(57)【要約】【課題】遮熱コーティング法及び遮熱コーティング膜並びにタービン部材において、遮熱性と熱サイクル耐久性と耐エロージョン性の向上を図る。【解決手段】母材２２上に金属結合層としてのアンダーコート層２３を形成するステップと、アンダーコート層２３上にセラミックを含む緻密縦割れコート層２４を形成するステップとを有し、溶射粉末の粒度のメジアン径をＤ５０＝１．０μｍ〜１．５μｍに設定し、溶射粉末に溶媒を混合した懸濁液を用いてサスペンションプラズマ溶射して緻密縦割れコート層２４を形成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
母材上に金属結合層としてのアンダーコート層を形成するステップと、
前記アンダーコート層上にセラミックを含む緻密縦割れコート層を形成するステップと、
を有し、
溶射粉末の粒度のメジアン径をＤ５０＝１．０μｍ〜１．５μｍに設定し、前記溶射粉末に溶媒を混合した懸濁液を用いてサスペンションプラズマ溶射することで、前記緻密縦割れコート層を形成する、
ことを特徴とする遮熱コーティング法。
【請求項２】
前記サスペンションプラズマ溶射時の溶射距離を６５ｍｍ〜７５ｍｍに設定することを特徴とする請求項１に記載の遮熱コーティング法。
【請求項３】
前記溶媒を水に設定することを特徴とする請求項２に記載の遮熱コーティング法。
【請求項４】
前記アンダーコート層と前記緻密縦割れコート層との間に、前記溶射粉末を用いてプラズマ溶射することでポーラス形状のトップコート層を形成することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の遮熱コーティング法。
【請求項５】
粒度のメジアン径がＤ５０＝１．０μｍ〜１．５μｍに設定された溶射粉末と、溶媒としての水を混合した懸濁液を用いて形成されることを特徴とする遮熱コーティング膜。
【請求項６】
表面に請求項５に記載の遮熱コーティング膜が設けられることを特徴とするタービン部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、ガスタービンの動翼、静翼、燃焼器などの表面に遮熱コーティング膜を形成する遮熱コーティング法、遮熱コーティング膜、遮熱コーティング法により遮熱コーティング膜が設けられたタービン部材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンは、圧縮機と燃焼器とタービンにより構成されている。そして、空気取入口から取り込まれた空気が圧縮機によって圧縮されることで高温・高圧の圧縮空気となり、燃焼器にて、この圧縮空気に対して燃料を供給して燃焼させることで高温・高圧の燃焼ガス（作動流体）を得て、この燃焼ガスによりタービンを駆動し、このタービンに連結された発電機を駆動する。このガスタービンでは、その効率を向上させるために燃焼器での燃焼温度を高く設定しており、高温の燃焼ガス（排気ガス）に晒されるタービンの動翼や静翼は、その表面に遮熱コーティング膜（Ｔｈｅｒｍａｌ  Ｂａｒｒｉｅｒ  Ｃｏａｔｉｎｇ：ＴＢＣ）が設けられている。遮熱コーティング膜とは、タービン動翼などの表面に、溶射により熱伝導率の小さい溶射材（例えば、熱伝導率の小さいセラミック系材料）を形成したものである。
【０００３】
このタービン動翼などの表面に形成される遮熱コーティング膜は、遮熱性、熱サイクル耐久性、耐エロージョン性が求められる。従来の遮熱コーティング膜は、一般に、多孔性のポーラス膜であり、このポーラス膜は、多孔性であるため、遮熱性は十分であるものの、熱サイクル耐久性や耐エロージョン性が十分であると言えなかった。そこで、タービン動翼などの表面に緻密縦割れ（Ｄｅｎｓｅ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ｃｒａｃｋ：ＤＶＣ）遮熱コーティング膜を形成することが提案されている。しかし、緻密縦割れ遮熱コーティング膜は、構造的な応力(歪)の追随性により、熱サイクル耐久性に優れ、また、緻密な構造のため、耐エロージョン性も、ポーラス膜より高いものの、遮熱コーティング膜に必須の遮熱性が十分でない。そのため、緻密縦割れ遮熱コーティング膜の厚さを厚くすることが考えられるが、厚膜化は、熱サイクル耐久性に影響を与えたり、成膜コストを高くするだけでなく、場合によっては、タービン翼自体の空力特性にも影響を与えたりする場合があり、その場合、性能低下につながるおそれがある。よって、膜性能が確保できるならば、膜は薄い方が有利である。
【０００４】
このような問題を解決するものとして、例えば、下記特許文献１に記載されたものがある。特許文献１に記載された遮熱コーティングの製造方法は、微細な結晶粒径を有する遮熱コーティングを微細粉体の逆共沈により生成し、粉体により稠密縦割れを有する微細な結晶粒径を生成すると同時に微細粉体を部分的に溶融させる溶液プラズマ溶射によって溶射するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−２０５９１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した従来の遮熱コーティングの製造方法は、一般的な緻密縦割れ遮熱コーティング膜よりも、遮熱性、熱サイクル耐久性、耐エロージョン性が優れているものの、更なる性能の向上が求められている。即ち、上述した従来のポーラスな遮熱コーティングの製造方法は、一般的な緻密縦割れ遮熱コーティング膜よりも、遮熱性には優れているものの、耐エロージョン性が劣っており、遮熱コーティングに必要な３要素である、遮熱性、耐熱サイクル性、耐エロージョン性をすべて良好に満たす膜は、簡単には得られない。これは、一般的に、耐エロージョン性を向上させるには、膜の緻密化が必要であるのに対し、緻密な膜は、熱を通しやすく、遮熱性が劣るからである。
【０００７】
本発明は上述した課題を解決するものであり、遮熱性と熱サイクル耐久性と耐エロージョン性の向上を図る遮熱コーティング法及び遮熱コーティング膜並びにタービン部材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するための本発明の遮熱コーティング法は、母材上に金属結合層としてのアンダーコート層を形成するステップと、前記アンダーコート層上にセラミックを含む緻密縦割れコート層を形成するステップと、を有し、溶射粉末の粒度のメジアン径をＤ５０＝１．０μｍ〜１．５μｍに設定し、前記溶射粉末に溶媒を混合した懸濁液を用いてサスペンションプラズマ溶射することで、前記緻密縦割れコート層を形成する、ことを特徴とするものである。
【０００９】
従って、溶射粉末の粒度を適正値に設定し、溶射粉末と溶媒を混合した懸濁液を用いてサスペンションプラズマ溶射して緻密縦割れコート層を形成することで、所望の厚さで剥離や層状欠陥のない適正な遮熱コーティング膜を形成することができ、その結果、遮熱性と熱サイクル耐久性と耐エロージョン性の向上を図ることができる。
【００１０】
本発明の遮熱コーティング法では、前記サスペンションプラズマ溶射時の溶射距離を６５ｍｍ〜７５ｍｍに設定することを特徴としている。
【００１１】
従って、適正な厚さの緻密縦割れコート層を形成することができる。
【００１２】
本発明の遮熱コーティング法では、前記溶媒を水に設定することを特徴としている。
【００１３】
従って、適正な厚さの緻密縦割れコート層を形成することができる。
【００１４】
本発明の遮熱コーティング法では、前記アンダーコート層と前記緻密縦割れコート層との間に、前記溶射粉末を用いてプラズマ溶射することでポーラス形状のトップコート層を形成することを特徴としている。
【００１５】
従って、アンダーコート層と緻密縦割れコート層との間にポーラス形状のトップコート層を設けることで、トップコート層により遮熱性を向上することができ、緻密縦割れコート層の厚さを薄くすることができる。
【００１６】
また、本発明の遮熱コーティング膜は、粒度のメジアン径がＤ５０＝１．０μｍ〜１．５μｍに設定された溶射粉末と、溶媒としての水を混合した懸濁液を用いて形成されることを特徴とするものである。
【００１７】
従って、遮熱性と熱サイクル耐久性と耐エロージョン性の向上を図ることができる。
【００１８】
また、本発明のタービン部材は、表面に前記遮熱コーティング膜が設けられることを特徴とするものである。
【００１９】
従って、遮熱コーティング膜における遮熱性と熱サイクル耐久性と耐エロージョン性の向上を図ることができ、タービン部材の耐久性を向上することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の遮熱コーティング法及び遮熱コーティング膜並びにタービン部材によれば、溶射粉末の粒度のメジアン径をＤ５０＝１．０μｍ〜１．５μｍに設定し、溶射粉末に溶媒を混合した懸濁液を用いてサスペンションプラズマ溶射して緻密縦割れコート層を形成するので、遮熱性と熱サイクル耐久性と耐エロージョン性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、第１実施形態の遮熱コーティング法を実施するためのプラズマ溶射装置を表す概略図である。
【図２】図２は、遮熱コーティング膜を表す断面図である。
【図３】図３は、遮熱コーティング膜の製造条件を表す表である。
【図４】図４は、遮熱コーティング膜の熱サイクル耐久性を表すグラフである。
【図５】図５は、遮熱コーティング膜の耐エロージョン性を表すグラフである。
【図６】図６は、遮熱コーティング膜の単位膜厚当りの遮熱性の比率を表すグラフである。
【図７】図７は、第２実施形態の遮熱コーティング膜を表す断面図である。
【図８】図８は、第２実施形態の遮熱コーティング膜の変形例を表す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る遮熱コーティング法及び遮熱コーティング膜並びにタービン部材の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。
【００２３】
［第１実施形態］
図１は、第１実施形態の遮熱コーティング法を実施するためのプラズマ溶射装置を表す概略図である。
【００２４】
第１実施形態において、図１に示すように、第１実施形態のプラズマ溶射装置１０は、サスペンションプラズマ溶射（Ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ  Ｐｌａｓｍａ  Ｓｐｒａｙ  ：ＳＰＳ）装置である。プラズマ溶射装置１０は、プラズマ溶射ガン１１と、懸濁液貯留タンク１２と、懸濁液供給装置１３とを備えている。プラズマ溶射ガン１１は、懸濁液供給配管１４を介して懸濁液が貯留される懸濁液貯留タンク１３及び懸濁液供給装置１３が連結されている。
【００２５】
そのため、懸濁液供給装置１３が作動すると、懸濁液貯留タンク１２の懸濁液が懸濁液供給配管１４を通してプラズマ溶射ガン１１に供給され、プラズマ溶射ガン１１は、供給された懸濁液（サスペンション）をプラズマジェットを用いて加熱・加速し、溶融またはそれに近い状態にしてタービン動翼（タービン部材）Ｂの表面に吹き付けることで、遮熱コーティング膜を形成する。
【００２６】
第１実施形態のプラズマ溶射装置１０を用いた遮熱コーティング法によりタービン動翼Ｂに形成する遮熱コーティング膜は、高い遮熱性、熱サイクル耐久性、耐エロージョン性が求められる。遮熱性とは、外部からの熱のタービン動翼Ｂへの伝わり難さであり、熱伝導率で表すことができ、熱伝導率が小さいほど、遮熱性が良い。熱サイクル耐久性とは、外部から繰り返し作用する熱による剥離しにくさであり、ここでの耐エロージョン性とは、微細物の衝突による、膜の摩耗のし難さを示している。
【００２７】
そのため、本実施形態では、溶射粉末として、ＹＳＺ（イットリア安定化ジルコニア）を適用した。但し、その他に、酸化イッテルビウム（Ｙｂ２Ｏ３）で部分安定化させたジルコニア（ＺｒＯ２）であるイッテルビア安定化ジルコニア（ＹｂＳＺ）などを用いてもよい。また、溶射粉末は、粒度のメジアン径Ｄ５０が１．０μｍ〜１．５μｍの範囲にあるものとした。また、溶媒としては、水を適用した。
【００２８】
図２は、遮熱コーティング膜を表す断面図である。
【００２９】
図２に示すように、第１実施形態の遮熱コーティング膜２１は、母材２２の表面に金属結合層としてのアンダーコート層２３が形成され、アンダーコート層２３の表面にセラミックを含む緻密縦割れコート層２４が形成されて構成されている。ここで、緻密縦割れコート層２４は、施工条件にもよるが、縦割れ密度は、従来のＤＶＣで約２本〜３本／ｍｍ程度であるが、本実施形態のＳＰＳでは５本／ｍｍ以上設けることができた。これは、緻密縦割れコート層２４における個々の扁平後の粒子が小さくて薄いことから、縦割れしやすく間隔が小さくなると考えられる。アンダーコート層２３は、酸素と燃料を使用した高速度ジェットフレーム溶射（Ｈｉｇｈ  Ｖｅｌｏｃｉｔｙ  Ｏｘｙｇｅｎ  Ｆｕｅｌ＊ＨＶＯＦ）や低圧プラズマ溶射（Ｌｏｗ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｐｌａｓｍａ  Ｓｐｒａｙｉｎｇ：ＬＰＰＳ）などにより形成する。緻密縦割れコート層２４は、上述したプラズマ溶射装置１０により所定の溶射粉末と溶媒を用いて、サスペンションプラズマ溶射により形成する。
【００３０】
図３は、遮熱コーティング膜の製造条件を表す表である。
【００３１】
図３に示すように、サスペンションプラズマ溶射の試験条件として、溶射粉末をＹＳＺとし、溶媒を水とアルコールとした。また、溶射粉末は、粒度のメジアン径Ｄ５０を０．５μｍ〜２．０μｍの範囲で変化させると共に、溶射距離を７０ｍｍ〜１００ｍｍに変化させた。溶射距離を変化させることで、溶射材の到達位置での溶射粒子温度が変化する。
【００３２】
溶媒として水を適用したものにおいて、溶射粉末の粒度のメジアン径Ｄ５０が０．５μｍのとき、いずれの溶射距離であっても、成膜（緻密縦割れコート層）が不可となった。溶射粉末の粒度のメジアン径Ｄ５０が１．０μｍのとき、溶射距離が５０ｍｍでは評価していないが、溶射距離が５０ｍｍ〜１００ｍｍの範囲で、良好な成膜（緻密縦割れコート層）が形成された。溶射粉末の粒度のメジアン径Ｄ５０が１．５μｍのとき、溶射距離が５０ｍｍでは評価していないが、溶射距離が７０ｍｍで、良好な成膜（緻密縦割れコート層）が形成され、溶射距離が８０ｍｍ〜１００ｍｍの範囲で、成膜（緻密縦割れコート層）が形成されものの、剥離や層状欠陥が発生した。溶射粉末の粒度のメジアン径Ｄ５０が２．０μｍのとき、溶射距離が５０ｍｍでは評価していないが、溶射距離が７０ｍｍ〜９０ｍｍの範囲で、成膜（緻密縦割れコート層）が形成されたものの、膜厚が５μｍ以下となり、溶射距離が１００ｍｍで、成膜（緻密縦割れコート層）が不可となった。
【００３３】
また、溶媒としてアルコールを適用したものにおいて、溶射粉末の粒度のメジアン径Ｄ５０が０．６μｍのとき、溶射距離が５０ｍｍで、成膜（緻密縦割れコート層）が不可となり、溶射距離が７０ｍｍ〜８０ｍｍの範囲で、成膜（緻密縦割れコート層）が形成されたものの、表面剥離が発生し、溶射距離が９０ｍｍ〜１００ｍｍの範囲で、成膜（緻密縦割れコート層）が形成されたものの、表面に凹凸が発生した。溶射粉末の粒度のメジアン径Ｄ５０が０．７μｍのときも同様である。
【００３４】
その結果、溶媒として水を適用した場合、粒度のメジアン径Ｄ５０が１．０μｍ〜１．５μｍの範囲にあるとき、良好な成膜（緻密縦割れコート層）を形成することができ、特に、溶射距離が７０ｍｍであるとき、良好な成膜を形成することができた。
【００３５】
図４は、遮熱コーティング膜の熱サイクル耐久性を表すグラフ、図５は、遮熱コーティング膜の耐エロージョン性を表すグラフ、図６は、遮熱コーティング膜の単位膜厚当りの遮熱性の比率を表すグラフである。図４、図５、図６にて、Ａは、従来のポーラス状の遮熱コーティング膜であり、Ｂは、従来の緻密縦割れ遮熱コーティング膜（ＤＶＣ膜）であり、Ｃは、第１実施形態のＳＰＳによる緻密縦割れ遮熱コーティング膜（緻密縦割れコート層２４）である。なお、従来のポーラス状の遮熱コーティング膜Ａと従来の緻密縦割れ遮熱コーティング膜（ＤＶＣ膜）Ｂと第１実施形態のＳＰＳによる緻密縦割れ遮熱コーティング膜Ｃは、同じ膜厚のもので比較している。また、図５は、縦軸がエロージョン減量であり、低値ほど耐エロージョン性が良好である。図６は、縦軸が単位膜厚当りの遮熱性、即ち、熱伝導率の逆数の比率を示しているので、大きい方が、遮熱効果が高いことを示している。
【００３６】
また、試験条件として、熱サイクル耐久性は、界面温度９００℃、遮熱コーティング膜内温度勾配ΔＴ６００℃（表面１５００℃）での試験結果である。熱サイクル試験時の加熱時間約３分、冷却時間約３分の熱サイクルを１回とし、全て寿命１０００回以上（剥離なし）となっており、全て１００％としている。また、耐エロージョン性は、衝突物質としてのアルミナ粒子を用いたブラストエロージョン試験によって評価した。ここでは、アルミナ粒子の噴射角度３０度、噴射距離１００ｍｍ、噴射圧力５ｋｇ／ｃｍ２、噴射量７０ｇ／回の条件のブラスト処理を２回実施した前後の重量減量で比較した結果である。遮熱性は、熱サイクル試験時の温度計測から評価した遮熱効果の大きさを相対的に表したものである。
【００３７】
まず、図４に示すように、熱サイクル耐久性については、従来のポーラス形状の遮熱コーティング膜Ａ、従来のＤＶＣによる緻密縦割れ遮熱コーティング膜Ｂ、第１実施形態のＳＰＳによる緻密縦割れ遮熱コーティング膜Ｃ共に高い熱サイクル耐久性が確保された。次に、図５に示すように、耐エロージョン性については、従来のＤＶＣによる緻密縦割れ遮熱コーティング膜Ｂが最も良好であり、続いて、第１実施形態のＳＰＳによる緻密縦割れ遮熱コーティング膜Ｃ、従来のポーラス形状の遮熱コーティング膜Ａが最も低いものとなった（なお、縦軸はエロージョン減量のため小さい方が耐エロージョン性は良好となる）。最後に、図６に示すように、遮熱性については、従来のポーラス形状の遮熱コーティング膜Ａが最も良好であり、続いて、第１実施形態のＳＰＳによる緻密縦割れ遮熱コーティング膜Ｃ、従来のＤＶＣによる緻密縦割れ遮熱コーティング膜Ｂの順となった。
【００３８】
上述した熱サイクル耐久性、耐エロージョン性、遮熱性をそれぞれ比較した試験結果から、従来のポーラス形状の遮熱コーティング膜Ａは、耐エロージョン性が最も低く、従来のＤＶＣによる緻密縦割れ遮熱コーティング膜Ｂが最も高いことがわかった、また、遮熱性では、従来のＤＶＣによる緻密縦割れ遮熱コーティング膜Ｂより第１実施形態のＳＰＳによる緻密縦割れ遮熱コーティング膜Ｃが高いことがわかった。
【００３９】
ここで、従来のＤＶＣによる緻密縦割れ遮熱コーティング膜Ｂと第１実施形態のＳＰＳによる緻密縦割れ遮熱コーティング膜Ｃを比較した場合、耐エロージョン性では、従来のＤＶＣによる緻密縦割れ遮熱コーティング膜Ｂが高く、遮熱性では、第１実施形態のＳＰＳによる緻密縦割れ遮熱コーティング膜Ｃが高い。この場合、従来のＤＶＣによる緻密縦割れ遮熱コーティング膜Ｂと第１実施形態のＳＰＳによる緻密縦割れ遮熱コーティング膜Ｃが従来のポーラス形状の遮熱コーティング膜Ａと同じ遮熱性を確保しようした場合、両者の膜厚を厚くすることとなる。ポーラス形状の遮熱コーティング膜Ａに対して、ＳＰＳによる緻密縦割れ遮熱コーティング膜Ｃの遮熱性は約７０％なので、１／０.７＝約１.４倍の膜厚が必要となる。一方、ポーラス形状の遮熱コーティング膜Ａに対して、ＤＶＣによる緻密縦割れ遮熱コーティング膜Ｂの遮熱性は５０％なので、１／０.５＝約２倍の膜厚が必要となる。即ち、緻密縦割れ遮熱コーティング膜（ＤＶＣ膜）Ｂの方が、ＳＰＳによる緻密縦割れ遮熱コーティング膜Ｃよりも耐エロージョン性には優れるものの、両者とも、ポーラス状の遮熱コーティング膜Ａと同じ遮熱性を確保すると、膜Ｂ（従来ＤＶＣ）は、膜Ｃ(ＳＰＳＤＶＣ)に比べて約１．４３倍も厚くなってしまう。遮熱コーティング膜の厚さが厚くなると、その分、施工時間が長くなり、施工ばらつきを考えると、１．４３倍以上の施工コスト、時間が必要となる。更に、状況によっては、極端な厚膜は、タービン動翼の空力特性そのものに影響を与えてしまう可能性もある。よって、必要な耐エロージョン性の改善程度によっては、厚膜化が抑制できる、膜Ｃ(ＳＰＳＤＶＣ)の方が有利である。
【００４０】
このように第１実施形態の遮熱コーティング法にあっては、母材２２上に金属結合層としてのアンダーコート層２３を形成するステップと、アンダーコート層２３上にセラミックを含む緻密縦割れコート層２４を形成するステップとを有し、溶射粉末の粒度のメジアン径をＤ５０＝１．０μｍ〜１．５μｍに設定し、溶射粉末に溶媒を混合した懸濁液を用いてサスペンションプラズマ溶射して緻密縦割れコート層２４を形成する。
【００４１】
従って、溶射粉末の粒度を適正値に設定し、溶射粉末と溶媒を混合した懸濁液を用いてサスペンションプラズマ溶射して緻密縦割れコート層２４を形成することで、所望の厚さで剥離や層状欠陥のない適正な遮熱コーティング膜２１を形成することができ、その結果、遮熱性と熱サイクル耐久性と耐エロージョン性の向上を図ることができる。
【００４２】
第１実施形態の遮熱コーティング法では、サスペンションプラズマ溶射時の溶射距離を６５ｍｍ〜７５ｍｍに設定する。従って、適正な厚さの緻密縦割れコート層を形成することができる。
【００４３】
第１実施形態の遮熱コーティング法では、溶媒を水に設定する。従って、適正な厚さの緻密縦割れコート層を形成することができる。
【００４４】
また、第１実施形態の遮熱コーティング膜にあっては、粒度のメジアン径がＤ５０＝１．０μｍ〜１．５μｍに設定された溶射粉末と、溶媒としての水を混合した懸濁液を用いてサスペンションプラズマ溶射して形成する。従って、遮熱性と熱サイクル耐久性と耐エロージョン性の向上を図ることができる。
【００４５】
第１実施形態のタービン部材にあっては、表面に遮熱コーティング膜２１を設ける。従って、遮熱コーティング膜２１における遮熱性と熱サイクル耐久性と耐エロージョン性の向上を図ることができ、タービン動翼Ｂなどのタービン部材の耐久性を向上することができる。
【００４６】
［第２実施形態］
図７は、第２実施形態の遮熱コーティング膜を表す断面図、図８は、第２実施形態の遮熱コーティング膜の変形例を表す断面図である。なお、上述した実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００４７】
第２実施形態において、図７に示すように、遮熱コーティング膜３１は、母材２２の表面にアンダーコート層２３が形成され、アンダーコート層２３の表面にポーラス形状のトップコート層３２が形成され、トップコート層３２の表面に緻密縦割れコート層２４が形成されて構成されている。ポーラス形状のトップコート層３２は、従来のプラズマ溶射により形成するポーラス膜である。緻密縦割れコート層２４は、第１実施形態と同様に、プラズマ溶射装置１０により所定の溶射粉末と溶媒を用いて、サスペンションプラズマ溶射により形成する。
【００４８】
また、第２実施形態の変形例において、図８に示すように、遮熱コーティング膜４１は、母材２２の表面にアンダーコート層２３が形成され、アンダーコート層２３の表面にポーラス形状のトップコート層４２が形成され、トップコート層４２の表面に緻密縦割れコート層２４が形成されて構成されている。ポーラス形状のトップコート層４２は、気孔率の異なる３層のトップコート層４３，４４，４５より形成され、外側ほどに気孔率が小さくなる傾斜組織となっている。ここで、ポーラス形状のトップコート層４２は、プラズマ溶射による溶射距離や電流値を変化することで、各トップコート層４３，４４，４５の気孔率を制御する。
【００４９】
なお、トップコート層３２，４２を形成するためのプラズマ溶射の施工条件は、溶射電圧約６０Ｖ、溶射電流が約６００Ａ、粉末供給量が６０ｇ／ｍｉｎ、溶射距離が１５０ｍｍであるが、適宜変更してもよい。
【００５０】
第２実施形態の遮熱コーティング法にあっては、アンダーコート層２３と緻密縦割れコート層２４との間に、溶射粉末を用いてプラズマ溶射することでポーラス形状のトップコート層３２，４２を形成する。
【００５１】
従って、図７、図８の膜構造においては、表層部に緻密縦割れコート層２４（ＳＰＳＤＶＣ膜）を配することで、表層部が支配的な、耐エロージョン性を改善できると共に、腐食性物質の膜への浸透を防ぎたい場合にも、有効な手段となる。更に、アンダーコート層２３と緻密縦割れコート層２４との間にポーラス形状のトップコート層３２，４２を設けることで、トップコート層３２，４２により遮熱性を向上することができ、緻密縦割れコート層２４の厚さを薄くすることができる。即ち、下層に、遮熱性の良い、従来ポーラス膜を配することで、全厚をＳＰＳＤＶＣ膜とするよりも、全厚としては、薄い膜とできる利点がある。
【００５２】
なお、上述した実施形態では、タービン部材としてタービン動翼Ｂを適用したが、タービン静翼、燃焼器の構成部材を適用してもよい。
【符号の説明】
【００５３】
１０  プラズマ溶射装置
１１  プラズマ溶射ガン
１２  溶射粉末貯留タンク
１３  溶媒貯留タンク
１４  溶媒供給装置
１５  溶射粉末供給配管
１６  溶媒供給配管
２１，３１，４１  遮熱コーティング膜
２２  母材
２３  アンダーコート層（金属結合層）
２４  緻密縦割れコート層
３２，４２，４３，４４，４５  トップコート層
Ｂ  タービン動翼（タービン部材）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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