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METHOD FOR FORMING COATING LAYER OF HEAT-RESISTANT CERAMIC THIN FILM ON Ni-BASED HEAT-RESISTANT ALLOY

Patent code P06A008872
File No. 6191
Posted date Jun 8, 2006
Application number P2003-154194
Publication number P2004-353057A
Patent number P4496361
Date of filing May 30, 2003
Date of publication of application Dec 16, 2004
Date of registration Apr 23, 2010
Inventor
  • (In Japanese)石山 新太郎
Applicant
  • (In Japanese)国立研究開発法人日本原子力研究開発機構
Title METHOD FOR FORMING COATING LAYER OF HEAT-RESISTANT CERAMIC THIN FILM ON Ni-BASED HEAT-RESISTANT ALLOY
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the following problem: while FP (a fission product powder in a molecular or atomic state) is removed with a paper-made or Teflon-made filter at 200°C or lower by the present technique, workers are irradiated with FP during the maintenance and inspection of apparatuses used therefor since there is no means for preventing the adsorption or diffusion of FP at a high temperature.
SOLUTION: The method for preventing both the chemical reaction of FP with a metallic material and the diffusion of FP causes a radioactive nuclide (FP) generated by nuclear fission to be plated out (coagulated/adhered) on a heat-resistant ceramic coating film formed on the surface of a Ni-based heat-resistant alloy.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


原子炉から発生するFP(例えば、110mAg、137Cs、(131+133)I等の核分裂により生じた放射性核種)は、原子炉冷却用の約900℃のヘリウム冷却材中を極めて希薄な濃度で流れている。これらは、原子炉構造体表面温度が900℃以上と高いため、構造体表面中に拡散しやすく、しかも原子炉には配管や熱交換器等の反応表面積の大きな低温構造体があるため、それらの材料表面にFPがプレートアウトし易い。



又、高温ガス炉用の従来のガスタービンの被覆技術では、溶射法によって、基材、中間セラミックス材及び表面セラミックス材からなる三層構造の被覆層としてガスタービンブレード等に数mmの厚みで吹き付けるのが一般的であった。この溶射法による被覆層では、分子、原子級のFP元素がタービンブレードに付着するのを防止することができなかった。

Field of industrial application (In Japanese)


本発明は、核分裂より生じた放射性核種(FP)が凝着・付着(プレートアウト)しても、FPとの化学反応も生じることのない、Ni基耐熱合金表面に形成された耐熱セラミック被覆膜に関するものである。即ち、本発明のセラミックス薄膜からなる被覆層は緻密で凹凸がないので、FPが被覆層に凝着・付着することが少なく、又凝着・付着しても被覆層を浸透して合金材中に拡散することがなく、更に又凝着・付着しても被覆層と反応することがないものである。かかる被覆膜は、FPの発生する原子力産業だけでなく、一般産業、民生分野等の広範囲での利用が可能である。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
空気圧縮器、N2発生器及びタンクを有するガス供給器と、
SiC製保持体、当該SiC保持体内に保持されているAl2O3製坩堝、当該Al2O3製坩堝内に保持されているAg製メッシュ、当該Al2O3製坩堝の下流に設けられているSiC製縮小部を具備し、さらにN2ガス及びAl2O3製坩堝を加熱することができる2個の加熱器を有するAg蒸発器と、
フィルター、当該フィルターの下流にある被覆試験片セクション、及び加熱器を有するフィルター試験セクションと、
を具備し、
当該Ag蒸発器においてAg蒸気を発生させ、当該Ag蒸気を当該ガス供給器からのN2ガスと共に当該フィルター試験セクションに送り、当該フィルター試験セクションの当該フィルターを通過させ、当該被覆試験片セクションに原子炉内を模擬する希薄なAg蒸気を含む800℃以上の高温混合ガス雰囲気を形成させる原子炉内放射性核種プレートアウト模擬試験装置。

【請求項2】
 
前記フィルター試験セクションの下流に、フィルタートラップを具備する冷却セクションをさらに設け、当該試験セクションのフィルターを通過したAg蒸気を冷却・凝縮させた後に回収する、請求項1に記載の原子炉内放射性核種プレートアウト模擬試験装置。

【請求項3】
 
前記Ag蒸発器出口、並びに前記フィルター試験セクションの入口、フィルター、中央部及び頂部に、Agガスサンプリング位置が設けられている、請求項1に記載の原子炉内放射性核種プレートアウト模擬試験装置。

【請求項4】
 
前記冷却セクションの冷却器及びフィルタートラップに、Agガスサンプリング位置が設けられている、請求項2に記載の原子炉内放射性核種プレートアウト模擬試験装置。

【請求項5】
 
請求項1に記載の原子炉内放射性核種プレートアウト模擬試験装置を用いてAg蒸気を発生させる原子炉内放射性核種プレートアウト模擬試験方法であって、
前記Ag蒸発器内でN2ガス及び前記Ag製メッシュを加熱してAg蒸気を発生させ、
発生したAg蒸気を前記ガス供給器からのN2ガスに混入させ、前記SiC製縮小部を通過させてN2ガス中Ag蒸気を均一拡散させ、次いで、前記フィルター試験セクションに供給し、前記フィルター試験セクション内に設置されたフィルターによりAg蒸気を濾過してさらに微細化し、前記被覆試験片セクションに原子炉内を模擬する希薄なAg蒸気を含む800℃以上の高温混合ガス雰囲気を形成させ、前記試験片に対するAg蒸気の凝着・付着を測定する、原子炉内放射性核種プレートアウト模擬試験方法。

【請求項6】
 
請求項2に記載の原子炉内放射性核種プレートアウト模擬試験装置を用いてAg蒸気を発生させる原子炉内放射性核種プレートアウト模擬試験方法であって、
前記試験セクションにおいて試験片に凝着・付着されなかった残りのAg蒸気を含むガスを前記冷却セクションに導出して、Ag蒸気を冷却・凝縮し、前記フィルタートラップにて回収する、原子炉内放射性核種プレートアウト模擬試験方法。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2003154194thum.jpg
State of application right Registered
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