耐熱材料の開発の現状と展望：耐熱金属間化合物の研究開発の動向

摘要

近年，エネルギー問題あるいは環境問題の高まりの中で，環境に適合し，さらに高効率な輸送機器あるいはエネルギー供給システムの開発が急がれている．航空機エンジンあるいは火力発電にはガスタービンが広く用いられている．ガスタービンテクノロジー分野においては，熱効率を支配する最重要パラメーターとしてτ（最高最低温度比）がある．τはガスタービンの中で最も温度の高いタービン入口温度を最も低い圧縮機入口温度で除した値である．より高温で燃料を燃焼させ，タービン入口温度を上げることにより，エネルギー収支の高効率化をはかることができる．従って，高温に耐えるタービン翼の開発が特に重要である．タービンを含む高温構造材料の特性がシステム全体の特性を左右していると言っても過言ではない．さらに航空宇宙分野においては，耐熱性の他に，軽量であることが求められ，比強度（強度／密度），比剛性（剛性／密度）といった指標が用いられる．今まで，「金属間化合物＝脆い」という認識であったのが，室温で十分な伸びを示す金属間化合物が現れた．他の金属間化合物についても，脆さの原因を追究し，脆さを克服する研究が数多くおこなわれ，成果を挙げてきた．本解説ではまず金属間化合物とは何かから出発し，現在，研究開発されている耐熱金属間化合物について述べる．