報告書番号

Q04022

タイトル（和文）

遮熱コーティング(TBC)割れとはく離予測のためのTBCモデルの開発 --第2報 TBC基礎的特性の把握とTBCモデルの拡張-

タイトル（英文）

Development of TBC model for estimating coating cracking and delamination-Part 2; Basic properties of TBC and extension of TBC model

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

本報告においては、遮熱コーティング（TBC）のいくつかの基礎的特性とTBCモデルとを示す。TBCの基礎的特性としてセラミックコーティング層の残留応力、繰返し加熱-冷却過程に伴うトップコーティングの皮膜応力の変化、混合モード条件下での界面破壊靭性が調べられる。残留応力はひずみゲージ法で測定され、実験結果から引張の残留応力から時効処理によって圧縮へ変化することがわかった。皮膜応力は、2層薄膜材を用いてたわみ法で測定された。そして、皮膜応力は最低暴露温度から最高暴露温度へ形成される熱ひずみミスマッチによって生成されることが明らかになった。界面破壊靭性がここで開発された二軸負荷試験装置を用いて測定された。そして、TBC材の界面破壊靭性値はモードIIに対する強いモード依存性を有していることがわかった。K１-K2空間における界面破壊クライテリオンが示された。最後に、3次元問題へ適用しうるTBCモデルの拡張が試みられた。TBC損傷評価手順がここで得られたTBCの基礎的特性とTBCモデルによってまとめられた。

概要 （英文）

In this report, some basic properties of thermal barrier coating(TBC) and TBC model are shown. The residual stress in ceramic coating, variation of the coating stress in the top coating layer with cyclic heating-cooling process and the interfacial fracture toughness under a mixed-mode condition as the basic properties of TBC are examined. The residual stress was measured by the strain gage method, and it was found from experimental results that the residual stress with tensile became compressive with aging treatment. The coating stress was measured by deflection method using two thin layer specimen, it was made clear that the coating stress could be generated by thermal strain mismatch formed from minimum exposed temperature to maximum temperature. The interfacial fracture toughness of TBC material has strong mode dependency for mode II. The interfacial fracture criterion in K-K2 space was shown. Finally, extension of TBC model which could be applied to three dimension problem was tried. The procedure of TBC damage assessment was completed with the basic properties of TBC obtained herein and TBC model.

報告者

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