JPH11335804A - イットリア安定化ジルコニア被膜のプラズマ溶射法 - Google Patents

イットリア安定化ジルコニア被膜のプラズマ溶射法

Info

Publication number
JPH11335804A
JPH11335804A JP10145962A JP14596298A JPH11335804A JP H11335804 A JPH11335804 A JP H11335804A JP 10145962 A JP10145962 A JP 10145962A JP 14596298 A JP14596298 A JP 14596298A JP H11335804 A JPH11335804 A JP H11335804A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
yttria
stabilized zirconia
ysz
powder
plasma
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP10145962A
Other languages
English (en)
Inventor
Noriyuki Sakakibara
紀幸 榊原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP10145962A priority Critical patent/JPH11335804A/ja
Publication of JPH11335804A publication Critical patent/JPH11335804A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Coating By Spraying Or Casting (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 密着強度、曲げ強度が大きく、しかもヤング
率が低く耐熱衝撃性に優れたYSZ溶射被膜を形成する
ことができるYSZプラズマ溶射法に関する。 【解決手段】 イットリア安定化ジルコニア溶融粉砕
粉末に中空形状のイットリア安定化ジルコニアガス噴霧
粉末を5〜20体積%混合してなる原料粉末を母材にプ
ラズマ溶射することを特徴とする密着強度、曲げ強度が
大きく、しかもヤング率が低く、耐熱衝撃性に優れたイ
ットリア安定化ジルコニア溶射被膜のプラズマ溶射法及
びイットリア安定化ジルコニア溶融粉砕粉末を母材に
0.05〜0.1mm厚さにプラズマ溶射した後、中空
形状のイットリア安定化ジルコニアガス噴霧粉末をプラ
ズマ溶射することを特徴とする密着強度、曲げ強度が大
きく、しかもヤング率が低く耐熱衝撃性に優れたイット
リア安定化ジルコニア溶射被膜のプラズマ溶射法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、イットリア安定化
ジルコニア(以下、YSZという)粉末を母材表面にプ
ラズマ溶射して、密着強度、曲げ強度が大きく、ヤング
率が低く耐熱衝撃性に優れたYSZ溶射被膜を形成させ
るプラズマ溶射法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来からYSZが断熱および耐熱コーテ
ィングに利用されているが、原材料としてYSZの溶融
粉砕粉末や中空形状にしたガス噴霧粉末が、それぞれ単
独で用いられている。溶融粉砕粉末のみを用いてプラズ
マ溶射を行った場合、密着強度、曲げ強度が高いもの
の、ヤング率も高く耐熱衝撃性に劣る被膜しか得られな
い。それに対し、ガス噴霧粉末のみを用いてプラズマ溶
射を行った場合、ヤング率が低く耐熱衝撃性に優れる
が、密着強度の低い被膜しか得られない。後記表1に、
従来の各粉末単独で用いてプラズマ溶射を行った場合の
被膜のヤング率、曲げ強度、密着強度を示す。従来、被
膜の特性を制御するために、溶融粉砕粉末、ガス噴霧粉
末どちらの場合もプラズマガス流量や粉末供給ガス流量
等のプラズマ溶射条件を調整しているが、これらの方法
では例えば溶融粉砕粉末を用いた場合、ヤング率が10
%低下するが、曲げ強度や密着強度も10%低下してし
まうなど、最適な特性を有する被膜を得るのが難しい。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記技術水準
に鑑み、密着強度、曲げ強度が大きく、しかもヤング率
が低く、耐熱衝撃性の優れたYSZ溶射被膜を形成する
ことができるYSZプラズマ溶射法を提供しようとする
ものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は(1)YSZ溶
融粉砕粉末に中空形状のYSZガス噴霧粉末を5〜20
体積%混合してなる原料粉末を母材にプラズマ溶射する
ことを特徴とする密着強度、曲げ強度が大きく、しかも
ヤング率が低く耐熱衝撃性に優れたYSZ溶射被膜のプ
ラズマ溶射法(以下、第1発明という)及び(2)YS
Z溶融粉砕粉末を母材に0.05〜0.1mm厚さにプ
ラズマ溶射した後、中空形状のYSZガス噴霧粉末をプ
ラズマ溶射することを特徴とする密着強度、曲げ強度が
大きく、しかもヤング率が低く耐熱衝撃性に優れたYS
Z溶射被膜のプラズマ溶射法(以下、第2発明という)
である。
【0005】
【発明の実施の形態】(第1発明):YSZ溶融粉砕粉
末としては、YSZを溶融し、凝固させたものを粉砕装
置で一般的には10〜45μmの粒径に粉砕したものが
使用される。中空形状のYSZガス噴霧粉末としては、
YSZを溶融した溶融物をガス噴霧装置で一般的には1
0〜100μmの粒径にしたものが使用される。プラズ
マ溶射において、YSZ溶融粉砕粉末のみを用いた場合
は、付着粒子間の密着性も高く緻密な被膜が形成される
が、中空形状のYSZガス噴霧粉末のみを用いた場合
は、付着粒子間に隙間が多くみられ、ヤング率の低下し
た耐熱衝撃性の高い被膜が形成される。
【0006】そこで、第1発明ではそれぞれの粉末の上
記特性を考慮して、両粉末を混合したものをプラズマ溶
射の原料粉末とするものであって、YSZ溶融粉砕粉末
に混合される中空形状のYSZガス噴霧粉末の量を5〜
20体積%としたのは後記実施例1の表1にも示したよ
うに、中空形状のYSZガス噴霧粉末の混合率が5体積
%の場合、従来のYSZ溶融粉砕粉末のみと比較して、
ヤング率が約10%低減でき、かつ曲げ強度、密着強度
は殆ど低下せず、また混合率が20体積%の場合、ヤン
グ率が約20%も低減できるにも拘らず、曲げ強度、密
着強度は僅か約10%低下するに留まるからである。
【0007】(第2発明)YSZ溶融粉砕粉末、中空形
状のYSZガス噴霧粉末並びにプラズマ溶射条件は上記
と同じである。先ずプラズマ溶射されるYSZ溶融粉砕
粉末の被膜厚さを0.05〜0.1mmとしたのは、下
記の理由による。YSZ溶融粉砕粉末の被膜厚さが大き
いと、ヤング率が高くなり、耐熱衝撃性が劣化するから
であり、またその厚さが小さいとYSZ溶融粉砕粉末を
用いる効果が小さくなるからである。また、その次にプ
ラズマ溶射される中空形状のうちYSZガス噴霧粉末に
よって形成される膜厚は一般的に0.5〜1mmであ
る。
【0008】
【実施例】以下、本発明の具体的な実施例、比較例をあ
げ、本発明の効果を一層明らかにする。
【0009】(例1)この例1においては、強度、密着
性に優れたプラズマ溶射被膜に、耐熱衝撃性を付与する
ために、原料粉末はYSZ溶融粉砕粉末に中空形状のY
SZのガス噴霧粉末で5〜20体積%混合した粉末材料
を用いた。また、比較のために、中空形状のYSZのガ
ス噴霧粉が上記範囲外のもの、YSZ溶融粉砕粉末のみ
を用いたもの及び中空形状のYSZガス噴霧粉末のみを
用いたものについても行った。
【0010】表1に、上記溶射材料についての実験結果
を示す。特性試験はヤング率、曲げ強度及び密着強度に
関して行った。ヤング率および曲げ強度測定用の溶射被
膜は次のようにして得た。すなわち、一般構造用鋼(J
IS SS400)板:5W×40L×5Tmmの平面
上にAlを厚さ:0.5mm溶射し、その上にYSZを
溶射し、その後NaOH溶液に浸し、Al層を溶かすこ
とでYSZ被膜を構造用鋼からはなし、その被膜を各試
験(ヤング率、曲げ強度)に供した。取り出した被膜を
3点曲げ試験法によりヤング率および曲げ強度を測定し
た。測定は室温で行い、試験機のクロスヘッド移動速度
は0.5mm/minである。密着強度試験はJIS
H8666に準じて、試料の作製、測定を行った。YS
Z被膜を有する構造用鋼をそのまま、すなわちYSZを
はがすことなく、他の構造用鋼と接着剤としてエポキシ
樹脂を用いて接着し、その密着強度を測定した。測定は
室温で行い、引張速度は1mm/minである。このと
きの、溶射はプラズマ溶射とし、プラズマ条件はプラズ
マガスAr:40リットル/min+H2 :13リット
ル/min、プラズマアーク電流:630A、プラズマ
アーク電圧:79V、溶射距離:120mmとした。
【0011】この結果を表1に示す。表1より、中空形
状のYSZガス噴霧粉末の混合率が5体積%の場合(第
1発明例1)、従来のYSZ溶融粉砕粉末のみ(比較例
3)と比較してみると、ヤング率が約10%低減でき、
かつ、曲げ強度、密着強度はほとんど低下していないこ
とが分かる。また、中空形状のYSZガス噴霧粉末が2
0体積%の場合(第1発明例2)、ヤング率が約20%
低減でき曲げ強度、密着強度は僅か約10%低下したに
留まっていることが分かる。しかし、ガス噴霧粉末の混
合率が5体積%未満の場合(比較例1)、ヤング率の低
下は殆どなく、又混合率が20体積%以上の場合(比較
例2)、曲げ強度、密着強度が約20%以上低下してし
まい、強度に優れ耐熱衝撃性にも優れた被膜とはならな
い。
【0012】
【表1】
【0013】(例2)この例2においては、初めはYS
Z溶融粉砕粉末を用いて0.05mmの厚さにプラズマ
溶射し、その後、中空形状のYSZのガス噴霧粉末を用
いて全被膜厚さが1mm厚さになるように、プラズマ溶
射を行った。
【0014】表2に、上記方法によって得られた溶射材
料についての実験結果を示す。特性試験は密着強度およ
び熱伝導率に関して行った。密着強度試験はJIS H
8666に準じて、試料の作製、測定を行った。接着剤
はエポキシ樹脂であって測定は室温で行い、引張速度は
1mm/minである。熱伝導率測定試験用の溶射被膜
は、一般構造用鋼(JIS SS400)板φ10×5
Tmmの平面上に、1mmの厚さに形成した。被膜のみ
の熱伝導率を測定するため、YSZを溶射する前に、A
lを厚さ0.5mm溶射し、NaOH水溶液に浸すこと
で、Al層を溶かし、YSZ被膜のみを取り出してい
る。取り出した被膜を、JIS R1611に準じて、
熱伝導率の測定を行った。このときの、溶射はプラズマ
溶射とし、プラズマ条件はプラズマガスAr:40リッ
トル/min+H2 :13リットル/min、プラズマ
アーク電流:630A、プラズマアーク電圧:79V、
溶射距離120mmとした。
【0015】この結果を表2に示す。表2より、本発明
による被膜の密着強度は中空形状のYSZガス噴霧粉末
のみを用いた従来の被膜と比べて向上しており、かつ、
熱伝導率は従来法での被膜と同じ値を示している。
【0016】
【表2】
【0017】
【発明の効果】本発明によって、高い密着強度を有しか
つ断熱性にも優れた被膜の作製が可能となる。これによ
り、高温環境で使用する機器部材の使用寿命を著しく伸
ばすことができる。従って、被膜の修復コストの低減に
繋がり、産業上の効果は非常に大きなものがある。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 イットリア安定化ジルコニア溶融粉砕粉
    末に中空形状のイットリア安定化ジルコニアガス噴霧粉
    末を5〜20体積%混合してなる原料粉末を母材にプラ
    ズマ溶射することを特徴とする密着強度、曲げ強度が大
    きく、しかもヤング率が低く、耐熱衝撃性に優れたイッ
    トリア安定化ジルコニア溶射被膜のプラズマ溶射法。
  2. 【請求項2】 イットリア安定化ジルコニア溶融粉砕粉
    末を母材に0.05〜0.1mm厚さにプラズマ溶射し
    た後、中空形状のイットリア安定化ジルコニアガス噴霧
    粉末をプラズマ溶射することを特徴とする密着強度、曲
    げ強度が大きく、しかもヤング率が低く耐熱衝撃性に優
    れたイットリア安定化ジルコニア溶射被膜のプラズマ溶
    射法。
JP10145962A 1998-05-27 1998-05-27 イットリア安定化ジルコニア被膜のプラズマ溶射法 Withdrawn JPH11335804A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10145962A JPH11335804A (ja) 1998-05-27 1998-05-27 イットリア安定化ジルコニア被膜のプラズマ溶射法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10145962A JPH11335804A (ja) 1998-05-27 1998-05-27 イットリア安定化ジルコニア被膜のプラズマ溶射法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11335804A true JPH11335804A (ja) 1999-12-07

Family

ID=15397050

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10145962A Withdrawn JPH11335804A (ja) 1998-05-27 1998-05-27 イットリア安定化ジルコニア被膜のプラズマ溶射法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH11335804A (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004015158A1 (en) * 2002-08-13 2004-02-19 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Plasma spheroidized ceramic powder
EP1439451A2 (en) * 2003-01-20 2004-07-21 Murata Manufacturing Co., Ltd. Pointing device and method of producing the same
JP2006045674A (ja) * 2004-07-30 2006-02-16 United Technol Corp <Utc> 被膜物形成プロセス、被膜物形成組成物および被膜物含有物品
JP2013185201A (ja) * 2012-03-07 2013-09-19 Mazda Motor Corp 断熱皮膜構造及びその製造方法
US9012030B2 (en) 2002-01-08 2015-04-21 Applied Materials, Inc. Process chamber component having yttrium—aluminum coating
US10221103B2 (en) 2015-12-15 2019-03-05 Hyundai Motor Company Porous ceramic composite particle and method for preparing the same

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9012030B2 (en) 2002-01-08 2015-04-21 Applied Materials, Inc. Process chamber component having yttrium—aluminum coating
WO2004015158A1 (en) * 2002-08-13 2004-02-19 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Plasma spheroidized ceramic powder
US6893994B2 (en) 2002-08-13 2005-05-17 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Plasma spheroidized ceramic powder
AU2003257195B2 (en) * 2002-08-13 2006-06-01 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Plasma spheroidized ceramic powder
EP1439451A2 (en) * 2003-01-20 2004-07-21 Murata Manufacturing Co., Ltd. Pointing device and method of producing the same
EP1439451A3 (en) * 2003-01-20 2006-10-18 Murata Manufacturing Co., Ltd. Pointing device and method of producing the same
US7170487B2 (en) 2003-01-20 2007-01-30 Murata Manufacturing Co., Ltd. Pointing device and method of producing the same
JP2006045674A (ja) * 2004-07-30 2006-02-16 United Technol Corp <Utc> 被膜物形成プロセス、被膜物形成組成物および被膜物含有物品
JP2013185201A (ja) * 2012-03-07 2013-09-19 Mazda Motor Corp 断熱皮膜構造及びその製造方法
US10221103B2 (en) 2015-12-15 2019-03-05 Hyundai Motor Company Porous ceramic composite particle and method for preparing the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Li et al. Development of particle interface bonding in thermal spray coatings: a review
CN101688285B (zh) 用于熔融锌浴构件的表面涂布材料、其制备方法、以及熔融锌浴构件
JP6377733B2 (ja) 新規な粉末
Leigh et al. Evaluation of off-angle thermal spray
Tanaka et al. Investigation of dominating factors on flattening behavior of plasma sprayed ceramic particles
JP2014240511A (ja) 溶射皮膜の製造方法および溶射用材料
CN104704606A (zh) 针对先进元件的晶圆上粒子性能的化学相容性涂层材料
Kiilakoski et al. Process parameter impact on suspension-HVOF-sprayed Cr 2 O 3 coatings
Dong et al. Low‐temperature ultrasound‐activated joining of ZrO2 ceramics using Sn–Al–Cu solder
Kucuk et al. Influence of plasma spray parameters on formation and morphology of ZrO2–8 wt% Y2O3 deposits
CN104862695A (zh) 一种复合涂层、钛合金基复合材料及其制备方法
CN110643930A (zh) 一种耐高温cmas和雨水腐蚀的复合热障涂层的制备方法
JPH11335804A (ja) イットリア安定化ジルコニア被膜のプラズマ溶射法
Shahien et al. Ceramic coatings deposited from fine particles by different spraying processes
CN105861977B (zh) 耐高温吸波涂层、其制备方法与应用
CN109338264A (zh) 一种大气氛围下金属合金涂层的制备方法和系统
Ulutan et al. Plasma transferred arc surface modification of atmospheric plasma sprayed ceramic coatings
Wu et al. Microstructure and microhardness characterization of a Fe-based coating deposited by high-velocity oxy-fuel thermal spraying
Ning et al. Effect of powder structure on microstructure and electrical properties of plasma-sprayed 4.5 mol% YSZ coating
Brossard et al. Effects of substrate roughness on splat formation for Ni-Cr particles plasma sprayed onto aluminum substrates
CN106521482B (zh) 一种利用层流等离子的陶瓷涂层及其制备方法
JP5996756B2 (ja) 溶射用材料
Vert et al. Adhesive and cohesive properties of nanostructured Zr02 coatings by the original Vickers Indentation Cracking technique
WO2016039399A1 (ja) 積層体、および積層体の製造方法
JP2014173180A (ja) 複合溶射被膜、溶射用複合粉体、複合溶射被膜の形成方法、及び、複合粉体溶射被膜部材

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20050802