航空機および発電用ガスタービンを巡る技術においては，タービン作動温度の高温化によるエネルギー効率の改善と、遮熱コーティングが施されたタービンブレードそのものの長寿命化を図ることが急務となっています。そのためには実際の動作環境に近い条件で遮熱コーティングの寿命を評価する必要があります。
JIS H7851「遮熱コーティングの温度傾斜場での熱 サイル試験法」および ISO 13123 “Test method of cyclic heating for thermal-barrier coatings under temperature gradient”が制定され、標準試験法を用いて遮熱コーティングの熱サイクル剥離寿命を評価できるようにな りました。
当財団では、この標準試験法の普及を図るとともに、安全で簡明な操作性を有する、 熱サイクル剥離寿命試験システムの設計・開発してきました。正確な評価データを与える熱サイクル剥離寿命試験を通して、エネルギー利用の高効率化とそれによる CO2 削減に資するタービンブレードの長寿命化に資することができます。
当財団はTBC熱サイクル評価用試験装置を用いた、遮熱コーティング の耐熱性および熱サイクル剥離試験を実施しております。
【受託中業務】
委託元：一般財団法人ファインセラミックセンター様
「光学特性を制御した革新的遮熱・環境遮蔽システムの基盤構築」
受託期間：R6/11/1～R8/3/31
〔関連受託実績〕
H4/4/1～H6/3/31 委託元：一般財団法人ファインセラミックセンター様
「熱制御の高度化による革新的遮熱コーティングシステムの基盤構築」
上記業務対応のため、関係諸機関の協力を得て装置を製作し試験を実施しております。
併せて、遮熱コーティングのユーザや研究開発機関を対象とした遮熱コーティングの耐熱性および熱サイクル剥離試験の受託もご相談をお受けいたしております。
お気軽にお問い合わせください。022-397-6911 受付時間 9:30-17:00 [ 土・日・祝日除く ]
■試験の概略
コーティング表面をバーナーで加熱し、裏面 を水で冷却することによりコーティング (層)に温度差を与え、
この熱サイクルを所定の回数繰り返し行うことによって耐熱性と熱サイクル剥離寿命を評価します。
試験法の規格; JIS H 7851, ISO 13123 参考文献;A.Kawasaki, R.Watanabe, Engineering Fracture Mechanics 69 (2002) 1713-1728.
■何を計測するか
表面温度、裏面温度を測定することで、コーテング内の温度差、温度勾配を求めます。そこから熱流束、有効熱伝導率を測定します。Acoustic Emission(AE)により、割れや、剥離現象を音響データとして捉え、遮熱性、耐熱性、剥離寿命等を評価します。
試験方法の詳細、サンプル形状についてはJISで規定していますが、コーティング材料、基材の材質、試験情報など、ご不明な点はお問い合わせください。
■実験動画
参考文献等
◉温度傾斜場におけるTBCの耐熱試験法：ISO13123 、熊川、川崎、小野 表面技術Vol.64, No.5 ,2013
◉遮熱コーティングの特性評価試験方法の標準化活動、髙橋 智、高温学会誌 第37巻 第5号 (2011/9)
◉レーザを用いた急速熱サイクル試験による TBC の損傷過程、林,鈴木,荒井,伊藤,樋口,水津 日本機械学会論文集、Vol.86,No.883,2020
