プレスリリース JFCC Home Link Site Map English
受託研究 試験評価 機器利用 技術相談 標準物質 賛助会員
センター紹介 研究開発 材料技術研究所 ナノ構造研究所 広報活動 アクセスマップ
プレスリリース

<< 戻る 2017年6月28日


次世代航空機エンジン用CMCの耐環境性セラミックスコーティング 〜日本唯一のダブル電子ビーム蒸着装置を用いて組成・組織の精密制御を実現〜

本研究の【概要詳細

1.現状
航空機エンジンの燃費を改善しCO2排出量を大幅に削減するためには、高圧タービンなどのホットセクション部材の軽量化と耐熱性向上が不可欠。これらを達成するための新しい材料として期待されているのが、SiC繊維強化SiCマトリックス複合材料(注1)(以後、CMCと称す)。
CMCは現用のNi基系超合金より軽量で耐熱性に優れるが、高温の燃焼ガス環境下においては酸素や水蒸気による酸化を伴う蒸発により減肉することが問題。そのため、CMCを適用するためには、耐環境性コーティング(EBC:Environmental Barrier Coating)(注2)が不可欠。
EBCには酸素遮蔽性、水蒸気遮蔽性、並びに、耐熱衝撃性が必要。
EBC候補材料である複合酸化物(YbシリケートやAlシリケート)は、高温における蒸発のしやすさが、その構成成分により大きく異なる。そのため、複合酸化物と同じ組成の原料を用いるコーティングでは、得られる層の組成制御が困難である点が課題。


2.本研究の成果
ダブル電子ビームを用いた蒸着法により先述の組成制御の問題を解決(図1: ダブル電子ビームを用いた蒸着装置の概略)。*セラミックコーティングが可能な大出力ダブル電子ビームを備えた蒸着装置は国内唯一。
コーティング形成時に基板を加熱することにより、成膜直後の状態で結晶性のYbシリケートやAlシリケート層を得ることに成功。
また、基板加熱により表面拡散を促進し、緻密なAlシリケート層やYbシリケート傾斜組成層の形成に成功。
高速成膜により、配向した柱状セグメント構造を有するYbシリケート層を形成(図2)。

図1. ダブル電子ビームを用いた蒸着装置の概略 図2. 柱状セグメント構造を有するYbシリケート層


3.今後の展開
EBC構成層の積層化による優れた環境遮蔽性の発現。
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向上とCO2排出量の削減への貢献。


※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す。
※本成果の一部は2017年2月3日に「Materials Letters」誌に掲載されました。


本研究の詳細はこちら
<< 戻る

内容に関するお問合せは下記まで。

お問合せ先
〒456-8587 名古屋市熱田区六野二丁目4番1号
(一財) ファインセラミックスセンター 研究企画部
TEL 052-871-3500
FAX 052-871-3599
e-mail:ressup@
(※メール発信は@の後ろに jfcc.or.jp を付けて送付ください)
研究担当者
材料技術研究所 高信頼性材料グループ 横井太史

Copyright (c) by Japan Fine Ceramics Center All rights reserved.