成果報告書詳細
管理番号20100000002316
タイトル平成21年度成果報告書 遮熱コーティングの健全性評価試験方法に関する標準化事業
公開日2011/1/25
報告書年度2009 - 2009
委託先名財団法人大阪科学技術センター
プロジェクト番号P04002
部署名ナノテクノロジー・材料技術開発部
和文要約 耐熱コーティングの健全性評価試験方法は、耐熱コーティング部品を設計する上で簡便な加熱試験法による相対的な健全性を評価するもので、スクリーニングステップを対象として耐酸化、耐高温腐食特性を考慮したコーティング材料の絞り込みを行うものである。本調査研究はそれを国際標準化(ISO)提案するものであり、平成21年度に実施された。
 耐熱金属基板上に耐酸化・耐高温腐食性に優れるMCrAlY合金をコーティングし、その上に遮熱特性に優れるセラミックスまたは耐食性に優れる金属をトップコーティングしたものである。耐熱コーティングシステム(TBC)の評価試験法としては、JIS H7851とJIS H7852が制定されている。JIS H7851「遮熱コーティングの耐はく離性試験方法」は遮熱コーティングの耐熱衝撃試験と耐熱サイクル試験により、遮熱コーティングの耐はく離性を評価する。一方、JIS H7852「耐酸化金属コーティングの耐はく離性評価試験方法」は耐熱サイクル性試験により、耐酸化性と耐はく離性を評価するものである。委員会は、産学官の各界から当該分野の第一線で活躍されている研究者、技術者を結集した委員で構成されている。
 今年度は、JIS H7851をベースに、それをワーキングドラフト(WD)になるようにISO様式に書き換える。そのWDをISO/TC107(金属および無機皮膜)にNWI(新規作業項目)として提案することを目標とする。海外のPメンバーに対して日本案を事前に説明し、理解と協力ならびにNWI提案に積極的に参加されるよう努める。また、JIS H7852に関しては、実験的裏付けは不足しているため追加試験を行い評価試験方法としての有効性を確認する。
 以上のISO-WDの作成作業とともに、平成21年度において関連学協会および国際会議において学術講演発表を行い、関連分野の技術者や研究者に向けた啓蒙活動も実施した。
 本報告書は上記内容を詳細にまとめたものである。それに加えて平成21年度以降に向けた検討すべき今後の課題やロードマップにしたがって国際標準化へ提案していくシナリオについても言及している。
英文要約Title:The testing method of heat-resistant coatings(FY2009)Final Report
The testing method of heat-resistant coatings is to evaluate the relative durability by means of a simple heating testing method so as to design appropriately the components provided with heat-resistant coatings. The subject testing method aims also at making of a short list of coating materials by taking into account the oxidation resistance and high-temperature corrosion characteristics for the screening step. This research study proposes this testing method to the International Standardization Organization (ISO) and was conducted in 2009, as the NEDO’s project, titled “the survey-research of ISO proposal on testing methods for thermo-mechanical performance of ceramic thermal barrier coatings”.
The thermal barrier coating system (TBC) consists of providing the heat-resistant metallic substrate with MCrAlY alloy coating superior in oxidation and high-temperature corrosion resistances, followed by top coating of the ceramic superior in thermal barrier performance. For the evaluation testing method of TBC, JIS H 7851 and JIS H7852 were established. JIS H 7851, “Testing Methods for measuring thermal cycle resistance and thermal shock resistance for thermal barrier coatings”, is designed to evaluate the resistance to spall by means of the thermal shock resistance test and the cyclic heat-resistant test of TBCs. On the other hand, JIS H 7852, “The Thermal Cycle Resistance Test for Oxidation-resistant Metallic Coating”, is designed to evaluate the oxidation resistance and resistance to spall by means of the cyclic heat-resistant test. The committee consists of members combining researchers and engineers actively working in the front lines of each field from the government, the academic community, and industries.
This year, JIS H 7851 will be used as a basic document to be rewritten into the ISO format so that it can be a working draft (WD). The aim is to propose this WD as NWI (New Work Item) to ISO/TC 107 (Metallic and other Inorganic Coatings). Efforts will be made to explain beforehand the Japanese proposal to overseas P-members to encourage understanding and cooperation as well as positive participation in the proposal of NWI. As regards JIS H 7852 for which experimental endorsement is not enough, the additional test will be made to confirm the validity as the evaluation testing method.
In addition to the ISO-WD preparation work as described above, academic lectures and presentations were made in pertinent institutes and international meetings during the period of 2009 in an attempt to enlighten engineers and researchers in the pertinent fields.
This report summarizes in detail the above-described contents and additionally refers also to the future issues to be reviewed in years after 2009 and to the scenario of proposing to the International Standardization Organization according to the road map of evaluation testing method for TBCs.
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