報告書番号

T02030

タイトル（和文）

遮熱コーティングの界面はく離解析法の提案

タイトル（英文）

Proposal of Interface Delamination Analysis Method for Thermal Barrier Coating

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

遮熱コーティングにおけるセラミックコーティングとボンドコーティングとの間の熱酸化層生成は界面の結合強度の低下原因となることが知られている。結合強度の低下は、実用的には熱サイクル、等温暴露、熱－機械的疲労によるコーティングスポーリング、はく離といった重要な損傷を引き起こす。界面き裂の力学は、そのような界面強度を評価するために広く用いられてきた。そこでは、応力場を求めるための数学的取り扱いの難しさのために、完全平面形状の界面が考えられる。しかし、実際の界面強度はアルミニウム拡散による界面酸化成長、さらには波をうった界面形状の影響に支配されている。この報告において、界面間節点をスプリングで結びつけることに基づく界面結合モデルが、熱酸化生成とボンドコーティング変形の両者を考慮したTBCはく離過程を解析するために開発された。開発されたモデルを組み込んだFE解析の4点曲げによるはく離試験への適用が示される。また、界面表面形成までに界面スプリングに蓄えられたエネルギーによって定義されるはく離エネルギーがTBCはく離試験結果に基づいて提案された。

概要 （英文）

Thermally grown oxide layer formation between ceramic coating and bond coating in "Thermal Barrier Coating" is known to cause reduction of interfacial cohesion. These cohesion is practically connected to a serious damage such as coating spalling and delamination due to thermal cycling, prolonged isothermal exposure and thermo-mechanical fatigue. Interface crack mechanics had been used widely to evaluate such interface strength. In that, a perfectly planar interface strength is predominated by the interface oxidation growth by Al diffusion process and effect of wavy interface geometry. In this report, interface delamination process including both of thermally grown oxide formation and bond coating deformation. Application of FE analysis included the developed model to TBC delamination test by four point bending is shown. Also, delamination energy, which is defined by stored energy in interface spring up to interface surface formation, was proposed based on TBC delamination test results.

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