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耐熱耐食皮膜、耐熱耐食部材及び耐熱耐食皮膜の製造方法

国内特許コード P190015906
整理番号 S2017-0797-N0
掲載日 2019年3月22日
出願番号 特願2017-143689
公開番号 特開2019-026862
出願日 平成29年7月25日(2017.7.25)
公開日 平成31年2月21日(2019.2.21)
発明者
  • 上野 俊吉
  • 菅野 直登
  • 中村 康介
出願人
  • 学校法人日本大学
発明の名称 耐熱耐食皮膜、耐熱耐食部材及び耐熱耐食皮膜の製造方法
発明の概要 【課題】高温環境下でも耐食性に優れる耐熱耐食皮膜及びその製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明の一態様にかかる耐熱耐食皮膜は、基材上に被覆される耐熱性及び耐腐食性を有する耐熱耐食皮膜であって、前記皮膜は、ZrO又はHfOを含む共晶を有し、前記皮膜を前記基材と反対側の面から見た表面において、前記共晶によるラメラ構造のラメラ幅が1μm以下である。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要

高温ガスタービン、自動車エンジン用部材、航空機用耐熱部材等は、非常に高温かつ水蒸気の存在する環境下で使用される。そのため、耐熱性及び耐食性に優れた部材が求められている。

例えば、特許文献1には、超合金基材上に、MCrAlX(MはNi、Co、Feから選択される1種以上の元素、XはY、Hf、Ta、Cs、Ce、La、Th、W、Si、Pt、Ybから選択される1種以上の元素)とAl合金溶射皮膜とを被覆した部材が記載されている。

しかしながら、特許文献1に記載の部材は超合金基材自体の耐熱性が1350℃前後であり、MCrAlXで表記される中間層の耐酸化性も800℃前後である。そのため、耐熱性及び耐食性が充分とは言えなかった。

そこで、窒化ケイ素セラミック構造体の表面にY、Yb、Er及びDy等の希土類シリケート皮膜を成膜した部材が検討されている(例えば、特許文献2~4)。しかしながら、希土類シリケート皮膜は多結晶構造であり、粒界に粒界ガラス相を有する。粒界ガラス相は、1500度を超える条件になると選択的に腐食され、多孔質化する。そのため、これらの部材も十分な耐熱性を有するとは言えなかった。

一方で、本発明者らは、これらの部材とは別の系として、粒界ガラス相を内在しない複数の金属酸化物の共晶構造体を皮膜として備えた部材を開発した(特許文献5)。

産業上の利用分野

本発明は、耐熱耐食皮膜、耐熱耐食部材及び耐熱耐食皮膜の製造方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
基材上に被覆される耐熱性及び耐腐食性を有する耐熱耐食皮膜であって、
ZrO又はHfOを含む共晶を有する共晶構造層を備え、
前記共晶構造層を前記基材と反対側の面から見た表面において、前記共晶構造層を構成する共晶のラメラ構造のラメラ幅が1μm以下である、耐熱耐食皮膜。

【請求項2】
前記共晶構造層が、カルシアで安定化されたジルコニア又はハフニアを含む、請求項1に記載の耐熱耐食皮膜。

【請求項3】
前記表面におけるラメラ構造の形状が不定形である、請求項1又は2のいずれかに記載の耐熱耐食皮膜。

【請求項4】
前記基材側の一面に、前記基材の酸化を防止する中間層をさらに備える、請求項1~3のいずれか一項に記載の耐熱耐食皮膜。

【請求項5】
前記基材と反対側の面に、前記共晶構造層を構成する元素を含むポーラス酸化物を含む遮熱層をさらに備える、請求項1~4のいずれか一項に記載の耐熱耐食皮膜。

【請求項6】
基材と、前記基材の外表面を被覆する請求項1~5のいずれか一項に記載の耐熱耐食皮膜と、を備える、耐熱耐食部材。

【請求項7】
請求項1~5のいずれか一項に記載の耐熱耐食皮膜の製造方法であって、
基材の一面に、共晶組成物を含む塗膜を形成する塗布工程と、
前記塗膜の一部を集光加熱により溶融する溶融工程と、
溶融位置を移動させながら、溶融箇所を急冷する急冷凝固工程と、を有し、
前記溶融位置の移動速度が500mm/h以上である、耐熱耐食皮膜の製造方法。

【請求項8】
前記溶融位置の移動速度が2000mm/h以上である、請求項7に記載の耐熱耐食皮膜の製造方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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出願権利状態 公開
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