JP3303361B2 - Fiber reinforced super heat resistant alloy - Google Patents
Fiber reinforced super heat resistant alloyInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、次世代ジェットエンジ
ンの燃焼室、タービン動翼、静翼などの材料の候補材の
ひとつである繊維強化超耐熱合金に関するものである。The present invention relates are those concerning the combustion chamber of the next generation jet engines, the turbine blades, the fiber-reinforced superalloy which is one of the candidate materials of the material, such as stator vanes.
【０００２】[0002]
【従来の技術】航空機用ジェットエンジンなどの高温、
高負荷で使用される機器には、一般の材料と違って耐熱
合金、超合金と呼ばれる特殊な金属材料が使用され、そ
の材料としてはＮｉ基耐熱合金、ＯＤＳ合金（酸化物分
散強化 (Oxide Dispersion Strengthening) 合金）とい
ったものがある。2. Description of the Related Art High temperatures such as jet engines for aircraft,
For equipment used under high load, special metal materials called heat-resistant alloys and superalloys are used unlike ordinary materials, such as Ni-based heat-resistant alloys, ODS alloys (Oxide Dispersion Strengthening) alloy).
【０００３】近年はエンジンの高効率化を狙って使用温
度がさらに高くなり、より高温強度の優れた耐熱合金の
研究開発が進められ、例えば次世代ジェットエンジンの
燃焼室、タービン動翼、静翼などの材料の候補材のひと
つとして有望なタングステン繊維強化超耐熱合金（ＦＲ
Ｓ）の研究開発が行われている。[0003] In recent years, the operating temperature has been further increased in order to increase the efficiency of the engine, and research and development of heat-resistant alloys having higher high-temperature strength have been promoted. For example, the combustion chamber, turbine blade, and stationary blade of a next-generation jet engine have been developed. Tungsten fiber reinforced super heat resistant alloy (FR
Research and development of S) are underway.
【０００４】ＦＲＳは、超耐熱合金を強化繊維であるタ
ングステンの高融点で1000℃を越える高温でも強度を失
わない線材などで強化したもので、これによりタービン
翼の耐熱温度を1200℃まで引き上げて効率を高めようと
するものである。[0004] The FRS is a super heat-resistant alloy reinforced with a wire having a high melting point of tungsten, which is a reinforcing fiber, which does not lose its strength even at a high temperature exceeding 1000 ° C. The goal is to increase efficiency.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の繊維
強化超耐熱合金は強化繊維と強化される母材金属とが成
形時や使用時に反応を生じ強度劣化することがあり、強
化繊維を混入した意味がなくなる。これは、母材金属で
ある超耐熱合金に含まれるＮｉなどの元素が拡散して強
化繊維例えばタングステンと反応し、タングステンが再
結晶することによる再結晶温度が下がるからである。こ
のため、強化繊維と超耐熱合金との高温下での相互拡散
を防止するための膜の研究が行われ、例えば幾種類かの
炭化物、酸化物、窒化物を材料として試験が試みられて
いる。しかし、約1150℃の高温条件では膜が割れ・剥離
を生じるために拡散防止効果を示す拡散防止膜は得られ
ず、繊維強化超耐熱合金の高温条件での十分な強度が得
られていないのが現状である。However, in the above-mentioned fiber-reinforced super heat-resistant alloy, the reinforcing fibers and the base metal to be reinforced may react during molding or use to deteriorate the strength. It makes no sense. This is because elements such as Ni contained in the superalloy as a base metal diffuse and react with reinforcing fibers such as tungsten, and the recrystallization temperature is lowered by recrystallization of tungsten. For this reason, research has been conducted on a film for preventing interdiffusion between a reinforcing fiber and a super heat-resistant alloy at a high temperature. For example, some kinds of carbides, oxides, and nitrides have been tested. . However, under high temperature conditions of about 1150 ° C, the film is cracked and peeled, so that a diffusion prevention film exhibiting a diffusion prevention effect cannot be obtained, and the fiber-reinforced super heat-resistant alloy does not have sufficient strength at high temperature conditions. Is the current situation.
【０００６】そこで、本発明は、このような事情を考慮
して成されたものであり、その目的は、高温においても
良好な拡散防止効果を有する繊維強化超耐熱合金を提供
することにある。Accordingly, the present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a fiber-reinforced super heat-resistant alloy having a good diffusion preventing effect even at a high temperature.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、周囲が拡散防止膜で覆われた強化繊維で
超耐熱合金を強化した繊維強化超耐熱合金において、上
記拡散防止膜が、その強化繊維側に位置するジルコニウ
ム層と、超耐熱合金側に位置し、結晶形が立方晶のジル
コニウム系のセラミック層との二層構造からなると共
に、上記強化繊維がトリアを分散させたタングステン線
からなるものである。SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention provides a reinforcing fiber whose periphery is covered with a diffusion preventing film.
In fiber-reinforced super heat-resistant alloy reinforced super heat-resistant alloy,
The zirconium diffusion coating is located on the reinforcing fiber side.
Layer and a cubic crystal zirconia located on the super heat-resistant alloy side.
When it has a two-layer structure with a conium-based ceramic layer,
In addition, a tungsten wire in which the above reinforcing fibers have dispersed tria
It consists of
【０００８】[0008]
【作用】拡散防止膜の外層側を、結晶形が立方晶のジル
コニウムのセラミック層で形成することにより、防止膜
の安定が図れるため、高温で膜が剥がれたり剥離したり
することが無くなり、超耐熱合金に含まれるＮｉなどの
元素が拡散してタングステン等の強化繊維と反応するこ
とがない。従って、高温においても良好な拡散防止効果
を発揮することができる。また、その内層側をジルコニ
ウム層で形成することにより、強化繊維との密着性が良
くなり、より優れた拡散防止効果を発揮することができ
る。さらに上記強化繊維をトリアを分散させたタングス
テン線から形成することにより、タングステンの再結晶
温度が高められ、二次再結晶を抑制することができる。 [Function] By forming the outer layer side of the diffusion prevention film with a zirconium ceramic layer having a cubic crystal form, the prevention film can be stabilized. Therefore, the film does not peel or peel at high temperatures. Elements such as Ni contained in the heat-resistant alloy do not diffuse and react with reinforcing fibers such as tungsten. Therefore, a good diffusion preventing effect can be exhibited even at a high temperature . The inner layer is made of zirconia.
Good adhesion to reinforcing fibers
And can exhibit a better diffusion prevention effect
You. Tungs with the above reinforcing fibers dispersed in tria
Recrystallization of tungsten by forming from ten wire
The temperature is increased, and secondary recrystallization can be suppressed.
【０００９】[0009]
【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面を用いて説
明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
【００１０】図１において、１は繊維強化超耐熱合金
（Fiber Reinforced Superalloy ：ＦＲＳ）を示し、超
耐熱合金２と強化繊維（タングステン線３）との間に
は、超耐熱合金２と強化繊維との高温下での相互拡散を
防止するための拡散防止膜４が設けられている。In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a fiber reinforced superalloy (FRS). Between the superheat resistant alloy 2 and the reinforcing fiber (tungsten wire 3), the super heat resistant alloy 2 and the reinforcing fiber Is provided with a diffusion preventing film 4 for preventing mutual diffusion at a high temperature.
【００１１】拡散防止膜４は、ジルコニウム層５を中間
層としたイットリウム部分安定化ジルコニアからなるセ
ラミック層（ＹＳＺ層）６の二層構造（強化繊維側にジ
ルコニウム層５が位置される構造）であり、その膜厚
は、ジルコニウム層５が0.01〜１μｍ、ＹＳＺ層６が0.
5〜３μｍが望ましい。これは膜厚が厚いと膜にひびが
はいり易くなり、薄いと拡散防止の効果が十分に得られ
ないからである。[0011] diffusion preventing film 4 is made of a zirconium layer 5 from the intermediate layer and the yttrium partially-stabilized zirconia cell
A laminar layer (YSZ layer) 6 has a two-layer structure (a structure in which the zirconium layer 5 is located on the reinforcing fiber side). The thickness of the zirconium layer 5 is 0.01 to 1 μm and the thickness of the YSZ layer 6 is 0.1 μm.
5 to 3 μm is desirable. This is because if the film thickness is large, the film is easily cracked, and if the film thickness is small, the effect of preventing diffusion cannot be sufficiently obtained.
【００１２】ＹＳＺ層６は、ジルコニア（ＺｒＯ2 ）に
イットリウムの酸化物（Ｙ2 Ｏ3 ）を10％程度入れたセ
ラミックで形成されている。これは、ＺｒＯ2 が1000℃
付近に単斜晶に変わる変態点があり、高温で膜が割れた
り剥離したりすることを考慮して、Ｙ2 Ｏ3 を10％程度
入れることにより、図３に示すように結晶形が立方晶に
なり安定化を図れるからである。The YSZ layer 6 is formed of a ceramic in which about 10% of an oxide of yttrium (Y 2 O 3 ) is added to zirconia (ZrO 2 ). This is because ZrO 2 is 1000 ° C
There is a transformation point near monoclinic in the vicinity. Considering that the film is cracked or peeled at high temperature, by adding about 10% of Y 2 O 3 , the crystal form becomes cubic as shown in FIG. This is because it becomes crystalline and can be stabilized.
【００１３】強化繊維としては、トリアを分散させたタ
ングステンの線３が用いられ、その線径は、 0.1〜0.5
ｍｍがよい。トリアを分散させたのは、タングステンの
再結晶温度が高められ、二次再結晶を抑制する効果があ
るからである。As the reinforcing fiber, a tungsten wire 3 in which thoria is dispersed is used, and the wire diameter is 0.1 to 0.5.
mm is better. The reason for dispersing the thoria is that the recrystallization temperature of tungsten is increased and has an effect of suppressing secondary recrystallization.
【００１４】成膜方法としては、イオンプレーティング
法、ＣＶＤ法、スパッタリング法などがあるが、膜の密
着強度が強いイオンプレーティング法が好ましい。As a film forming method, there are an ion plating method, a CVD method, a sputtering method and the like, but an ion plating method having a strong adhesion strength of the film is preferable.
【００１５】図２はイオンプレーティング装置の一例を
示す図であり、図２に示すように、真空容器１０には排
気系１１が接続されている。FIG. 2 shows an example of the ion plating apparatus. As shown in FIG. 2, an exhaust system 11 is connected to the vacuum vessel 10.
【００１６】真空容器１０の内部下方には、蒸着させる
金属又は化合物を収容するルツボ１２が設けられ、その
ルツボ１２には、ルツボ１２内の材料を蒸発させるため
の電子ビーム１３を照射する電子銃１４が設けられてい
る。また、ルツボ１２の近傍には、アルゴンなどの不活
性ガスと酸素を導入するためのガス導入部１５が接続さ
れている。さらに、ルツボ１２の上方には、高周波（例
えば13.56ＭＨｚ）放電によってプラズマ形成させる高
周波コイル１６が配設され、そのプラズマにより蒸発原
子の一部がイオン化あるいは励起される。[0016] Inside the lower vacuum vessel 10, a crucible 12 containing a metal or compound is deposited is provided et al is, in its crucible 12, the electron irradiating an electron beam 13 for evaporating the material in the crucible 12 A gun 14 is provided. A gas introduction unit 15 for introducing an inert gas such as argon and oxygen is connected near the crucible 12. Further, a high-frequency coil 16 for forming a plasma by a high-frequency (for example, 13.56 MHz) discharge is disposed above the crucible 12, and a part of the evaporated atoms is ionized or excited by the plasma.
【００１７】高周波コイル１６の上方には、強化繊維で
ある例えば 210ｍｍの長さのタングステン線が取り付け
られるホルダー１７が図示例では３つ回転自在に支持さ
れている。尚、タングステン線は、必要な長さが例えば
180ｍｍの場合にはそれより長い 210ｍｍのものがホル
ダーに取り付けられる。Above the high-frequency coil 16, three holders 17 to which a tungsten wire, for example, a 210 mm long reinforcing fiber, is attached are rotatably supported in the illustrated example. The required length of the tungsten wire is, for example,
In the case of 180mm, a longer 210mm one is attached to the holder.
【００１８】ホルダー１７には、例えば２０本のタング
ステン線３が周方向に適宜間隔を隔てて取り付けられ、
このホルダー１７を回転させながらタングステン線３の
外周上にルツボ内の材料が蒸着するようになっている。
つまり、タングステン線３の外周上にほぼ均一に蒸着さ
れるならばどのようにタングステン線３をホルダー１７
につけてもよい。また、ホルダー１７の上方には、タン
グステン線３を加熱するためのヒータ１８が配設されて
いる。さらに、ホルダー１７には、タングステン線３に
バイアス電圧が印加されるようにバイアス電源１９が接
続され、必要に応じてタングステン線３にバイアス電圧
を印加し、イオン化した原子を加速させるようにする。For example, 20 tungsten wires 3 are attached to the holder 17 at appropriate intervals in the circumferential direction.
The material in the crucible is deposited on the outer periphery of the tungsten wire 3 while rotating the holder 17.
In other words, if the tungsten wire 3 is deposited almost uniformly on the outer periphery of the tungsten wire 3,
May be attached to. Above the holder 17, a heater 18 for heating the tungsten wire 3 is provided. Further, a bias power supply 19 is connected to the holder 17 so that a bias voltage is applied to the tungsten line 3, and a bias voltage is applied to the tungsten line 3 as necessary to accelerate ionized atoms.
【００１９】さて、真空容器１０内を排気系１１にて真
空引きして所定の圧力にすると共に、アルゴンなどの不
活性ガスなどをガス導入部１５から導入させる。またホ
ルダー１７を回転させながらタングステン線３にバイア
ス電圧を印加すると共にタングステン線３をヒータ１８
により加熱し、かつ、高周波コイル１６によりプラズマ
を形成させる。そして、電子銃１４より電子ビーム１３
を照射してルツボ１２内の材料を蒸発させる。これによ
り、蒸発原子の一部がプラズマによりイオン化あるいは
励起されタングステン線３に付着し、成膜が行われる。The interior of the vacuum vessel 10 is evacuated to a predetermined pressure by an exhaust system 11 and an inert gas such as argon is introduced from a gas introduction unit 15. A bias voltage is applied to the tungsten wire 3 while rotating the holder 17 and the tungsten wire 3 is heated by the heater 18.
And plasma is formed by the high-frequency coil 16. Then, the electron beam 13 is sent from the electron gun 14.
To evaporate the material in the crucible 12. As a result, a part of the evaporated atoms is ionized or excited by the plasma and adheres to the tungsten wire 3 to form a film.
【００２０】この成膜の際、まずジルコニウムを蒸着さ
せ、次にＹ2 Ｏ3 を10％程度入れたＺｒＯ2 を蒸着させ
る。これにより、タングステン線３上にはジルコニウム
層５とＹＳＺ層６が形成され、２層からなる拡散防止膜
４が形成される。In this film formation, zirconium is first deposited, and then ZrO 2 containing about 10% of Y 2 O 3 is deposited. As a result, a zirconium layer 5 and a YSZ layer 6 are formed on the tungsten wire 3, and a two-layer diffusion prevention film 4 is formed.
【００２１】この拡散防止膜４が形成されたタングステ
ン線３の周囲を超耐熱合金２で覆う。この覆う方法とし
ては円筒体状の超耐熱合金２の細い穴にタングステン線
３を挿入するチューブ法とタングステン線３の周囲を超
耐熱合金で巻くバンデージ法とがあり、どちらの方法を
用いてもよい。The periphery of the tungsten wire 3 on which the diffusion preventing film 4 is formed is covered with the super heat-resistant alloy 2. The covering method includes a tube method in which a tungsten wire 3 is inserted into a thin hole of a cylindrical super heat-resistant alloy 2 and a bandage method in which a tungsten wire 3 is wound around a super heat-resistant alloy. Good.
【００２２】そして、タングステン線３の周囲を超耐熱
合金２で覆ったものを何本も束ねて、これを熱間静水圧
加工法（ＨＩＰ）によって加圧処理することにより、繊
維強化超耐熱合金１が形成される。例えば、図５に示す
ように、円筒体状の超耐熱合金２の細い穴７に拡散防止
膜４が形成されたタングステン線３を挿入し、これを何
本も束ねて熱間静水圧加工法（ＨＩＰ）によって加圧処
理することにより、繊維強化超耐熱合金１が形成され
る。Then, a number of wires each having the tungsten wire 3 covered with the super heat resistant alloy 2 are bundled and subjected to pressure treatment by hot isostatic pressing (HIP) to obtain a fiber reinforced super heat resistant alloy. 1 is formed. For example, as shown in FIG. 5, a tungsten wire 3 having a diffusion prevention film 4 formed therein is inserted into a small hole 7 of a cylindrical super heat-resistant alloy 2, and a number of such wires are bundled to form a hot isostatic working method. By performing the pressure treatment by (HIP), the fiber-reinforced super heat-resistant alloy 1 is formed.
【００２３】ＨＩＰは、アルゴンなどの不活性ガスを圧
力媒体とし、高圧（例えば1000kgf/cm2 以上）と高温
（例えば1000℃以上）との相乗効果を利用して加圧処理
することであり図４に示す条件で行われ、あらゆる方向
から均等に圧力加わることから内部欠陥が除去され、組
織が強化し信頼性が高まる。HIP is a process in which an inert gas such as argon is used as a pressure medium, and pressure treatment is performed by utilizing the synergistic effect of high pressure (for example, 1000 kgf / cm 2 or more) and high temperature (for example, 1000 ° C. or more). This is performed under the conditions shown in FIG. 4, and internal pressure is uniformly applied from all directions, thereby removing internal defects, strengthening the tissue and increasing reliability.
【００２４】これによって、超耐熱合金２と強化繊維
（タングステン線３）との間に拡散防止膜４が設けられ
た繊維強化超耐熱合金１が得られる。その拡散防止膜４
は、中間層としてジルコニウム層５が形成されているた
めＹＳＺ層６の密着性がよくなると共に、ＹＳＺ層６
は、ジルコニア（ＺｒＯ2 ）にイットリウムの酸化物
（Ｙ 2 Ｏ3 ）を10％程度入れたセラミックで形成されて
いるために、その結晶形が立方晶であるので、化学的に
安定となる。このため、拡散防止膜４は、温度が高くて
も化学的に安定であると共に、熱衝撃に対して割れを生
じなく、しかも密着性がよいので、超耐熱合金２に含ま
れるＮｉなどの元素が拡散してタングステンと反応する
ことがない。Thus, the super heat-resistant alloy 2 and the reinforcing fiber
(Tungsten wire 3) and diffusion prevention film 4 is provided.
The obtained fiber reinforced super heat resistant alloy 1 is obtained. The diffusion prevention film 4
Has a zirconium layer 5 formed as an intermediate layer.
In addition to improving the adhesion of the YSZ layer 6, the YSZ layer 6
Is zirconia (ZrOTwo) Yttrium oxide
(Y TwoOThree) About 10% made of ceramic
Because the crystal form is cubic,
Become stable. For this reason, the diffusion prevention film 4 has a high temperature.
Is chemically stable and cracks due to thermal shock.
Included in super heat resistant alloy 2
Elements such as Ni diffuse and react with tungsten
Nothing.
【００２５】従って、高温においても良好な拡散防止効
果を有する拡散防止膜４が得られることになり、繊維強
化超耐熱合金１の強度低減を防止することができる。Therefore, a diffusion preventing film 4 having a good diffusion preventing effect even at a high temperature can be obtained, and a decrease in the strength of the fiber reinforced super heat resistant alloy 1 can be prevented.
【００２６】次に本発明の拡散防止膜を有するＦＲＳと
無いＦＲＳについてタングステン繊維の状態を比較す
る。Next, the state of the tungsten fiber is compared between the FRS having the diffusion prevention film of the present invention and the FRS having no diffusion prevention film.
【００２７】強化繊維として例えば直径0.3 ｍｍのタン
グステン線を用いた。As the reinforcing fiber, for example, a tungsten wire having a diameter of 0.3 mm was used.
【００２８】（ａ）拡散防止膜を有するＦＲＳ タングステン線上に拡散防止膜をイオンプレーティング
法により成膜した。(A) FRS having a diffusion prevention film A diffusion prevention film was formed on a tungsten wire by an ion plating method.
【００２９】但し、成膜条件は次の通りである。However, the film forming conditions are as follows.
【００３０】電子銃の加速電圧：６ｋｖ，エミッション
電流：約 400ｍＡ，高周波周波数：13.56ＭＨｚ，高周
波電力： 300ｗ，真空容器の圧力： 6.7×10-2Pa（５×
10-4Torr），導入ガス：Ａｒ80％ Ｏ2 20％，タングス
テン（Ｗ）繊維温度： 400℃，Ｗ繊維長さ： 210ｍｍ
（有効長さ 180ｍｍ），Ｗ繊維本数：20本×３，膜厚：
２μｍ（ジルコニウム層0.01〜1.0 μｍ ＹＳＺ層1.5
〜３μｍ），成膜速度：0.02μｍ／ｍｉｎ この拡散防止膜を形成したタングステン線を円筒体状の
超耐熱合金に挿入し、これを束ねて温度1150℃，圧力 2
00ＭＰａの条件で熱間静水圧加工法（ＨＩＰ）によって
加圧処理することにより、繊維強化超耐熱合金を形成し
た。Acceleration voltage of electron gun: 6 kv, emission current: about 400 mA, high frequency frequency: 13.56 MHz, high frequency power: 300 w, pressure of vacuum vessel: 6.7 × 10 -2 Pa (5 ×
10 -4 Torr), introduction gas: Ar 80% O 2 20%, tungsten (W) fiber temperature: 400 ° C, W fiber length: 210 mm
(Effective length 180mm), W fiber number: 20 × 3, film thickness:
2 μm (Zirconium layer 0.01 to 1.0 μm YSZ layer 1.5
３3 μm), film-forming speed: 0.02 μm / min. The tungsten wire with the diffusion preventing film formed thereon is inserted into a cylindrical super heat-resistant alloy, and bundled to form a 1150 ° C. pressure 2
The fiber-reinforced super heat-resistant alloy was formed by performing a pressure treatment by hot isostatic pressing (HIP) under the condition of 00 MPa.
【００３１】（ｂ）拡散防止膜が無いＦＲＳ タングステン線を穴に挿入した円筒体状の超耐熱合金を
束ね、これを熱間静水圧加工法（ＨＩＰ）によって加圧
処理することにより、繊維強化超耐熱合金を形成した。(B) Fiber reinforced by bundling a cylindrical super heat-resistant alloy having a FRS tungsten wire without a diffusion prevention film inserted into a hole and subjecting the bundle to a pressure treatment by hot isostatic pressing (HIP). A super heat resistant alloy was formed.
【００３２】上述のようにして形成した（ａ）及び
（ｂ）のＦＲＳを1150℃の温度雰囲気の中に24時間放置
した後にタングステン繊維の状態を調べ、その結果を図
６及び図７に示す。図から明らかなように、拡散防止膜
を有する（ａ）のＦＲＳでは、タングステン繊維の再結
晶がみられず、タングステンと超耐熱合金の界面での相
互拡散が防止されている。これに対して、拡散防止膜が
ない（ｂ）では、図に示すように、タングステンと超耐
熱合金の界面に相互拡散部分（反応部分）８が生じてタ
ングステン繊維の再結晶がみられる。After the FRSs (a) and (b) formed as described above were allowed to stand in an atmosphere at a temperature of 1150 ° C. for 24 hours, the state of the tungsten fiber was examined, and the results are shown in FIGS. 6 and 7. . As is clear from the figure, in the FRS having the diffusion prevention film (a), recrystallization of the tungsten fiber was not observed, and mutual diffusion at the interface between tungsten and the super heat-resistant alloy was prevented. On the other hand, in the case (b) without the diffusion prevention film, as shown in the figure, an interdiffusion portion (reactive portion) 8 is formed at the interface between tungsten and the superheat-resistant alloy, and tungsten fibers are recrystallized.
【００３３】したがって、本発明の拡散防止膜を設ける
ことにより、タングステンと超耐熱合金の界面での相互
拡散が防止されて、引張強度が1000ＭＰａ（温度1000
Ｋ）を実現することが可能となり、高温条件での十分な
強度を有する繊維強化超耐熱合金を得られることにな
る。なお、超耐熱合金の引張強度は 850ＭＰａ（温度10
00Ｋ）である。Therefore, by providing the diffusion prevention film of the present invention, mutual diffusion at the interface between tungsten and the super heat-resistant alloy is prevented, and the tensile strength is 1000 MPa (temperature: 1000 MPa).
K) can be realized, and a fiber-reinforced super heat-resistant alloy having sufficient strength under high temperature conditions can be obtained. The tensile strength of the super heat resistant alloy is 850 MPa (temperature 10
00K).
【００３４】[0034]
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、拡散防止
膜を結晶形が立方晶のジルコニウム系のセラミックスで
形成したので、高温においても良好な拡散防止効果を発
揮することができる。また、その内側をジルコニウム層
で形成することにより、強化繊維との密着性が良くな
り、より優れた拡散防止効果を発揮することができる。
さらに上記強化繊維をトリアを分散させたタングステン
線から形成することにより、タングステンの再結晶温度
が高められ、二次再結晶を抑制することができる等とい
った優れた効果を発揮する。According to the above summary the present invention, since the diffusion preventing film crystal form is formed in the cubic zirconium-based ceramics, a good diffusion preventing effect even at high temperatures originating
You can conduct. In addition, a zirconium layer
By forming with, the adhesion with the reinforcing fiber is not good.
Therefore, a more excellent diffusion preventing effect can be exhibited.
Tungsten with thoria dispersed in the above reinforcing fibers
The recrystallization temperature of tungsten by forming from wires
Is increased, and secondary recrystallization can be suppressed.
Demonstrate excellent effect.
【図１】本発明の一実施例を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of the present invention.
【図２】イオンプレーティング装置の一例を示す構成図
である。FIG. 2 is a configuration diagram illustrating an example of an ion plating apparatus.
【図３】酸化ジルコニウム−酸化イットリウムの状態図
である。FIG. 3 is a phase diagram of zirconium oxide-yttrium oxide.
【図４】熱間静水圧加工法の条件を示す図である。FIG. 4 is a view showing conditions of a hot isostatic pressing method.
【図５】繊維強化超耐熱合金の形成を説明するための説
明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining formation of a fiber-reinforced super heat-resistant alloy.
【図６】拡散防止膜を有するＦＲＳのタングステン繊維
の形状を示す図である。FIG. 6 is a view showing a shape of a tungsten fiber of FRS having a diffusion prevention film.
【図７】拡散防止膜が無いＦＲＳのタングステン繊維の
形状を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing the shape of a tungsten fiber of FRS without a diffusion barrier film.
２ 超耐熱合金 ３ タングステン線（強化繊維） ４ 拡散防止膜５ ジルコニウム層５ ６ セラミック層（ＹＳＺ層） 2 super heat resistant alloy 3 tungsten wire (reinforced fiber) 4 diffusion prevention film 5 zirconium layer 5 6 ceramic layer (YSZ layer)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−30725（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−15336（ＪＰ，Ａ) 特公 昭56−46547（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C22C 47/00 - 49/14 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-2-30725 (JP, A) JP-A-64-15336 (JP, A) JP-B-56-46547 (JP, B2) (58) Field (Int.Cl. 7 , DB name) C22C 47/00-49/14
Claims (1)
超耐熱合金を強化した繊維強化超耐熱合金において、上
記拡散防止膜が、その強化繊維側に位置するジルコニウ
ム層と、超耐熱合金側に位置し、結晶形が立方晶のジル
コニウム系のセラミック層との二層構造であると共に、
上記強化繊維がトリアを分散させたタングステン線から
なることを特徴とする繊維強化超耐熱合金。 1. A reinforcing fiber whose periphery is covered with a diffusion preventing film.
In fiber-reinforced super heat-resistant alloy reinforced super heat-resistant alloy,
The zirconium diffusion coating is located on the reinforcing fiber side.
Layer and a cubic crystal zirconia located on the super heat-resistant alloy side.
With a two-layer structure with a conium-based ceramic layer,
The above reinforcing fiber is made from tungsten wire with thoria dispersed
A fiber-reinforced super heat-resistant alloy characterized by becoming.
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| Publication Number | Publication Date |
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| JPH06128667A JPH06128667A (en) | 1994-05-10 |
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