平成29年度評価委員会(計量標準総合センター)評価報告書
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「遮熱コーティングトップコートの熱拡散率の異⽅性評価」(⽬的基礎)ガスタービン高温部材に用いられる遮熱コーティングトップコートについて、•熱伝導性精密評価と異方性確認•熱拡散率精密評価技術実現•熱伝導性と微細組織関係性解明を目指す。研究目的61平成29年度成果遮熱コーティングトップコートについて、•熱拡散率面内方向測定技術を開発•熱拡散率異方性存在を明示•水平方向線状気孔(亀裂)が熱拡散率低下に寄与していることを実証本研究、科研費15K06490 (研究分担者)及び経済産業省平成29年度「省エネルギー等国際標準開発」成果を含みます。タービン翼に生じる温度分布が遮熱コーティング剥がれ一因?⇒温度分布緩和を材料と冷却両面から要検討。0.05.0 x 10-71.0 x 10-61.5 x 10-62.0 x 10-60.01.02.01.02.03.04.05.0熱拡散率 / m2s-1熱拡散率比(面内/板厚)線状気孔の気孔率比(面内/板厚)板厚方向面内方向熱拡散率比HeatHeat↑空気発電機↓排気燃焼室ガスタービンタービン翼•内側空洞で空冷•外側トップコートセラミック材料で遮熱成果リストIF付国際誌1報、学会発表3件(国内2, 海外1)技術開発の要点62「遮熱コーティングトップコートの熱拡散率の異⽅性評価」遮熱コーティング遮熱特性向上によるガスタービンによる発電効率向上、ひいてC2排出量削減へ寄与が期待できる。アウトカムレーザフラッシュ熱拡散率測定技術•平板厚さ方向熱拡散率測定•パルス加熱後温度上昇さから熱拡散率算出•短時間・非接触な測定•簡便かつ高信頼性•温度範囲:室温~1000 ℃5mm・面内方向(本研究)90O回転させて立てる・厚さ方向(従来法)束るパルス加熱(レーザ光)温度変化観測(赤外センサ)パルス加熱(レーザ光)温度変化観測(赤外センサ)測定技術:妥当性確認、束る方法効率化治具:ハンドリング容易な設計、高温まで使用可能、試料と同素材メリット:•同じ測定方法で厚さ方向・面内方向を測定可能(信頼性向上)•試料を束るだけで従来法と同様に精密測定が可能以前課題:束ることに嫌疑•測定結果妥当性が未確認•ハンドリングが面倒解決0.00.51.0024測定値理論式正規化した温度上昇 / arb. units時間 / s0.00.51.0024測定値理論式正規化した温度上昇 / arb. unitsTime / s自立したトップコート(基材から剥離)これまで板厚方向み評価されてきたガスタービン高温部材に用いられる遮熱コーティングに施されるトップコート熱伝導性について、面内方向熱拡散率を評価技術を開発し、異方性評価を実現、トップコートが異方性を有することを実証。- 53 -

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