報告書番号

H11004

タイトル（和文）

テラヘルツ波を用いたガスタービン用遮熱コーティングの非破壊検査技術の開発（第2報）―トップコート膜厚測定への反射測定法の適用と空間分解能の評価―

タイトル（英文）

Development of nondestructive inspection technology of thermal barrier coatings for gas turbines using terahertz waves (part 2) -Topcoat thickness measurement and evaluation of spatial resolution-

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

テラヘルツ波の反射測定のみを用いて遮熱コーティング(TBC)のトップコートの屈折率と膜厚を求める手法を開発した。本手法はトップコート表面からの反射波，トップコートとボンドコートの界面からの反射波，および同界面からの多重反射波の振幅の相対値に基づくものである。本手法をイットリア安定化ジルコニア(YSZ)サンプルに適用した結果，求めた厚さは触針型厚さ計による実測値と，屈折率は時間領域テラヘルツ分光法による透過測定結果と概ね一致した。テラヘルツ波を用いた平面分布計測の空間分解能を評価した結果，サンプル表面においては0.63mm，厚さ1.25mmのYSZサンプルを透視した場合は1mm程度であることが分かった。また，トップコート下に大きさ1mm×1mmの模擬欠陥を施したTBCサンプルを計測した結果，界面からの反射波の振幅分布から欠陥を識別できた。これらの結果はテラヘルツ波を用いたトップコート下における欠陥検出の可能性を示すものである。

概要 （英文）

A method to determine the refractive index and thickness of the topcoat of thermal barrier coatings (TBC) based solely on the reflected waveform of terahertz (THz) waves was developed. The method is based on the relative amplitudes of the wave reflected from the topcoat surface, the wave reflected from the interface between the topcoat and bondcoat, and the multiply reflected wave from the interface. Application of the method to yttiria stabilized zirconia (YSZ) samples resulted in reasonable agreement with the actual thickness measured by a thickness gauge and the refractive index obtained by time domain THz spectroscopy in a transmission configuration. In addition, the spatial resolution of THz imaging was evaluated using a test pattern, which showed that surface features larger than 0.63 mm can be detected. Surface features under a YSZ sample of thickness 1.25 mm could be identified from the spatial distribution of the wave reflected from the back side of the YSZ sample. THz imaging could successfully detect an artificial defect of 1mm x 1mm under the topcoat in a TBC sample. The results showed the possibility of identification of surface defects under the topcoat using THz waves.

報告者

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