R-18
2019

電子ビームPVD法による保護膜の
組織形成に及ぼす基板表面粗さの影響

次世代航空機エンジン用SiC_f/SiC_m材料の耐久性向上に不可欠な保護膜（EBC）の性能は、コーティングの組織・組成に強く影響を受ける。特に、コーティングの厚さ方向への貫通き裂は環境遮蔽性を大きく低下させる懸念がある。

・貫通き裂の発生源を特定
・貫通き裂が発生しない表面粗さを組織観察結果から算出
・基板表面を研磨して表面粗さの低減による貫通き裂の抑制効果を検証

・	貫通き裂が発生する表面粗さの閾値を組織観察結果から見出した。
・	基板表面を研磨して表面粗さを低減し、貫通き裂を減少させることで、保護膜の環境遮蔽性を向上できることを明らかにした。

コーティングの貫通き裂

コーティング組織の定量評価
（SEM断面写真から判別できたサブミク
ロン以上の幅のき裂を対象に計算）

1μm以下:貫通き裂は発生しない。
3μm以上:全てで貫通き裂発生

・	環境遮蔽性に優れる多機能コーティング
・	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の向上と CO₂排出量の大幅削減

・T. Yokoi et al., Mater. Lett., 193, (2017) 176-178.
・特許第6442597号

謝辞

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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）によって実施したものである。

新時代の扉を開く革新的・材料開発／解析技術