熱特性試験方法: 多層モデルを適用したレーザフラッシュ法によるTBC熱伝導率

摘要

本稿では，基材と一体化している遮熱コーティングの熱伝導率を評価する方法についてまとめた。近年，ガスタービンの高効率化を目指した遮熱コーティングの開発が進められている。特に，最近では，自立が難しい皮膜が開発されたり，基材と皮膜間の熱抵抗が注目されたりして，多層材料の状態での熱伝導評価が求められている。ラプラス空間で解析式を導出した多層モデルを用いることで，フラッシュ法により，多層材料を測定することが可能となった。現在では，JIS H 8453として知られているが，既存のフラッシュ法の測定装置で，多層材料の試験片を従来通り測定し，そこで得た見かけの熱拡散率から面積熱拡散時間を求めて，式(11)や式(13)を用いることによって，基材と一体化した試験片から未知層の熱拡散率を推定することができる。既存装置を生かすことができるので，実用的であり，測定を実施する立場および測定結果を使用する立場の両方に有益である。現在では，JIS H 8453を基にしたISOの提案が進められている。現状では，分解能や使用温度範囲の課題があり，今後も引き続き研究が必要である。