
温度が高いほど向上することが知られている。従って、
ガスタービンの高効率化対策としては、ガスタービン入
口温度の高温化を図ることが重要とされており、具体的
にはガスタービンの動翼、静翼、燃焼器などの高温部品
における材料温度の低減化および耐熱温度の向上化に向
けた各種の研究・検討が進められている。
【０００３】例えば、材料温度の低減化対策としては、
構造面における各種の改良、例えばフィルム冷却構造を
用いて燃焼ガスからの熱を遮断したり、インピンジ冷却
構造を用いて冷却特性を向上させたり、リターンフロー
構造を用いて動翼および静翼の冷却断面を増大させる等
が知られている。
【０００４】また、耐熱温度の向上化対策としては、材
料面における各種の改良、例えば高温強度を高めるため
にＮｉ、ＣｏまたはＦｅの超合金を用いた高温材料の開
発が進められている。しかしながら、この高温材料は、
超合金の特性上、軟化や再結晶等による強度低下がみら
れる約９００〜９５０℃以上の温度領域では殆ど使用で
きないといった制約があった。
【０００５】そこで、この改善策として、遮熱コーティ
ング(「ＴＢＣ」：Thermal BarrierCoating )を用いた
技術が注目されている。このＴＢＣは、超合金からなる
金属基材上にジルコニアなどの低熱伝導率で化学的に安
定な遮熱セラミック層をコーティングするものである。
このＴＢＣによる遮熱コーティング部材の一例を図８に
示す。
【０００６】図８に示す遮熱コーティング部材は、Ｎ
ｉ、Ｃｏ、またはＦｅを主成分とする超合金の金属基材
１と、この基材１上を覆う耐食・耐酸化性に優れたＭＣ
ｒＡｌＹ（Ｍは、Ｎｉ、Ｃｏ、およびＦｅの少なくとも
１種）合金からなる中間層２と、この中間層２上に安定
化ジルコニアを主成分とするセラミック層３とを備えた
構成で、このセラミック層３により金属基材１の温度上
昇を抑制するようになっている。ここで、中間層２は、
金属基材１を保護し、セラミック層３との密着性を高め
るものである。
【０００７】このような遮熱コーティング部材では、例
えば厚さ数１００μｍの遮熱セラミック層により金属基
材の表面温度を５０〜１００℃、低減できるといった報
告もある（例えば、特開昭６２−２１１３８７号公報な
ど）。従って、この遮熱コーティング部材をガスタービ
ンの高温部品に適用すれば、金属基材温度を上昇させる
ことなく、ガスタービンの運転ガス温度を高温化できる
と共に、燃焼ガス側から冷却ガス側に向かう熱流束をよ
り一層低減できることから、金属基材の温度上昇が抑制
されるほか、金属基材用の冷却ガス流量も低減できると
いった利点がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来例
の遮熱コーティング部材では、材料特性上、セラミック
層の割れや剥離などの損傷を受けやすく、この場合には
遮熱機能が低下して金属基材温度が上昇し、その結果、
最悪の場合には金属基材が溶融したり、破壊するといっ
た不都合な事態が発生する可能性があった。このこと
は、機器運転上、決して好ましいものではない。
【０００９】そこで、このような事態を防止するため、
セラミック層の割れや剥離の発生要因、例えば金属基材
とセラミック層との間の熱膨張差や、中間層の酸化・腐
食などに着目した各種の改善策が提案されている。
【００１０】例えば、熱膨張差対策としては、熱応力を
低減させる方法、例えば金属基材上にセラミック層をコ
ーティングした後で熱処理を施すことにより、熱膨張係
数が小さいセラミック層に圧縮の残留応力を印加する方
法が提案されている。この場合には、セラミック層が圧
縮の残留応力場での使用となるため、上述の熱膨張差に
起因した割れや剥離の発生を低減可能である。
【００１１】また、中間層の酸化・腐食対策としては、
中間層の耐食性を向上させる方法、例えば中間層表面に
予めＡｌを主成分とした酸化物層を形成し、中間層内へ
の酸素侵入を抑制する方法が提案されている。この場合
には、酸化物層を介して中間層内の酸化・腐食の進行が
防止され、これに起因したセラミック層の剥離を低減可
能である。
【００１２】しかしながら、上記の発生要因のほか、セ
ラミック層の皮膜自体の反応焼結により割れが発生する
ことがあり、この対策については従来、殆ど着目および
検討されていなかった。しかも、セラミック層は、一般
に低熱伝導率で化学的に安定なＹ2 Ｏ 3、ＭｇＯ、Ｃａ
Ｏ等を用いて安定化させたジルコニア（ＺｒＯ2 ）を主
成分とし、熱伝導率低下を考慮に入れて気孔を多く含ま
せたポーラス（多孔質）なものとなっているため、この
セラミック層が反応焼結を起こして気孔の少ない緻密層
に変わってしまうと、熱伝導率が増加し、耐熱性が劣化
するといった問題も想到される。
【００１３】この発明は、このような問題を考慮に入れ
てなされたもので、金属基材上に中間層を介して安定化
ジルコニアを主成分とするセラミックス層を形成する遮
熱コーティングの利点を活用しつつ、セラミック層の反
応焼結による割れを低減させ、遮熱性能の低下を抑制す
ることを、目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記目的を
達成するため、種々の材料を用いて検討・実験などを行
ってきたところ、安定化ジルコニアを主成分とするセラ
ミック層における反応焼結の抑制策として、セラミック
層内にジルコニアよりも融点の高いセラミック材料を複
合化させることが有効であるとの知見を得て、この発明
を完成するに至った。
【００１５】即ち、この発明に係る遮熱コーティング部
材では、Ｎｉ、Ｃｏ、およびＦｅの少なくとも１種を主
成分とする超合金からなる金属基材を有し、この金属基
材上にＭＣｒＡｌＹ合金（Ｍは、Ｎｉ、Ｃｏ、およびＦ
ｅの少なくとも１種）からなる中間層を介して安定化ジ
ルコニアを主成分とするセラミック層を形成した構成と
し、上記セラミック層は、ジルコニアよりも融点の高い
セラミック材料を複合化させてなることを特徴とする。
このセラミック材料により、セラミック層の割れによる
遮熱性能の低下を抑制し、耐熱性を高めることができ
る。
【００１６】前記セラミック材料は、望ましくはＨｆ
Ｃ、ＮｂＣ、ＳｉＣ、ＴａＣ、Ｔａ2Ｃ、ＴｉＣ、Ｗ
Ｃ、ＺｒＣ、ＨｆＢ2 、ＮｂＢ2 、ＴａＢ2 、Ｔｉ
Ｂ2 、ＺｒＢ2 、ＢＮ、ＴａＮ、ＴｉＮ、ＺｒＮ、Ｈｆ
Ｏ2 、およびＴｈＯ2 の少なくとも１種からなる材料と
する。
【００１７】前記セラミック材料は、別の態様で好まし
くは前記セラミック層の内部で前記中間層との接合面側
から厚さ方向の外側表面側に向けて増加するように傾斜
をもたせた体積率を有するものとする。
【００１８】また、別の側面でこの発明に係る遮熱コー
ティング部材では、Ｎｉ、Ｃｏ、およびＦｅの少なくと
も１種を主成分とする超合金からなる金属基材を有し、
この金属基材上にＭＣｒＡｌＹ合金（Ｍは、Ｎｉ、Ｃ
ｏ、およびＦｅの少なくとも１種）からなる中間層を介
して安定化ジルコニアを主成分とするセラミック層を形
成した構成とし、上記セラミック層は、厚さ方向に傾斜
をもたせた気孔率を有することを特徴とする。
【００１９】この場合に望ましくは、前記セラミック層
の気孔率は、前記中間層との接合面側から厚さ方向の外
側表面側に向けて増加するように傾斜をもたせた気孔率
とする。
【００２０】上記の遮熱コーティング部材は、以下の作
製方法で形成することができる。
【００２１】即ち、この発明に係る遮熱コーティング部
材の作製方法は、Ｎｉ、Ｃｏ、およびＦｅの少なくとも
１種を主成分とする超合金を用いて金属基材を形成し、
この金属基材上にＭＣｒＡｌＹ合金（Ｍは、Ｎｉ、Ｃ
ｏ、およびＦｅの少なくとも１種）を用いて中間層を形
成し、この中間層上に安定化ジルコニアを主成分とする
セラミック層をコーティングして遮熱コーティング部材
を作製するもので、上記セラミック層の原料として、上
記安定化ジルコニアの原料粉末と、ジルコニアよりも融
点の高いセラミック材料とを使用することを特徴とす
る。
【００２２】この作製方法の望ましい態様は、以下の通
りである。 １）：前記セラミック層の原料として、前記安定化ジル
コニアの原料粉末に前記セラミック材料を高温熱源を用
いて溶融させた原料を使用する。 ２）：前記セラミック層の原料として、前記安定化ジル
コニアの原料粉末と前記セラミック材料とを互いにメカ
ニカル・アロイング（ＭＡ）法を用いて混合させた原料
を使用する。 ３）：前記セラミック層の原料として、前記安定化ジル
コニアの原料粉末に前記セラミック材料を化学蒸着法を
用いてコーティングした原料を使用する。 ４）：前記安定化ジルコニアの原料粉末を用いて前記セ
ラミック層を形成し、このセラミック層内に化学蒸着法
を用いて前記セラミック材料の供給ガスを浸透させるこ
とにより、上記セラミックス材料を複合化させる。
【００２３】前記セラミック材料として、望ましくＨｆ
Ｃ、ＮｂＣ、ＳｉＣ、ＴａＣ、Ｔａ2 Ｃ、ＴｉＣ、Ｗ
Ｃ、ＺｒＣ、ＨｆＢ2 、ＮｂＢ2 、ＴａＢ2 、Ｔｉ
Ｂ2 、ＺｒＢ2 、ＢＮ、ＴａＮ、ＴｉＮ、ＺｒＮ、Ｈｆ
Ｏ2 、およびＴｈＯ2 の少なくとも１種からなる材料を
用いる。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下、この発明に係る遮熱コーテ
ィング部材およびその作製方法の実施形態を図面を参照
して説明する。
【００２５】図１に示す遮熱コーティング部材は、例え
ばガスタービンの動翼、静翼、燃焼器などの高温部品に
適用されるもので、Ｎｉ、Ｃｏ、またはＦｅを主成分と
する超合金の金属基材１と、この基材１上を覆うＭＣｒ
ＡｌＹ（Ｍは、Ｎｉ、Ｃｏ、およびＦｅの少なくとも１
種）合金からなる中間層２と、この中間層２上に安定化
ジルコニアを主成分とするセラミック層３とを備え、こ
のセラミック層３の内部に上述のジルコニアよりも融点
の高いセラミック材料４を複合化させたものである。
【００２６】この遮熱コーティング部材の作製方法を図
２に基づいて説明すると、まず、金属基材上に所定のコ
ーティング法を用いて中間層を形成する。次いで、この
中間層上にセラミックコーティングを施す。このコーテ
ィングの際に、図２に示すように、工程Ｓ１にて安定化
ジルコニアの原料粉末にジルコニアよりも融点の高いセ
ラミック材料を大気プラズマ溶射法などを用いて高温熱
源（プラズマ）で溶融させ、これを原料として工程Ｓ２
でセラミック材料を一体に複合化させたセラミック層を
作製する。
【００２７】従って、この実施形態によれば、ジルコニ
アよりも融点の高いセラミック材料によりセラミック層
の反応焼結の進行が効果的に抑制され、割れによる遮熱
性能の低下を抑制し、その結果、耐熱性を大幅に向上さ
せた遮熱コーティング部材を提供できる。
【００２８】なお、この遮熱コーティング部材の変形例
として、例えば図３又は図４に示す部材を用いてもよ
い。
【００２９】図３に示す遮熱コーティング部材は、セラ
ミック層３の内部にセラミック材料４を表面に近づくほ
ど大きくなるように傾斜をもたせた体積率で複合化させ
たものである。セラミック層３は表面に近いほど温度が
高くなることから、セラミック層３の温度勾配に合わせ
てセラミック材料の体積率を変化させることにより、セ
ラミック層３の反応焼結の進行を抑制すると共に、セラ
ミック層３内部の焼結に伴う収縮率を一定にすることが
できる。従って、収縮率の差に起因するセラミック層３
内部の割れの発生を効果的に抑制することにより、割れ
により遮熱性能の低下を抑制し、その結果、遮熱コーテ
ィング部材の耐熱性を一層向上させることができる。
【００３０】図４に示す遮熱コーティング部材は、セラ
ミック層３内の気孔３ａが表面に近づくほど大きくなる
ように傾斜をもたせた気孔率でセラミック層３を形成し
たものである。この場合でも、セラミック層３内の気孔
３ａによりセラミック層の反応焼結の進行が抑制され
る。また、セラミック層３内の気孔率を傾斜させること
によって、セラミック層３内の焼結に伴う収縮率を一定
にすることができる。この結果、上記と略同様の効果を
発揮させることができ、しかもジルコニアよりも融点の
高いセラミック材料を必ずしも必要としないといった利
点もある。
【００３１】また、遮熱コーティング部材の作製方法の
変形例として、例えば図５〜図７に示すセラミックコー
ティング方法を用いてもよい。
【００３２】図５は、メカニカル・アロイング（ＭＡ）
法を用いて原料を調整する場合の作製方法を説明するも
のである。この方法では、工程Ｓ３にて安定化ジルコニ
アの原料粉末と、ジルコニアよりも融点の高いセラミッ
ク材料とを互いにＭＡ法を用いて混合させ、これを原料
として工程Ｓ４でセラミック材料を一体に複合化させた
セラミック層を作製するようになっている。この場合に
は、セラミック層全体にセラミック材料を均一に分散さ
せることができるため、セラミック層の反応焼結の進行
を全体的に均一かつ安定に抑制し、その結果、割れによ
る遮熱性能の低下をより効果的に抑制できる。
【００３３】図６は、化学蒸着（ＣＶＤ）法を用いて原
料を調整する場合の作製方法を説明するものである。こ
の方法では、工程Ｓ５にて安定化ジルコニアの原料粉末
にジルコニアよりも融点の高いセラミック材料を化学蒸
着法によりコーティングし、これを原料粉末として工程
Ｓ６でセラミック材料を一体に複合化させたセラミック
層を作製するようになっている。この場合でも、セラミ
ック層全体に均一にセラミック材料を分散させることが
できるため、上記と略同様の効果を発揮させることがで
きる。
【００３４】図７は、化学蒸着法を用いてセラミック層
内に供給ガスを浸透させる場合の作製方法を説明するも
のである。この方法では、金属基材１を覆う中間層２の
表面に安定化ジルコニアを主成分とするセラミック層３
をコーティング形成し、その後で化学蒸着法を用いてセ
ラミック材料４の供給ガス４ａをセラミック層３内に浸
透させ、コーティングすることにより、セラミック材料
４を一体に複合化させたセラミック層３を作製するよう
になっている。この場合でも、セラミック層全体に均一
にセラミック材料を分散させることができるため、上記
と略同様の効果を発揮させることができ、しかも現在す
でにセラミック層をコーティング済みの部材でも実施で
きるといった利点もある。
【００３５】次に、上記のように得られた遮熱コーティ
ング部材の特性を検証するため、各種試料を作製して試
験を行った。この結果を表１に示す。
【００３６】
【表１】
【００３７】（実施例１）実施例１では、金属基材とし
てＨＳ−１８８（Ｃｏ基超合金）を、中間層としてＮｉ
ＣｏＣｒＡｌＹ合金を使用し、セラミック層として安定
化ジルコニアを主成分とし、これにＳｉＣを複合化させ
た遮熱コーティング部材を、大気プラズマ溶射法（ＡＰ
Ｓ）を用いて作製した。この溶射法の製造条件は、溶射
距離１００ｍｍ、溶射速度４５０ｍｍ／ｓｅｃ、粉末供
給量３０ｇ／ｍｉｎ、電流５００Ａ、および電圧６８Ｖ
とした。この結果、表１に示すように、得られた試料
は、セラミック層の気孔率が１３％、セラミック材料の
体積率が５％であった。
【００３８】（実施例２）実施例２では、実施例１と略
同様の製造条件を用いてセラミック材料の体積率に傾斜
をもたせたセラミック層を有する遮熱コーティング部材
を作製した。この結果、表１に示すように、得られた試
料は、セラミック層の気孔率が１３％であり、セラミッ
ク材料の体積率はセラミック層表面に向かって段階的に
２、５、８％であった。
【００３９】（実施例３）実施例３では、実施例１と略
同様の製造条件を用いてセラミック材料を使用せずにセ
ラミック層の気孔率に傾斜を持たせた場合の遮熱コーテ
ィング部材を作製した。この結果、表１に示すように、
得られた試料は、セラミック層の気孔率がセラミック層
表面に向かって段階的に１０、１６、２０％であった。
【００４０】（実施例４）実施例４では、上述のＭＡ法
を用いた場合の製造条件で実施例１と同様の遮熱コーテ
ィング部材を作製した。この結果、表１に示すように、
得られた試料は、セラミック層の気孔率が１３％、セラ
ミック材料の体積率が５％であった。
【００４１】（実施例５）実施例５では、上述の化学蒸
着法を用いて原料調整する場合の製造条件で実施例１と
同様の遮熱コーティング部材を作製した。この結果、表
１に示すように、得られた試料は、セラミック層の気孔
率が１３％、セラミック材料の体積率が５％であった。
【００４２】（実施例６）実施例６では、上述の化学蒸
着法を用いてセラミック層内に供給ガスを浸透させる場
合の製造条件で遮熱コーティング部材を作製した。この
結果、表１に示すように、得られた試料は、セラミック
層の気孔率が１３％、セラミック材料の体積率が５％で
あった。
【００４３】（比較例１）比較例１では、実施例１と同
様の製造条件を用いてセラミック材料を使用せずに遮熱
コーティング部材を作製した。この結果、表１に示すよ
うに、得られた試料は、セラミック層の気孔率が１３％
であった。
【００４４】上記の各試料について、８５０℃、２００
０時間の大気中高温酸化試験を行った。ここで、一般に
遮熱コーティング部材の中間層とセラミック層との間に
生成する酸化皮膜が剥離発生の大きな要因となることか
ら、遮熱コーティング部材の性能評価の指標として、高
温酸化試験で生成した中間層とセラミック層との間の酸
化皮膜の厚さを測定した。
【００４５】この結果、表１に示すように、実施例１〜
３の場合は、比較例１と比べると酸化皮膜の厚さが明瞭
に薄く、セラミック材料の複合化およびその傾斜化、又
は傾斜化により、従来例よりも耐熱性に優れた遮熱コー
ティング部材を提供できることが確認された。また、実
施例４〜６の場合には、酸化皮膜の厚さがより一層薄
く、ＭＡ法および化学蒸着法を用いて原料粉末を作製す
ることにより、さらに耐熱性に優れた遮熱コーティング
部材を提供できることが確認された。
【００４６】なお、その他として、１）：金属基材にＨ
Ｓ−１８８以外の上述した超合金を用いた場合、２）：
中間層にＮｉＣｏＣｒＡｌＹ合金以外の上述したＭＣｒ
ＡｌＹ（Ｍは、Ｃｏ、Ｆｅ又はその合金およびＮｉとの
合金）合金を用いた場合、３）：セラミック層に複合化
させるセラミック材料にＳｉＣ以外のＨｆＣ、ＮｂＣ、
ＴａＣ、Ｔａ2 Ｃ、ＴｉＣ、ＷＣ、ＺｒＣ、ＨｆＢ2 、
ＮｂＢ2 、ＴａＢ2 、ＴｉＢ2 、ＺｒＢ2 、ＢＮ、Ｔａ
Ｎ、ＴｉＮ、ＺｒＮ、ＨｆＯ2 、およびＴｈＯ2 の少な
くとも１種またはＳｉＣとの混合物から成る材料を用い
た場合も、上記結果と略同様であった。
【００４７】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、安定化ジルコニアを主成分とするセラミック層内に
ジルコニアよりも融点の高いセラミック材料を複合化さ
せたため、セラミック層皮膜の反応焼結を起こりにく
く、セラミック層に発生する割れ及びそれに伴う遮熱性
能の低下を抑制し、その結果、遮熱コーティング部材の
耐熱性が大幅に向上するようになる。この効果は、特に
セラミック材料の体積率やセラミック層内の気孔率に傾
斜をもたせた場合により有効に発揮させることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る遮熱コーティング部材の概念を
説明する概略断面図。
【図２】この発明に係る遮熱コーティング部材の作製方
法を示す概略プロセス図。
【図３】セラミック材料の体積率を変化させた場合を説
明する概略断面図。
【図４】セラミック層の気孔率を変化させた場合を説明
する概略断面図。
【図５】ＭＡ法を用いた場合の作製方法を示す概略プロ
セス図。
【図６】化学蒸着法を用いて原料調整する場合の作製方
法を示す概略プロセス図。
【図７】セラミック材料の供給ガスを用いた場合の作製
方法を説明する概略断面図。
【図８】従来の遮熱コーティング部材の概念を説明する
概略断面図。
【符号の説明】
１ 金属基材 ２ 中間層 ３ セラミック層 ３ａ セラミック層内の気孔 ４ セラミック材料 ４ａ セラミック材料の供給ガス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 義康 神奈川県川崎市川崎区浮島町２番１号 株 式会社東芝浜川崎工場内

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 Ｎｉ、Ｃｏ、およびＦｅの少なくとも１
    種を主成分とする超合金からなる金属基材を有し、この
    金属基材上にＭＣｒＡｌＹ合金（Ｍは、Ｎｉ、Ｃｏ、お
    よびＦｅの少なくとも１種）からなる中間層を介して安
    定化ジルコニアを主成分とするセラミック層を形成した
    遮熱コーティング部材において、上記セラミック層は、
    ジルコニアよりも融点の高いセラミック材料を複合化さ
    せてなることを特徴とする遮熱コーティング部材。
  2. 【請求項２】 前記セラミック材料は、ＨｆＣ、Ｎｂ
    Ｃ、ＳｉＣ、ＴａＣ、Ｔａ2 Ｃ、ＴｉＣ、ＷＣ、Ｚｒ
    Ｃ、ＨｆＢ2 、ＮｂＢ2 、ＴａＢ2 、ＴｉＢ2 、ＺｒＢ
    2 、ＢＮ、ＴａＮ、ＴｉＮ、ＺｒＮ、ＨｆＯ2 、および
    ＴｈＯ2 の少なくとも１種からなる材料である請求項１
    記載の遮熱コーティング部材。
  3. 【請求項３】 前記セラミック材料は、前記セラミック
    層の内部で前記中間層との接合面側から厚さ方向の外側
    表面側に向けて増加するように傾斜をもたせた体積率を
    有する請求項１又は２記載の遮熱コーティング部材。
  4. 【請求項４】 Ｎｉ、Ｃｏ、およびＦｅの少なくとも１
    種を主成分とする超合金からなる金属基材を有し、この
    金属基材上にＭＣｒＡｌＹ合金（Ｍは、Ｎｉ、Ｃｏ、お
    よびＦｅの少なくとも１種）からなる中間層を介して安
    定化ジルコニアを主成分とするセラミック層を形成した
    遮熱コーティング部材において、上記セラミック層は、
    厚さ方向に傾斜をもたせた気孔率を有することを特徴と
    する遮熱コーティング部材。
  5. 【請求項５】 前記セラミック層の気孔率は、前記中間
    層との接合面側から厚さ方向の外側表面側に向けて増加
    するように傾斜をもたせた気孔率である請求項４記載の
    遮熱コーティング部材。
  6. 【請求項６】 Ｎｉ、Ｃｏ、およびＦｅの少なくとも１
    種を主成分とする超合金を用いて金属基材を形成し、こ
    の金属基材上にＭＣｒＡｌＹ合金（Ｍは、Ｎｉ、Ｃｏ、
    およびＦｅの少なくとも１種）を用いて中間層を形成
    し、この中間層上に安定化ジルコニアを主成分とするセ
    ラミック層をコーティングして遮熱コーティング部材を
    作製する方法において、上記セラミック層の原料とし
    て、上記安定化ジルコニアの原料粉末と、ジルコニアよ
    りも融点の高いセラミック材料とを使用することを特徴
    とする遮熱コーティング部材の作製方法。
  7. 【請求項７】 前記セラミック層の原料として、前記安
    定化ジルコニアの原料粉末に前記セラミック材料を高温
    熱源を用いて溶融させた原料を使用する請求項６記載の
    遮熱コーティング部材の作製方法。
  8. 【請求項８】 前記セラミック層の原料として、前記安
    定化ジルコニアの原料粉末と前記セラミック材料とを互
    いにメカニカル・アロイング（ＭＡ）法を用いて混合さ
    せた原料を使用する請求項６記載の遮熱コーティング部
    材の作製方法。
  9. 【請求項９】 前記セラミック層の原料として、前記安
    定化ジルコニアの原料粉末に前記セラミック材料を化学
    蒸着法を用いてコーティングした原料を使用する請求項
    ６記載の遮熱コーティング部材の作製方法。
  10. 【請求項１０】 前記安定化ジルコニアの原料粉末を用
    いて前記セラミック層を形成し、このセラミック層内に
    化学蒸着法を用いて前記セラミック材料の供給ガスを浸
    透させることにより、上記セラミックス材料を複合化さ
    せる請求項６記載の遮熱コーティング部材の作製方法。
  11. 【請求項１１】 前記セラミック材料として、ＨｆＣ、
    ＮｂＣ、ＳｉＣ、ＴａＣ、Ｔａ2 Ｃ、ＴｉＣ、ＷＣ、Ｚ
    ｒＣ、ＨｆＢ2 、ＮｂＢ2 、ＴａＢ2 、ＴｉＢ2 、Ｚｒ
    Ｂ2 、ＢＮ、ＴａＮ、ＴｉＮ、ＺｒＮ、ＨｆＯ2 、およ
    びＴｈＯ2 の少なくとも１種からなる材料を用いる請求
    項６乃至１０のいずれか１項記載の遮熱コーティング部
    材の作製方法。
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