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J-GLOBAL ID：201402267740371680   整理番号：14A0567778

腐食防食技術の進歩と将来展望/材料及び施工サイドから見た腐食防食 長繊維強化セラミックス基複合材料の腐食防食技術の変遷と将来展望

著者 (1件)： 北岡諭 (ファインセラミックスセ)
資料名： 材料と環境  (Corrosion Engineering of Japan)
巻： 63  号： 4  ページ： 165-169  発行年： 2014年04月15日 
JST資料番号： F0006A  ISSN： 0917-0480  CODEN： ZAKAEP  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 解説  発行国： 日本 (JPN)  言語： 日本語 (JA)

抄録/ポイント： 航空機ジェットエンジンは多量の排気ガスを放出する。航空分野のCO₂排出量は大変に大きく,削減が強く求められている。この背景から次世代の航空機エンジンでは部材の軽量化と燃焼効率の大幅向上が必要であり,その切り札としてセラミックス長繊維強化セラミックス基複合材(CMC)の適用が検討されている。中でもSiC_f/SiC_mは密度がNi基超合金の1/3から1/4であって,耐熱性は1300°Cであるため,エンジン主要部品への適用検討が進んでいる。SiC_f/SiC_m上で酸化に対する保護膜として作用する酸化膜(TGO)にはSiO₂,Al₂O₃やCr₂O₃等があるが,高温水蒸気環境下で反応して揮発性の水酸化物を形成するため,下地材の損耗が問題である。そこで耐環境性コーティング(EBC)の開発や部材への熱流入をおこさえる遮熱コーティング(TBC)の開発も必要である。EBCでは腐食種として酸素,水蒸気に加えて,CMASと称されるCaO,MgO,Al₂O₃,SiO₂から成る融液が部材に付着して部材の劣化が進むこと,電子ビーム蒸着法で成膜させたGd₂Zr₂O₇系遮熱層およびHfO₂-Yb₂O₃-SiO₂系CMAS侵入防止層はCMASのさらなる侵入を阻害することなどを示した。しかし効果は明らかでは無い。さらにEBC/TBCに輻射熱反射機能を持たせると熱エネルギーを燃焼ガス内に閉じ込められるため,燃焼効率等で多くの効果を期待できる。その次世代EBC/TBCの概念図を示し,酸化物の組み合わせ例も挙げた。CMCの損傷許容性はき裂の成長停止によるが,残存き裂が問題となる。これを自己治癒する機能が検討され,繊維とマトリックス界面に非酸化物層を置く本機能の検討例を示した。今後は耐水蒸気揮散性のみならず,プロトン伝導制御の観点から,材料開発を行う必要性を強調した上で,EBCには多機能の実現が求められ,耐熱性酸化物で構成する多相積層構造になるとした。実現には物質の移動機構を明らかにして制御することが必要で有り,基礎的,定量的な研究が不可欠であるとした

シソーラス用語： *強化セラミック ,  複合材料 ,  耐性 ,  熱反射 ,  腐食 ,  *防食 ,  フィラメント糸 ,  排ガス ,  排出量 ,  内燃機関 ,  炭化ケイ素 ,  炭化ケイ素系繊維 ,  保護膜 ,  酸化膜 ,  二酸化ケイ素 ,  酸化アルミニウム ,  酸化クロム ,  水酸化物 ,  被覆層 ,  電子ビーム蒸着 ,  ガドリニウム化合物 ,  ジルコニウム化合物 ,  酸化ハフニウム ,  酸化イッテルビウム ,  燃焼効率 ,  亀裂 ,  プロトン伝導 ,  積層構造 ,  耐熱性 ,  *セラミック被覆 ,  二酸化炭素排出量
準シソーラス用語： TGO ,  航空機エンジン ,  遮熱被覆層 ,  *繊維強化セラミック ,  損傷許容性 ,  耐環境性 ,  輻射熱

分類 (3件)： 金属材料へのセラミック被覆  (YC02050V) ,  セラミック・磁器の性質  (YC03030G) ,  防食  (WB03040M)

引用文献 (26件)：

• Group on International Aviation and Climate Change (GIACC) 4th Meeting, Inter. Civil Aviation Organization, Montréal. May (2009).
• 国立環境研究所「温室効果イベントリオフィス」,“日本の 1990 - 2011年度の温室効果ガス排出量データ”,全国地球温暖化防止活動推進センターウェブサイト(http://www.jccca.org/)
• M. van Roode, J. Eng. for Gas Turbines and Power, 132, 011301 (2010) .
• E.J. Opila,J. Am. Ceram. Soc., 86, 1238 (2003).
• E.J. Opila, N.S. Jacobson, D.L. Myers and E.H. Copland, JOM, 22 (2006) .

タイトルに関連する用語 (6件)： 腐食防食 ,  将来展望 ,  施工 ,  長繊維 ,  強化 ,  セラミックス基複合材料