テラヘルツ波の利用による耐熱コーティング材の界面損傷評価技術の開発

利用太赫兹波开发耐热涂层材料界面损伤评价技术

基本信息

批准号：
20656121
负责人：
渡邊誠
金额：
$ 2.24万
依托单位：
National Institute for Materials Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2010
项目状态：
已结题

项目摘要

【目的】近年、実用化のめどがたってきたテラヘルツ帯の電磁波(0.1～10THz)には、繊維強化プラスチックス(FRP)やセラミックスといった非金属や無極性物質を透過するという特徴が有り、透過率や反射率の違いを利用することにより材料の非破壊検査手法としての利用が期待できる。本研究では、この最新のテラヘルツ技術を用いて、従来、非破壊評価法の決め手を欠くセラミックス耐熱コーティング材の界面はく離や、その物性変化検出の可能性を検討し、そのために必要な要素技術(学問的、工学的な課題)を明らかにすることを目的としている。【平成22年度の成果】今年度の研究では、昨年度までの基材表面に凹凸加工を施し人工欠陥を模擬したものとは異なり、実際に耐熱コーティング皮膜をはく離破壊させ、そのはく離の検出を試みた。さらに、NiCoCrAlYボンドコートをインコネル基材上に成膜したサンプルを準備し、1100度にて高温保持によりアルミナ酸化物をボンドコート表面に成長させた。このアルミナ酸化物は耐熱コーティング材のはく離発生を支配する大きな因子であることから、その検出をテラヘルツ波により試みた。実際に、セラミック耐熱コーティングと基材界面で生じたはく離を明瞭に検出することができ、画像解析により数100μm程度の大きさのはく離は検出可能であった。一方で、界面に成長したアルミナ酸化物の検出は容易ではなく、今後、検出感度や分解能のさらなる向上を図る必要があることが明らかとなった。

[目的]近年来一直在实际使用过程中的Terahertz带中的电磁波（0.1至10 THz）具有传播非金属和非极性材料的特征，例如光纤塑料塑料（FRP）和陶瓷，以及通过在构造方面的差异来实现差异，可以将其用于构造的差异。这项研究旨在利用这项最新的Terahertz技术来检测陶瓷耐热涂层材料的脱皮的可能性，这些涂层以前缺乏无损评估方法的决定性，并阐明必要的元素技术（学术和工程问题）。 [2010年的结果]今年的研究表明，与底物表面进行不均匀的表面以模拟去年的人工缺陷不同，直到去年，实际上已经剥离了耐热涂层并检测到剥落。此外，制备了一个样品，其中将尼古地键涂层沉积在inconel底物上，并通过将高温保持在1100°C的情况下生长在键层表面上。由于这种氧化氧化铝是控制耐热涂料脱皮的主要因素，因此尝试使用Terahertz波来检测它。实际上，可以清楚地检测到在陶瓷耐热涂层和底物界面上发生的剥离，并且可以通过图像分析检测到大约几百μM的剥离。另一方面，已经揭示了在界面上生长的氧化铝的检测并不容易，并且将来需要进一步改善检测敏感性和分辨率。