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R-4
2017

ダブル電子ビームPVD法による耐環境性保護膜(EBC)の形成


技術のポイント

ダブル電子ビーム物理気相堆積(PVD)法により組成と組織を精密に制御した複合酸化物コーティングが可能

基礎研究


背景
次世代航空機エンジン用SiC/SiC材料の耐久性向上に不可欠な保護膜の性能(環境遮蔽性、耐熱衝撃性)は、膜の組成・組織に強く依存するため、これらの因子を精密に制御可能なコーティング技術の開発が必要である

目的
ダブル電子ビームPVD法を用いて、保護膜候補材のYbシリケートやAlシリケートの組成・組織の同時制御を可能にする

成果
構成酸化物種の平衡蒸気圧が大きく異なるYbシリケートとAlシリケートに対して、その構成酸化物(Yb2O3、SiO2、Al2O3)を独立に溶融蒸発させることにより、傾斜組成および組織制御(緻密質から柱状カラム構造)が可能


ダブル電子ビームPVD装置の模式図
Yb-Al-Si-O系の平衡蒸気圧の温度依存性
ダブル電子ビームPVDによるEBC構成層の形成



期待される適用分野
・燃焼温度の高温化と部材冷却ガス削減による航空機エンジン 燃費とCO2排出量の大幅削減

参考文献 T. Yokoi et al., Mater. Lett., 193, 176-178 (2017).
謝辞 本研究は総合科学技術・イノベーション会議のSIP(戦略的イノベーション創造プログラム)
「【革新的構造材料】」(管理法人:JST)の一環として実施したものである



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