ZrO_2／サーメット二層溶射皮膜の剥離機構の検討（SO_2がCr_3C_2-NiCrサーメット下地層に及ぼす影響）

摘要

Cr_3C_2-NiCrサーメット下地膜を有する8％Y_2O_3安定化ZrO_2溶射皮膜を，高温で酸素濃度が低くSO_2を含む雰囲気において実用に供すると，皮膜の大規模な剥離が生じた．この剥離は二層の界面を中心に生じており，剥離面には硫黄が検出された．ここでは，この剥離機構を知るために種々の試験を行った．窒素に2000ppmのSO_2を添加した雰囲気への暴露試験では，溶射試料の二層界面にはCr硫化物が層状に生成し，Cr_3C_2粉末はNi-Cr粉末などに比べて硫化物を生成し易いことが明らかになった．何れの場合にも，Cr硫化物は酸化物と共存しており，このことは熱平衡計算からの予測とも一致した．これらの結果から，本二層皮膜の剥離は，①低酸素雰囲気であるため，Cr_3C_2粒子はSO_2が分解して生じる酸素により酸化する．②酸素が消費されつくすと，Cr_3C_2粒子の一部は硫化する．③Cr_3C_2の分解に起因したCOの影響により，①，②の反応が加速する．の機構によって生じることが明らかになった．