JPS6141757A - しや熱コ−テイング用ＺｒＯ２系粉末 - Google Patents
しや熱コ−テイング用ＺｒＯ２系粉末Info
- Publication number
- JPS6141757A JPS6141757A JP59160238A JP16023884A JPS6141757A JP S6141757 A JPS6141757 A JP S6141757A JP 59160238 A JP59160238 A JP 59160238A JP 16023884 A JP16023884 A JP 16023884A JP S6141757 A JPS6141757 A JP S6141757A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- zro2
- powder
- thermal shock
- shock resistance
- base powder
- Prior art date
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- Pending
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C30/00—Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
- C23C4/04—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the coating material
- C23C4/10—Oxides, borides, carbides, nitrides or silicides; Mixtures thereof
- C23C4/11—Oxides
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Plasma & Fusion (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明はガスタービン高温部材のしゃ熱コーティング用
粉末に関するものである。
粉末に関するものである。
ガスタービン高温部材等の金属部材表゛面を熱伝導率の
低いセラミックスでコーティングしてメタル表面温度を
下げる、いわゆるしや熱コーティングが知られている。
低いセラミックスでコーティングしてメタル表面温度を
下げる、いわゆるしや熱コーティングが知られている。
コーティング用セラミックスとしては熱伝導率が低く、
耐熱衝撃性も比較的良好なＹ ３０ ｇ安定化Ｚｒ０−
が一般的に用いられている。しかし、ガスタービン部材
は急熱、急冷の過酷な熱サイクルを加えられるため耐熱
衝撃性はまだ十分とは言えない状況である。そこで、Ｙ
、Ｏ。
耐熱衝撃性も比較的良好なＹ ３０ ｇ安定化Ｚｒ０−
が一般的に用いられている。しかし、ガスタービン部材
は急熱、急冷の過酷な熱サイクルを加えられるため耐熱
衝撃性はまだ十分とは言えない状況である。そこで、Ｙ
、Ｏ。
のかわりに、希土類酸化物で安定化したＺｒＱｔの耐熱
衝撃性について検討した結果、ＹｂｔＯｓ安定化Ｚｒ０
＝の耐熱衝撃性はＹ ｔ Ｏ−安定化Ｚｒ０−に比較し
て優れていることが明らかとなった。しかし、Ｙ ｂ
ｔ Ｏ＊は、Ｙ！Ｏ１に比較して価格が著しく高く、構
造用材料に多量のＹｂ＊Ｏ＊を使用することは不経済で
ある。
衝撃性について検討した結果、ＹｂｔＯｓ安定化Ｚｒ０
＝の耐熱衝撃性はＹ ｔ Ｏ−安定化Ｚｒ０−に比較し
て優れていることが明らかとなった。しかし、Ｙ ｂ
ｔ Ｏ＊は、Ｙ！Ｏ１に比較して価格が著しく高く、構
造用材料に多量のＹｂ＊Ｏ＊を使用することは不経済で
ある。
本発明の目的は上記の欠点を解決し、耐熱衝撃性に優れ
、しかも価格も比較的安価なガスタービン高温部材のし
ゃ熱コーティング用粉末を提供することにある。
、しかも価格も比較的安価なガスタービン高温部材のし
ゃ熱コーティング用粉末を提供することにある。
本発明の特徴は、ＹｔＯｓあるいはＹ ｂ ｘ ＯＩを
単独に添加するのではなく、Ｙ！Ｏ１およびＹｂ５Ｏ哀
’に同時に添加したことである。
単独に添加するのではなく、Ｙ！Ｏ１およびＹｂ５Ｏ哀
’に同時に添加したことである。
従来よし知られるＣａＯ，Ｙ宣０＋、ＭｇＯ以外に、純
ＺｒＯ＋と固溶体を作抄マルテンサイト変態を緩和する
と予想される希土類酸化物セラミックスをＺｒＯ３に添
加し、その耐熱衝撃性の検討を行なった結果、Ｚ ｒ
Ｏｓ ＹｂｔＱｓ系セラミックスの耐熱衝撃性が良好
であることを見い出した。ＹｂｘＯｓの含有量は８〜１
０ ｗｔ％程度が良い。しかし、Ｙｂ！０１はＹ ＊
Ｏｓに比較して価格が著しく高いことから考えて、８〜
１０ｗｔチものＹｂ雪０＊を用いることは不経済である
。そこで、従来のＹ＊Ｏ−安定化ＺｒＯｘのＹ ＊ Ｏ
−の一部をＹｂｘＯｓで置き変えることにより、比較的
少量のＹｂ寞Ｏｓを用いることによりＹ８０３安定化Ｚ
ｒＯｘの耐熱衝撃性を改善する方法を検討した。
ＺｒＯ＋と固溶体を作抄マルテンサイト変態を緩和する
と予想される希土類酸化物セラミックスをＺｒＯ３に添
加し、その耐熱衝撃性の検討を行なった結果、Ｚ ｒ
Ｏｓ ＹｂｔＱｓ系セラミックスの耐熱衝撃性が良好
であることを見い出した。ＹｂｘＯｓの含有量は８〜１
０ ｗｔ％程度が良い。しかし、Ｙｂ！０１はＹ ＊
Ｏｓに比較して価格が著しく高いことから考えて、８〜
１０ｗｔチものＹｂ雪０＊を用いることは不経済である
。そこで、従来のＹ＊Ｏ−安定化ＺｒＯｘのＹ ＊ Ｏ
−の一部をＹｂｘＯｓで置き変えることにより、比較的
少量のＹｂ寞Ｏｓを用いることによりＹ８０３安定化Ｚ
ｒＯｘの耐熱衝撃性を改善する方法を検討した。
その結果、Ｙ２Ｏ２の一部をＹｂ茸Ｏｓで置き変えたＺ
ｒ Ｏｉ ＹｓＯｓ Ｙｂ＊０３系セラミックス
は、Ｚｒ０１−８〜１０ ｗｔ％ ＹｂｔＯｓと同程度
の優れた耐熱衝撃性を有することを見い出した。Ｙ、Ｏ
，の含有量は２〜５ｗｔ％、ＹｂｔＯｓの含有量は３〜
４Ｗｔｅｓ程度が良い。
ｒ Ｏｉ ＹｓＯｓ Ｙｂ＊０３系セラミックス
は、Ｚｒ０１−８〜１０ ｗｔ％ ＹｂｔＯｓと同程度
の優れた耐熱衝撃性を有することを見い出した。Ｙ、Ｏ
，の含有量は２〜５ｗｔ％、ＹｂｔＯｓの含有量は３〜
４Ｗｔｅｓ程度が良い。
これらの組成を有する粉末は、例えば調合→焼結→粉砕
→整粒などの工程によって製造される。
→整粒などの工程によって製造される。
このしや熱コーティング用粉末を用いて金属部材にコー
ティングするにはプラズマ溶射手段が好適であるが、そ
の他の手段も採用できる。
ティングするにはプラズマ溶射手段が好適であるが、そ
の他の手段も採用できる。
金属部材表面にコーティングするに際しては、セラミッ
ク層と金属母層との間に結合力を高める中間層を形成す
ることが好ましい。
ク層と金属母層との間に結合力を高める中間層を形成す
ることが好ましい。
このようなしや熱コーティング層を形成するに好適な実
機部材としては、耐熱衝撃性を要求される、ガスタービ
ンの燃焼器ライナー、ブレード、ノズル等が、挙げられ
る。
機部材としては、耐熱衝撃性を要求される、ガスタービ
ンの燃焼器ライナー、ブレード、ノズル等が、挙げられ
る。
試料としてＹ＝ＯｓおよびＹｂ富０＋の含有量を変化さ
せたＺ ｒ Ｏｉ ＹｔＯｓ ＹｂｔＯｓ系セラミ
ックスヲ用いた。第１表に用いた試料の組成を示す。
せたＺ ｒ Ｏｉ ＹｔＯｓ ＹｂｔＯｓ系セラミ
ックスヲ用いた。第１表に用いた試料の組成を示す。
第１表 試料粉末の組成（、ｗｔ％）
第１図はしや熱コーティング用粉末の作成過程を示す図
である。純Ｚ ｒＱｓ 、 Ｙｂ５０ｇ ＊ Ｙ＊Ｏｓ
粉末（粒径：２〜３μ）を規定量混合し１５００℃で焼
結した後、焼結体を粉砕して微粉末にした。焼結中に固
相拡散が起こり固溶体が形成される。
である。純Ｚ ｒＱｓ 、 Ｙｂ５０ｇ ＊ Ｙ＊Ｏｓ
粉末（粒径：２〜３μ）を規定量混合し１５００℃で焼
結した後、焼結体を粉砕して微粉末にした。焼結中に固
相拡散が起こり固溶体が形成される。
次に１作製された粉末を耐熱合金板（ハステロイメ）に
プラズマ溶射によりコーティング処理して熱衝撃試験片
とした。第２図は熱衝撃試験片の詳細である。耐熱合金
板３０の寸法は１５φ×３ｗｔである。セラミックス層
１０の厚さは３００μである。母材３０とセラミックス
層１０との間には結合力を高めるためにＮ ｉ −Ｃｒ
−Ａｔ−Ｙの粉末を溶射して中間層２０を形成し中間層
の厚さは１００μとした。
プラズマ溶射によりコーティング処理して熱衝撃試験片
とした。第２図は熱衝撃試験片の詳細である。耐熱合金
板３０の寸法は１５φ×３ｗｔである。セラミックス層
１０の厚さは３００μである。母材３０とセラミックス
層１０との間には結合力を高めるためにＮ ｉ −Ｃｒ
−Ａｔ−Ｙの粉末を溶射して中間層２０を形成し中間層
の厚さは１００μとした。
第２表に熱衝撃試験結果を示す。表中には従来しゃ熱コ
ーティング用セラミックスとして一般的に用いられてい
るＺｒＣｈ ７１Ｙ麿Ｏ３の結果、および、耐熱衝撃
性が’ＺｒｒＯ＊ ７チＹ＊Ｏ−より優れていること
が確認されたｚｒＯ意 ８チＹｂｔＯｓの結果もあわせ
て示した。
ーティング用セラミックスとして一般的に用いられてい
るＺｒＣｈ ７１Ｙ麿Ｏ３の結果、および、耐熱衝撃
性が’ＺｒｒＯ＊ ７チＹ＊Ｏ−より優れていること
が確認されたｚｒＯ意 ８チＹｂｔＯｓの結果もあわせ
て示した。
第２表
＊熱衝撃試験：１１００℃０室温 １０回熱衝撃試験は
１１００℃に加熱した電気炉中に急速に入れ、３０分保
持したのち、急冷（５００℃／ｍ１ｎ）するサイクルを
１０回くり返した。熱衝撃試験後のセラミックスコーテ
ィングの破損、剥離などの状況から耐熱衝撃性を評価し
た。熱衝撃試験を行なった試料数のうち、健全であった
試料数の割合を示した。表２より、Ｙｂ５Ｏｓの割合が
多くなるにつれて、耐熱衝撃性が良好になることが明ら
かであり、ＺｒＣｈ ４ ＊ ＹｚＯ＋ ３５Ｙｂ
ｓＯｓ系セラミツクスでは、８ケ中５ケが健全であり、
Ｚ ｒ Ｏｓ −８％ Ｙｂ＊Ｏ＊と同程度の優れた耐
熱衝撃性を有する。
１１００℃に加熱した電気炉中に急速に入れ、３０分保
持したのち、急冷（５００℃／ｍ１ｎ）するサイクルを
１０回くり返した。熱衝撃試験後のセラミックスコーテ
ィングの破損、剥離などの状況から耐熱衝撃性を評価し
た。熱衝撃試験を行なった試料数のうち、健全であった
試料数の割合を示した。表２より、Ｙｂ５Ｏｓの割合が
多くなるにつれて、耐熱衝撃性が良好になることが明ら
かであり、ＺｒＣｈ ４ ＊ ＹｚＯ＋ ３５Ｙｂ
ｓＯｓ系セラミツクスでは、８ケ中５ケが健全であり、
Ｚ ｒ Ｏｓ −８％ Ｙｂ＊Ｏ＊と同程度の優れた耐
熱衝撃性を有する。
以上の通り本発明に係るＺｒ０ｔ ４％Ｙ、０．−３
％Ｙｂｎ０）系セラミックスを用いたコーティング珊は
耐熱衝撃性に優れている。しかも高価なＹｂ諺（ｐｓは
約３ ｗｔ％と比較的少量しか使用しておらず、本粉末
を構造用部材に多量に使用する場合に経済的に有利であ
る。
％Ｙｂｎ０）系セラミックスを用いたコーティング珊は
耐熱衝撃性に優れている。しかも高価なＹｂ諺（ｐｓは
約３ ｗｔ％と比較的少量しか使用しておらず、本粉末
を構造用部材に多量に使用する場合に経済的に有利であ
る。
第１図は本発明の一実施例のしゃ熱コーティング用粉末
の製造過程を示す説明図、第２図は熱衝撃試験片の断面
図である。 １０・・・セラミック層、２０・・・中間層、３０・・
・母材。
の製造過程を示す説明図、第２図は熱衝撃試験片の断面
図である。 １０・・・セラミック層、２０・・・中間層、３０・・
・母材。
Claims (1)
- １、ガスタービン高温部材のしゃ熱コーティング用Ｚｒ
Ｏ＿２系粉末において、Ｙ＿２Ｏ＿３とＹｂ＿２Ｏ＿３
が含有されていることを特徴とするしゃ熱コーティング
用ＺｒＯ＿２系粉末。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59160238A JPS6141757A (ja) | 1984-08-01 | 1984-08-01 | しや熱コ−テイング用ＺｒＯ２系粉末 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59160238A JPS6141757A (ja) | 1984-08-01 | 1984-08-01 | しや熱コ−テイング用ＺｒＯ２系粉末 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6141757A true JPS6141757A (ja) | 1986-02-28 |
Family
ID=15710687
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59160238A Pending JPS6141757A (ja) | 1984-08-01 | 1984-08-01 | しや熱コ−テイング用ＺｒＯ２系粉末 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6141757A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005206450A (ja) * | 2003-12-30 | 2005-08-04 | General Electric Co <Ge> | 低熱伝導率の遮熱コーティング用セラミック組成物 |
| US7354663B2 (en) | 2004-04-02 | 2008-04-08 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Thermal barrier coating, manufacturing method thereof, turbine part and gas turbine |
| CN102557447A (zh) * | 2011-11-07 | 2012-07-11 | 中南大学 | 一种镍合金基体表面热障涂层及制备方法 |
| JP2014166949A (ja) * | 2013-02-18 | 2014-09-11 | General Electric Co <Ge> | セラミック粉末及びそのための方法 |
| JP2015108196A (ja) * | 2005-10-07 | 2015-06-11 | サルツァー・メトコ（ユーエス）・インコーポレーテッド | 最適化された高温断熱層 |
| CN106574356A (zh) * | 2014-09-05 | 2017-04-19 | 三菱日立电力系统株式会社 | 热喷涂用粉末的制造方法、热喷涂用粉末的制造装置、通过该制造方法制造出的热喷涂用粉末、由隔热涂层覆盖的高温部件以及具备该高温部件的燃气涡轮 |
| JP2020529521A (ja) * | 2017-06-21 | 2020-10-08 | ヘガネス ジャーマニー ゲーエムベーハー | 溶射用の酸化ジルコニウム粉末 |
-
1984
- 1984-08-01 JP JP59160238A patent/JPS6141757A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005206450A (ja) * | 2003-12-30 | 2005-08-04 | General Electric Co <Ge> | 低熱伝導率の遮熱コーティング用セラミック組成物 |
| US7354663B2 (en) | 2004-04-02 | 2008-04-08 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Thermal barrier coating, manufacturing method thereof, turbine part and gas turbine |
| JP2015108196A (ja) * | 2005-10-07 | 2015-06-11 | サルツァー・メトコ（ユーエス）・インコーポレーテッド | 最適化された高温断熱層 |
| CN102557447A (zh) * | 2011-11-07 | 2012-07-11 | 中南大学 | 一种镍合金基体表面热障涂层及制备方法 |
| JP2014166949A (ja) * | 2013-02-18 | 2014-09-11 | General Electric Co <Ge> | セラミック粉末及びそのための方法 |
| CN106574356A (zh) * | 2014-09-05 | 2017-04-19 | 三菱日立电力系统株式会社 | 热喷涂用粉末的制造方法、热喷涂用粉末的制造装置、通过该制造方法制造出的热喷涂用粉末、由隔热涂层覆盖的高温部件以及具备该高温部件的燃气涡轮 |
| US10150707B2 (en) | 2014-09-05 | 2018-12-11 | Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. | Method of producing thermal spray powder, manufacture apparatus of thermal spray powder, and thermal spray powder produced by the producing method |
| CN106574356B (zh) * | 2014-09-05 | 2019-07-23 | 三菱日立电力系统株式会社 | 热喷涂用粉末的制造方法、以及热喷涂用粉末 |
| JP2020529521A (ja) * | 2017-06-21 | 2020-10-08 | ヘガネス ジャーマニー ゲーエムベーハー | 溶射用の酸化ジルコニウム粉末 |
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