JPH06279975A - セラミックコーティング部材とその製造方法 - Google Patents
セラミックコーティング部材とその製造方法Info
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- JPH06279975A JPH06279975A JP5068556A JP6855693A JPH06279975A JP H06279975 A JPH06279975 A JP H06279975A JP 5068556 A JP5068556 A JP 5068556A JP 6855693 A JP6855693 A JP 6855693A JP H06279975 A JPH06279975 A JP H06279975A
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- silicon carbide
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/009—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone characterised by the material treated
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
- C04B41/50—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials
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- C04B41/5027—Oxide ceramics in general; Specific oxide ceramics not covered by C04B41/5029 - C04B41/5051
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- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
- C04B2111/00482—Coating or impregnation materials
- C04B2111/00577—Coating or impregnation materials applied by spraying
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 セラミック基材とそのコーティング層の密着
性が良好となり、高温強度、耐熱性に優れ、耐酸化性、
耐食性が良好な、信頼性の高いセラミックコーティング
部材とその製造方法を提供する。 【構成】 炭化珪素、窒化珪素または炭化珪素分散強化
窒化珪素複合材から選らばれる基材の表面に酸化物を溶
射してコーティング層を形成し、コーティング層表面粗
さとして中心線平均粗さ（記号Ｒａ）が５μｍ以下で、
未溶融粒子の割合が５％以下であるコーティング層を有
するセラミックコーティング部材であり、酸化物の粒径
の上限と下限の範囲は２０μｍ以下で、かつ平均粒径が
１０〜５５μｍとする。
性が良好となり、高温強度、耐熱性に優れ、耐酸化性、
耐食性が良好な、信頼性の高いセラミックコーティング
部材とその製造方法を提供する。 【構成】 炭化珪素、窒化珪素または炭化珪素分散強化
窒化珪素複合材から選らばれる基材の表面に酸化物を溶
射してコーティング層を形成し、コーティング層表面粗
さとして中心線平均粗さ（記号Ｒａ）が５μｍ以下で、
未溶融粒子の割合が５％以下であるコーティング層を有
するセラミックコーティング部材であり、酸化物の粒径
の上限と下限の範囲は２０μｍ以下で、かつ平均粒径が
１０〜５５μｍとする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は耐熱性、耐熱衝撃性、耐
食性に優れたセラミックコーティング部材とその製造方
法に関する。
食性に優れたセラミックコーティング部材とその製造方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、高温で過酷な条件で使用され
る高温構造材料としては窒化珪素、炭化珪素等のセラミ
ック材料が知られている。
る高温構造材料としては窒化珪素、炭化珪素等のセラミ
ック材料が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな窒化珪素あるいは炭化珪素は、高温耐熱材料といえ
ども、これらの材料が高速の流速をもつ燃焼ガスに晒さ
れると、高温酸化、高温腐食等により部材が減肉される
ことが多い。このため、高速の流速をもつ燃焼ガスに晒
される部材については、耐久性を向上するために耐酸化
性を向上させることが重要な課題である。
うな窒化珪素あるいは炭化珪素は、高温耐熱材料といえ
ども、これらの材料が高速の流速をもつ燃焼ガスに晒さ
れると、高温酸化、高温腐食等により部材が減肉される
ことが多い。このため、高速の流速をもつ燃焼ガスに晒
される部材については、耐久性を向上するために耐酸化
性を向上させることが重要な課題である。
【０００４】この課題解決のため高温耐熱材料の基材表
面に酸化物セラミックスを表面コーティングする方法が
提案されるが、この方法によると、基材の表面状態によ
り酸化物セラミックスをコーティングできなかったり、
コーティングできても高温での使用により短時間で剥離
することがある。本発明の目的は、基材とコーティング
層の、密着耐久性が良好で、耐熱性、耐熱衝撃性、耐食
性に優れたセラミックコーティング部材およびその製造
方法を提供することにある。
面に酸化物セラミックスを表面コーティングする方法が
提案されるが、この方法によると、基材の表面状態によ
り酸化物セラミックスをコーティングできなかったり、
コーティングできても高温での使用により短時間で剥離
することがある。本発明の目的は、基材とコーティング
層の、密着耐久性が良好で、耐熱性、耐熱衝撃性、耐食
性に優れたセラミックコーティング部材およびその製造
方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の本発明によるセラミックコーティング部材は、炭化珪
素、窒化珪素、炭化珪素分散強化窒化珪素複合材から選
ばれる基材の表面に酸化物を溶射し、形成されたコーテ
ィング層の表面粗さとして、中心線平均粗さ（記号Ｒ
ａ）が５μｍ以下で、未溶融粒子の割合が５％以下であ
るコーティング層を有することを特徴とする。ここで未
溶融粒子とは、被覆材料である酸化物粒子が溶融せず被
覆層中に形骸を示すものである。
の本発明によるセラミックコーティング部材は、炭化珪
素、窒化珪素、炭化珪素分散強化窒化珪素複合材から選
ばれる基材の表面に酸化物を溶射し、形成されたコーテ
ィング層の表面粗さとして、中心線平均粗さ（記号Ｒ
ａ）が５μｍ以下で、未溶融粒子の割合が５％以下であ
るコーティング層を有することを特徴とする。ここで未
溶融粒子とは、被覆材料である酸化物粒子が溶融せず被
覆層中に形骸を示すものである。
【０００６】前記セラミックコーティング部材の製造方
法は、炭化珪素、窒化珪素、炭化珪素分散強化窒化珪素
複合材から選択し、基材の表面を機械加工、熱処理また
は化学的処理し、次いで平均粒径（記号Ｄ50% ）が１０
〜５５μｍで、粒径の上限と下限の範囲が２０μｍ以下
である酸化物を基材の表面に溶射し、酸化物をコーティ
ングする。
法は、炭化珪素、窒化珪素、炭化珪素分散強化窒化珪素
複合材から選択し、基材の表面を機械加工、熱処理また
は化学的処理し、次いで平均粒径（記号Ｄ50% ）が１０
〜５５μｍで、粒径の上限と下限の範囲が２０μｍ以下
である酸化物を基材の表面に溶射し、酸化物をコーティ
ングする。
【０００７】前記酸化物は、アルミナ、ムライト、ジル
コン、ジルコニア、イットリアから選ばれる１種以上で
ある。前記酸化物は、例えばプラズマ溶射により基材の
表面に薄膜形成される。前記酸化物の平均粒径（記号Ｄ
50% ）を１０〜５５μｍとした理由は、１０μｍ未満で
は、酸化物が軽いため、溶射時に均質なコーティング層
を形成することができない。また、５５μｍを超える場
合には、未溶融酸化物や酸化物の重さにより均質なコー
ティング層を形成することができないためである。
コン、ジルコニア、イットリアから選ばれる１種以上で
ある。前記酸化物は、例えばプラズマ溶射により基材の
表面に薄膜形成される。前記酸化物の平均粒径（記号Ｄ
50% ）を１０〜５５μｍとした理由は、１０μｍ未満で
は、酸化物が軽いため、溶射時に均質なコーティング層
を形成することができない。また、５５μｍを超える場
合には、未溶融酸化物や酸化物の重さにより均質なコー
ティング層を形成することができないためである。
【０００８】
【発明の作用および効果】本発明のセラミックコーティ
ング部材の製造方法によると、コーティング前のセラミ
ック基材の表面を適正な面粗さにし、この粗面化された
基材表面に粒径ののそろった酸化物をコーティングする
ため、セラミック基材とコーティング層の密着性が高い
セラミックコーティング部材が得られる。
ング部材の製造方法によると、コーティング前のセラミ
ック基材の表面を適正な面粗さにし、この粗面化された
基材表面に粒径ののそろった酸化物をコーティングする
ため、セラミック基材とコーティング層の密着性が高い
セラミックコーティング部材が得られる。
【０００９】このセラミックコーティング部材による
と、コーティング層の高温での酸化性、腐食性が大幅に
改善され、信頼性が高いセラミックコーティング部材が
得られる。
と、コーティング層の高温での酸化性、腐食性が大幅に
改善され、信頼性が高いセラミックコーティング部材が
得られる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。試験片寸
法幅５ｍｍ、厚さ３ｍｍ、長さ５０ｍｍの窒化珪素基材
の表面を粗面化後、プラズマ溶射により基材表面にジル
コンをコーティングする。次に、ジルコンコーティング
した窒化珪素基材を幅５ｍｍ、厚さ３ｍｍ、長さ５ｍｍ
に切断し、断面を加工して耐久評価を行なった。耐久評
価は、大気中において温度１４００℃で３００時間熱処
理した後、コーティング層表面にビッカース圧子を荷重
５０ｋｇで１５秒間圧入し基材のコーティング層剥離面
積の割合を測定した。ジルコンの粒径、コーティング層
表面粗さ、コ−ティング層表面の未溶融粒子の割合、お
よび測定結果を表１に示す。なお、表１中において、未
溶融粒子の割合は、試料の断面を研磨し走査型電子顕微
鏡（ＳＥＭ）により断面の未溶融粒子の割合を測定した
結果を示し、剥離率は圧子を圧入した箇所を含む２５ｍ
ｍ2 中の剥離面積の割合を示す。
法幅５ｍｍ、厚さ３ｍｍ、長さ５０ｍｍの窒化珪素基材
の表面を粗面化後、プラズマ溶射により基材表面にジル
コンをコーティングする。次に、ジルコンコーティング
した窒化珪素基材を幅５ｍｍ、厚さ３ｍｍ、長さ５ｍｍ
に切断し、断面を加工して耐久評価を行なった。耐久評
価は、大気中において温度１４００℃で３００時間熱処
理した後、コーティング層表面にビッカース圧子を荷重
５０ｋｇで１５秒間圧入し基材のコーティング層剥離面
積の割合を測定した。ジルコンの粒径、コーティング層
表面粗さ、コ−ティング層表面の未溶融粒子の割合、お
よび測定結果を表１に示す。なお、表１中において、未
溶融粒子の割合は、試料の断面を研磨し走査型電子顕微
鏡（ＳＥＭ）により断面の未溶融粒子の割合を測定した
結果を示し、剥離率は圧子を圧入した箇所を含む２５ｍ
ｍ2 中の剥離面積の割合を示す。
【００１１】
【表１】
【００１２】表１の結果から、耐久性の高い部材の特徴
は、窒化珪素表面にコーティングしたジルコンの粒径に
よるものではなく、粒径の上限と下限の範囲が２０μｍ
以下のものであった。すなわち、粒子のそろったジルコ
ンをプラズマ溶射すると、耐久性が向上するほか、未溶
融粒子の割合が減少し、コーティング層表面が滑らかに
なることが判る。
は、窒化珪素表面にコーティングしたジルコンの粒径に
よるものではなく、粒径の上限と下限の範囲が２０μｍ
以下のものであった。すなわち、粒子のそろったジルコ
ンをプラズマ溶射すると、耐久性が向上するほか、未溶
融粒子の割合が減少し、コーティング層表面が滑らかに
なることが判る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 廣道 三重県四日市市浮橋１丁目11番地の１ (72)発明者 高橋 知典 愛知県知多市新舞子字北畑151番地
Claims (3)
- 【請求項１】 炭化珪素、窒化珪素、炭化珪素分散強化
窒化珪素複合材から選ばれる基材の表面に酸化物を溶射
し、形成されたコーティング層の表面粗さとして、中心
線平均粗さ（記号Ｒａ）が５μｍ以下で、未溶融粒子の
割合が５％以下であるコーティング層を有することを特
徴とするセラミックコーティング部材。 - 【請求項２】 炭化珪素、窒化珪素、炭化珪素分散強化
窒化珪素複合材から選択し、基材の表面を機械加工、熱
処理または化学的処理し、次いで平均粒径（記号Ｄ
50% ）が１０〜５５μｍで、粒径の上限と下限の範囲が
２０μｍ以下である酸化物を基材の表面に溶射すること
を特徴とするセラミックコーティング部材の製造方法。 - 【請求項３】 請求項１および２記載の酸化物は、アル
ミナ、ムライト、ジルコン、ジルコニア、イットリアか
ら選ばれる１種以上であることを特徴とする請求項１ま
たは２記載のセラミックコーティング部材とその製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5068556A JP3069462B2 (ja) | 1993-03-26 | 1993-03-26 | セラミックコーティング部材とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5068556A JP3069462B2 (ja) | 1993-03-26 | 1993-03-26 | セラミックコーティング部材とその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06279975A true JPH06279975A (ja) | 1994-10-04 |
| JP3069462B2 JP3069462B2 (ja) | 2000-07-24 |
Family
ID=13377158
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5068556A Expired - Fee Related JP3069462B2 (ja) | 1993-03-26 | 1993-03-26 | セラミックコーティング部材とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3069462B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0796929A1 (en) * | 1996-03-21 | 1997-09-24 | United Technologies Corporation | Abrasive Seal coatings |
| JP2001278685A (ja) * | 2000-01-24 | 2001-10-10 | Toshiba Ceramics Co Ltd | 炭化珪素部材およびその製造方法 |
| JP2002316874A (ja) * | 2001-04-17 | 2002-10-31 | Tokai Konetsu Kogyo Co Ltd | 炭化珪素質高温構造材料およびその製造方法 |
| KR100913116B1 (ko) * | 2002-04-04 | 2009-08-19 | 토소가부시키가이샤 | 석영유리 용사부품 및 그 제조방법 |
| JP2012248886A (ja) * | 2000-12-29 | 2012-12-13 | Lam Research Corporation | プラズマエッチング反応器及びその構成部品並びに半導体基板を処理する方法 |
| US8470418B2 (en) | 2005-09-06 | 2013-06-25 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Exhaust pipe for internal combustion engine, and internal combustion engine and transportation apparatus incorporating the same |
-
1993
- 1993-03-26 JP JP5068556A patent/JP3069462B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0796929A1 (en) * | 1996-03-21 | 1997-09-24 | United Technologies Corporation | Abrasive Seal coatings |
| JP2001278685A (ja) * | 2000-01-24 | 2001-10-10 | Toshiba Ceramics Co Ltd | 炭化珪素部材およびその製造方法 |
| JP4743973B2 (ja) * | 2000-01-24 | 2011-08-10 | コバレントマテリアル株式会社 | 電子部品焼成用炭化珪素部材 |
| JP2012248886A (ja) * | 2000-12-29 | 2012-12-13 | Lam Research Corporation | プラズマエッチング反応器及びその構成部品並びに半導体基板を処理する方法 |
| JP2002316874A (ja) * | 2001-04-17 | 2002-10-31 | Tokai Konetsu Kogyo Co Ltd | 炭化珪素質高温構造材料およびその製造方法 |
| KR100913116B1 (ko) * | 2002-04-04 | 2009-08-19 | 토소가부시키가이샤 | 석영유리 용사부품 및 그 제조방법 |
| US8470418B2 (en) | 2005-09-06 | 2013-06-25 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Exhaust pipe for internal combustion engine, and internal combustion engine and transportation apparatus incorporating the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3069462B2 (ja) | 2000-07-24 |
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