JIS H 8455:2022 遮熱コーティングの線膨張係数測定方法

                                                                                   H 8455 : 2022

pdf 目 次

ページ

•  序文・・・・[1]
•  1 適用範囲・・・・[1]
•  2 引用規格・・・・[1]
•  3 用語及び定義・・・・[2]
•  4 原理・・・・[3]
•  5 測定装置及び支持ジグ・・・・[3]
•  5.1 測定装置・・・・[3]
•  5.2 支持ジグ・・・・[4]
•  6 試験片及び参照試験片・・・・[4]
•  6.1 試験片・・・・[4]
•  6.2 参照試験片・・・・[5]
•  7 測定方法・・・・[5]
•  8 報告・・・・[6]
•  附属書A(参考)トップコートの線膨張係数測定例・・・・[7]
•  附属書JA(参考)α-アルミナの線膨張特性値・・・・[9]
•  附属書JB(参考)JISと対応国際規格との対比表・・・・[10]

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――――― [JIS H 8455 pdf 1] ―――――

           H 8455 : 2022

まえがき

  この規格は,産業標準化法第16条において準用する同法第12条第1項の規定に基づき,一般財団法人
大阪科学技術センター(OSTEC)及び一般財団法人日本規格協会(JSA)から,産業標準原案を添えて日
本産業規格を改正すべきとの申出があり,日本産業標準調査会の審議を経て,経済産業大臣が改正した日
本産業規格である。これによって,JIS H 8455:2010は改正され,この規格に置き換えられた。
  この規格は,著作権法で保護対象となっている著作物である。
  この規格の一部が,特許権,出願公開後の特許出願又は実用新案権に抵触する可能性があることに注意
を喚起する。経済産業大臣及び日本産業標準調査会は,このような特許権,出願公開後の特許出願及び実
用新案権に関わる確認について,責任はもたない。

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                                      日本産業規格                            JIS
                                                                              H 8455 : 2022

遮熱コーティングの線膨張係数測定方法

Measurement of the linear thermal expansion coefficient of thermal barrier coatings

序文

  この規格は,2020年に第1版として発行されたISO 22680を基とし,我が国の市場の実態に整合させる
ため,技術的内容を変更して作成した日本産業規格である。
  なお,この規格で,附属書JAは,対応国際規格にはない事項である。また,点線の下線を施してある
箇所は,対応国際規格を変更している事項である。技術的差異の一覧表にその説明を付けて,附属書JBに
示す。

1 適用範囲

  この規格は,溶射によって基材上に被覆する遮熱コーティングを構成する,セラミックスのトップコー
トの線膨張係数の測定方法について規定する。
  注記1 この遮熱コーティングは,主にガスタービンの高温部品に施される。
  注記2 この規格の対応国際規格及びその対応の程度を表す記号を,次に示す。
          ISO 22680:2020,Metallic and other inorganic coatings−Measurement of the linear thermal expansion
              coefficient of thermal barrier coatings(MOD)
            なお,対応の程度を示す記号“MOD”は,ISO/IEC Guide 21-1に基づき,“修正している”こ
          とを示す。

2 引用規格

  次に掲げる引用規格は,この規格に引用されることによって,その一部又は全部がこの規格の要求事項
を構成している。これらの引用規格は,その最新版(追補を含む。)を適用する。
    JIS B 7502 マイクロメータ
      注記 対応国際規格における引用規格 : ISO 3611,Geometrical product specifications (GPS)−
            Dimensional measuring equipment: Micrometers for external measurements−Design and metrological
             characteristics
    JIS R 1618 ファインセラミックスの熱機械分析による熱膨張の測定方法
    JIS Z 8401 数値の丸め方

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H 8455 : 2022

3 用語及び定義

  この規格で用いる主な用語及び定義は,次による。
3.1
遮熱コーティング,TBC(thermal barrier coating)
  高温部品を構成する基材が,燃焼ガスによって温度上昇することを抑制するために施すコーティング
  注釈1 基材の表面に施すボンドコートと,ボンドコートに被覆する高融点かつ低熱伝導率のセラミッ
          クスを用いたトップコートとの2層から成る(図1参照)。
  (出典 : JIS H 8451:2021の3.1を変更)
                              図1−遮熱コーティングの断面の模式図
3.2
線膨張(linear thermal expansion)
  試験片の温度をTAからTBに変化させ,試験片の長さがLAからLBに変化したとき,その温度変化によ
る試験片の長さの変化量(=LB−LA)を室温における試験片の長さ(L0)で除した値
  注釈1 線膨張は,式(1)によって求められる。
                              LB LA
                         BA

(pdf 一覧ページ番号 )

                                L0
                       ここで,      εB−A :  線膨張(−)
                                        L0 :  室温における試験片の長さ(mm)
                                        LA :  温度TAにおける試験片の長さ(mm)
                                        LB :  温度TBにおける試験片の長さ(mm)
  [出典 : JIS R 1618:2002の3.c)を変更]
3.3
平均線膨張係数(mean linear thermal expansion coefficient)
  線膨張を,試験片の温度の変化量(=TB−TA)で除した値
  注釈1 平均線膨張係数は,式(2)から求められる。
                                    BA
                           TBA           (2)
                                 TB TA
                       ここで,     TBA  :  温度TAと温度TBの間の平均線膨張係数(℃−1)
                                       εB−A :  線膨張(−)
                                         TA :  状態Aにおける試験片の温度(℃)
                                         TB :  状態Bにおける試験片の温度(℃)

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                                                                                             3
                                                                                   H 8455 : 2022
                                      TB−A :  温度TAと温度TBの平均温度[=(TB+TA)/2](℃)
  注釈2 この規格では,線膨張係数は,平均線膨張係数を指す。
  注釈3 TB→TAの極限での平均線膨張係数を,TAにおける瞬間線膨張係数という。
  [出典 : JIS R 1618:2002の3.d)を変更]

4 原理

  溶射によるセラミックスのトップコートは,溶融又はそれに近い状態の溶射粒子を吹き付け,急冷·固
化させて作製するため,その組織はセラミックスの焼結体に比べて不安定である。そのため,溶射したま
まのトップコートの線膨張は,その後の数回の加熱サイクルの間は安定化しない。したがって,繰返し測
定を行うことによって組織を徐々に安定化させ,再現性のある安定した平均線膨張係数を求める。
  平均線膨張係数を決定する基本手順を,図2に示す。規定の温度範囲内で線膨張を繰返し測定し,測定
回数に対する平均線膨張係数の変化率が終了判定の条件を満足したときに,測定終了とする。
                             図2−平均線膨張係数を決定する基本手順

5 測定装置及び支持ジグ

5.1 測定装置

  線膨張の測定装置は,一定の試験力を負荷した状態の試験片の温度を一定のプログラムによって変化さ
せながら,試験片の長さ変化を測定可能な装置とする。測定装置の代表的構成の例を,図3のa)に示す。
  測定装置は,試験片部,変位検出部,試験力負荷部,温度設定部及び記録部から構成され,JIS R 1618の
附属書の2.1(装置の構成)による。検出棒及び試験片ホルダの材質は,純度99 %以上のα-アルミナが望
ましい。

――――― [JIS H 8455 pdf 5] ―――――

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