(57)【要約】【課題】高い遮熱効果を有し、熱サイクル耐久性に優れる遮熱コーティング材及びこれを備えたガスタービン、並びに遮熱コーティング材の製造方法を提供する。【解決手段】耐熱基材上に形成されたセラミックス層を備える遮熱コーティング材であって、前記セラミックス層が気孔を含有し、前記セラミックス層に対する前記気孔の気孔占有率が１１％以上３２％以下であり、前記気孔が、気孔径３０μｍ以上１５０μｍ以下の大径気孔を含むことを特徴とする遮熱コーティング材。耐熱基材上に溶射法によりセラミックス層を形成する遮熱コーティング材の製造方法であって、樹脂粉末とセラミックス粉末とを混合して混合粉末を作製する工程と、前記混合粉末を前記耐熱基材上に溶射する工程と、前記混合粉末を溶射した前記耐熱基材を熱処理して、前記セラミックス層中に気孔を形成する工程とを備えることを特徴とする遮熱コーティング材の製造方法。【選択図】図１
2009228018.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐熱基材上に形成されたセラミックス層を備える遮熱コーティング材であって、
前記セラミックス層が気孔を含有し、
前記セラミックス層に対する前記気孔の気孔占有率が１１％以上３２％以下であり、
前記気孔が、気孔径３０μｍ以上１５０μｍ以下の大径気孔を含むことを特徴とする遮熱コーティング材。
【請求項２】
前記セラミックス層を備える前記遮熱コーティング材の熱サイクル数が、気孔占有率１０％のセラミックス層を備える遮熱コーティング材の熱サイクル数より５％以上大きいことを特徴とする請求項１に記載の遮熱コーティング材。
【請求項３】
前記セラミックス層の熱伝導率が、気孔占有率１０％のセラミックス層の熱伝導率の９５％以下であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の遮熱コーティング材。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の遮熱コーティング材を備えることを特徴とするタービン部材。
【請求項５】
請求項４に記載のタービン部材を備えることを特徴とするガスタービン。
【請求項６】
耐熱基材上に溶射法によりセラミックス層を形成する遮熱コーティング材の製造方法であって、
樹脂粉末とセラミックス粉末とを混合して混合粉末を作製する工程と、
前記混合粉末を前記耐熱基材上に溶射する工程と、
前記混合粉末を溶射した前記耐熱基材を熱処理して、前記セラミックス層中に気孔を形成する工程とを備えることを特徴とする遮熱コーティング材の製造方法。
【請求項７】
前記混合粉末中の前記樹脂粉末の割合が、０．１重量％以上５重量％以下であることを特徴とする請求項６に記載の遮熱コーティング材の製造方法。
【請求項８】
前記気孔の気孔占有率が１１％以上３２％以下であり、かつ、前記気孔が気孔径３０μｍ以上１５０μｍ以下の大径気孔を含む前記セラミックス層を形成する請求項６または請求項７に記載の遮熱コーティング材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐久性に優れる遮熱コーティング材及び遮熱コーティング材の製造方法に係り、特に遮熱コーティング材のトップコートとして用いられるセラミックス層に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、省エネルギー対策の一つとして、火力発電の熱効率を高めることが検討されている。発電用ガスタービンの発電効率を向上させるためには、ガス入口温度を上昇させることが有効であり、その温度は１５００℃程度とされる場合もある。そして、このように発電装置の高温化を実現するためには、ガスタービンを構成する静翼や動翼、あるいは燃焼器の壁材などを耐熱部材で構成する必要がある。しかし、タービン翼の材料は耐熱金属であるが、それでもこのような高温には耐えられないために、この耐熱金属の基材上に金属結合層を介して溶射等の成膜方法によって酸化物セラミックスからなるセラミックス層を積層した遮熱コーティング材（Ｔｈｅｒｍａｌ  Ｂａｒｒｉｅｒ  Ｃｏａｔｉｎｇ，ＴＢＣ）を形成して、耐熱金属基材を高温から保護することが行われている。セラミックス層としてはＺｒＯ２系の材料、特にＹ２Ｏ３で部分安定化又は完全安定化したＺｒＯ２であるＹＳＺ（イットリア安定化ジルコニア）が、セラミックス材料の中では比較的低い熱伝導率と比較的高い熱膨張率を有しているためによく用いられている。
【０００３】
ガスタービンの種類によっては、タービンの入口温度が１５００℃を越える温度に上昇することが考えられている。上記ＹＳＺからなるセラミックス層を備えた遮熱コーティング材によりガスタービンの動翼や静翼などを被覆した場合、１５００℃を超える過酷な運転条件の下ではガスタービンの運転中に上記セラミックス層の一部が剥離し、耐熱性が損なわれるおそれがあった。また、近年環境対策の関係から、より熱効率の高いガスタービンの開発が進められており、タービンの入口温度が１７００℃にも達すると考えられ、タービン翼の表面温度は１３００℃もの高温になることが予想される。従って、遮熱コーティング材には、更に高い耐熱性が要求される状況にある。
【０００４】
上記ＹＳＺからなるセラミックス層の剥離の問題は、高温環境下におけるＹＳＺの結晶安定性が十分でなく、また大きな熱応力に対して十分な耐久性を有していないことによるものである。そのため、高温環境下での結晶安定性に優れ、高い熱耐久性を有する遮熱コーティング材として、例えば、Ｙｂ２Ｏ３添加ＺｒＯ２（特許文献１）、Ｄｙ２Ｏ３添加ＺｒＯ２（特許文献２）、Ｅｒ２Ｏ３添加ＺｒＯ２（特許文献３）、ＳｍＹｂＺｒＯ７（特許文献４）が開発されている。
【０００５】
また、セラミックス層の遮熱特性を向上させるとともに、ヤング率を低下させて熱サイクル耐久性を向上させるために、セラミックス層中に気孔が導入される。溶射法によりセラミックス層を形成する場合、溶射電流、プラズマガス流、溶射距離などの溶射条件を調整することで、セラミックス層中の気孔の占有率が制御される。
【特許文献１】特開２００３−１６０８５２号公報
【特許文献２】特開２００２−６９６０７号公報
【特許文献３】特開２００３−１２９２１０号公報
【特許文献４】特開２００７−２７０２４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のように、セラミックス層に気孔を導入することは遮熱特性向上に有効であり、溶射条件を調整することでセラミックス層中の気孔の占有率を制御できる。しかし、溶射法により気孔占有率の大きいセラミックス層を形成するには、溶射条件の制御性が悪化し、溶射製膜の歩留まりが低下するという問題があった。このため、溶射法で得られる気孔占有率は、現実には１０％程度が上限とされていた。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであって、高い遮熱効果を有し、熱サイクル耐久性に優れる遮熱コーティング材、これを備えたタービン部材及びガスタービン、並びに遮熱コーティング材の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の遮熱コーティング材は、耐熱基材上に形成されたセラミックス層を備える遮熱コーティング材であって、前記セラミックス層が気孔を含有し、前記セラミックス層に対する前記気孔の気孔占有率が１１％以上３２％以下であり、前記気孔が、気孔径３０μｍ以上１５０μｍ以下の大径気孔を含むことを特徴とする。
【０００９】
このように、本発明の遮熱コーティング材は、気孔占有率が１１％以上とすることによって、従来よりもセラミックス層の熱伝導率が低下して遮熱特性が向上する。また、セラミックス層のヤング率が低くなるため、熱サイクルに伴ってセラミックス層に大きな熱応力が作用した場合も熱応力による歪みに追随することができ、熱サイクル耐久性が向上する。しかし、気孔占有率が３２％を超えると、セラミックス層が脆くなるため、強度及び熱サイクル耐久性が低下する。また、耐熱基材との接触面積が小さくなることから密着力が低下する。従って、気孔占有率は、１１％以上３２％以下とされる。
【００１０】
本発明の遮熱コーティング材のセラミックス層は、気孔径３０μｍ以上１５０μｍ以下の大径気孔を含有する。溶射法によって得られる気孔の大きさは、通常５μｍから２０μｍ程度である。本発明の遮熱コーティング材は、セラミックス層が通常より大きい気孔を含有することにより、遮熱性能が更に向上するとともに、熱サイクル時の歪みに良好に追随できるため、熱サイクル耐久性が更に向上する。なお、大径気孔の大きさが１５０μｍを超えると、セラミックス層が脆くなる、耐熱基材との密着力が低下するといった問題が発生する。
【００１１】
この場合、前記セラミックス層を備える前記遮熱コーティング材の熱サイクル数が、気孔占有率１０％のセラミックス層を備える遮熱コーティング材の熱サイクル数より５％以上大きいことが好ましい。また、前記セラミックス層の熱伝導率が、気孔占有率１０％のセラミックス層の熱伝導率の９５％以下であることが好ましい。これにより、高温環境化での使用に十分耐え得る遮熱コーティング材となる。
【００１２】
本発明は、上記の遮熱コーティング材を備えることを特徴とするタービン部材及びこれを備えたガスタービンを提供する。係る構成のタービン部材は、優れた耐熱性と耐熱衝撃性を有し、より信頼性に優れたガスタービンとなる。
【００１３】
本発明の遮熱コーティング材の製造方法は、耐熱基材上に溶射法によりセラミックス層を形成する遮熱コーティング材の製造方法であって、樹脂粉末とセラミックス粉末とを混合して混合粉末を作製する工程と、前記混合粉末を前記耐熱基材上に溶射する工程と、前記混合粉末を溶射した前記耐熱基材を熱処理して、前記セラミックス層中に気孔を形成する工程とを備えることを特徴とする。
【００１４】
このように、樹脂粉末とセラミックス粉末との混合粉末を耐熱基材上に溶射した後に熱処理を施すと、樹脂粉末が分解されて消失する。樹脂粉末が消失した部分が気孔となる。上記方法によれば、溶射条件を調整することなく、多量の気孔を形成することができ、セラミックス粉末のみを溶射した場合と比較して径の大きい気孔を形成することができる。樹脂粉末の混合割合や使用する樹脂粉末の粒径を適宜調整するによって、気孔占有率や気孔の大きさを制御することが容易となる。本発明によれば、セラミックス層の熱伝導率及び熱サイクル耐久性の制御性が向上し、所望の耐熱性を有する遮熱コーティング材を容易に作製することができる。
【００１５】
上記発明において、前記混合粉末中の前記樹脂粉末の割合が、０．１重量％以上５重量％以下であることが好ましい。
【００１６】
混合粉末中の樹脂粉末の割合が０．１重量％未満であると、セラミックス層中に十分な量の気孔及び大径気孔を導入することができないため、遮熱特性及び熱サイクル耐久性を向上させる効果が得られない。樹脂粉末の割合が５重量％を超えると、気孔占有率が大きくなるため、セラミックス層が脆くなり、セラミックス層の強度及び熱サイクル耐久性が低下する。また、耐熱基材とセラミックス層との接着面積が小さいため密着力が低下する。従って、混合粉末中の樹脂粉末の割合は、好ましくは０．１重量％以上５重量％以下、より好ましくは０．１重量％以上３重量％以下とする。
【００１７】
上記発明において、前記気孔占有率が１１％以上３２％以下であり、かつ、前記気孔が気孔径３０μｍ以上１５０μｍ以下の大径気孔を含む前記セラミックス層を形成することが好ましい。
【００１８】
このように、樹脂粉末とセラミックス粉末の混合粉末を耐熱基材上に溶射した後、熱処理して樹脂粉末を分解させることによって、上記の気孔占有率を有し、かつ、上記気孔径の大径気孔を含むセラミックス層を形成することができる。この結果、高い遮熱性能を示し、熱サイクル耐性に優れる遮熱コーティング材を得ることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の遮熱コーティング材は、気孔占有率が１１％以上３２％以下であり、かつ、気孔径３０μｍ以上１５０μｍ以下の大径気孔を含むセラミックス層を備える。通常の溶射法で得られる小径の気孔を気孔占有率１０％程度で含む遮熱コーティング材と比較して、気孔占有率が大きく、大径の気孔を有するために、熱伝導率が低く熱サイクル時の歪みに良好に追随できる。その結果、遮熱性及び熱サイクル耐久性が向上した遮熱コーティング材とすることができる。
【００２０】
本発明の遮熱コーティング材は、樹脂粉末とセラミックス粉末との混合粉末を耐熱基材上に溶射した後に熱処理を施して樹脂粉末を分解し消失させることによって、上記気孔占有率及び大径気孔を有するセラミックス層を形成することができる。樹脂粉末の混合割合や使用する樹脂粉末の粒径を適宜調整するによって、気孔占有率や気孔の大きさを容易に制御することが可能となる。この結果、セラミックス層の熱伝導率及び熱サイクル耐久性の制御性が向上し、所望の遮熱性及び熱サイクル耐久性を有する遮熱コーティング材を容易に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に、本発明の遮熱コーティング材を説明する。
図１は、本実施形態に係る遮熱コーティング材を備えるタービン部材の断面構造を模式的に示した図である。動翼などのタービン部材の耐熱基材として、耐熱合金が挙げられる。耐熱基材１１上に、耐食性及び耐酸化性に優れた金属結合層としてＭＣｒＡｌＹ合金（Ｍは、Ｎｉ，Ｃｏ，Ｆｅ等の金属元素またはこれらのうち２種類以上の組合せを示す）などのボンドコート層１２が積層されることが好ましい。ボンドコート層１２上にセラミックス層１３が形成される。セラミックス層としては、ＹＳＺ（イットリア安定化ジルコニア）、ＹｂＳＺ（イッテルビア安定化ジルコニア）、ＤｙＳＺ（ジスプロシア安定化ジルコニア）、ＥｒＳＺ（エルビア安定化ジルコニア）、ＳｍＹｂＺｒ２Ｏ７などが挙げられる。
【００２２】
セラミックス層１３は、図１に示すように、小径の気孔１４と大径の気孔１５を含有する。セラミックス層に対する気孔の体積占有率（気孔占有率）は、１１％以上３２％とされる。大径気孔の気孔径は、３０μｍ以上１５０μｍ以下とされる。
【００２３】
本実施形態の遮熱コーティング材は、セラミックス層が上記気孔占有率で気孔を含有するため、気孔によって熱が散乱され、セラミックス層の熱伝導率が低下する。
【００２４】
タービンの起動及び停止に伴い、金属の耐熱基材及びボンドコート層とセラミックス層との熱膨張係数の差に起因して、セラミックス層は繰り返し熱応力（引張歪み）を受ける。繰り返し受けた熱応力によって、セラミックス層の割れや、セラミックス層とボンドコート層との界面近傍で亀裂が発生し進展することによるセラミックス層の剥離が発生する。緻密なセラミックス層を形成した場合、密着性は向上するが、耐熱基材及びボンドコート層の伸びによる引っ張り歪みに追随できず、割れや剥離が発生しやすい。セラミックス層が上記占有率で気孔を含有する本実施形態の遮熱コーティング材は、気孔によってセラミックス層のヤング率が低下する。この結果、熱サイクルに伴う熱応力による歪みに追随できるようになり、熱サイクル耐久性が向上する。
【００２５】
本実施形態のように、３０μｍ以上１５０μｍ以下の大径気孔が存在することにより、熱散乱や歪追随の効果が更に向上する。そのため、本実施形態の遮熱コーティング材は、遮熱性が高く、熱サイクル耐久性に優れる。一般的な溶射セラミックス層（気孔占有率１０％）を形成した遮熱コーティング材と比較すると、本実施形態の遮熱コーティング材は、表面温度１３００℃における熱サイクル数が５％以上大きく、熱伝導率は９５％以下となる。
【００２６】
しかし、セラミックス層中の気孔占有率が３２％を超える場合や、１５０μｍを超える気孔を含有する場合は、セラミックス層とボンドコート層との密着力が悪化するため、剥離が発生しやすくなる。また、セラミックス層が脆くなる。この結果、遮熱コーティング材の熱サイクル耐久性が大幅に低下する。
【００２７】
本実施形態の遮熱コーティング材の製造方法を説明する。
まず、溶射用粉末としての樹脂粉末とセラミックス粉末との混合粉末が製造される。
樹脂粉末として、好ましくはポリエステル粉末が使用される。ポリエステル粉末に代えて、耐熱性が高いポリイミド粉末、ポリエーテルエーテルケトン粉末等が使用されても良い。セラミックス粉末として、セラミックス層の組成と同一の粉末が使用される。
【００２８】
ポリエステル粉末及びセラミックス粉末は、１０μｍから１０３μｍの粒度分布を有し、平均粒径が４０μｍ以上６０μｍ以下であることが好ましい。
【００２９】
混合粉末中のポリエステル樹脂粉末の割合は、０．１重量％以上５重量％以下、より好ましくは０．１重量％以上３重量％以下とされる。ポリエステル粉末とセラミックス粉末とは、溶射直前に十分に攪拌され、均一な混合粉末とされる。
【００３０】
大気圧プラズマ溶射を用いて、ボンドコート層が設けられた耐熱基材上に混合粉末が溶射される。本工程により、溶射皮膜として耐熱基材上にセラミックスとポリエステルとの混合膜が形成される。
【００３１】
溶射皮膜を形成した耐熱基材に対して、大気雰囲気にて熱処理が施される。本工程により、混合膜中のポリエステル樹脂が熱分解して消失する。この結果、溶射皮膜中のポリエステルが存在していた部分が気孔となり、図１に示されるような構造を有するセラミックス層が形成される。熱処理温度は、使用された樹脂粉末の熱分解温度以上とされる。ポリエステル粉末を使用した場合、例えば６００℃にて１時間の大気熱処理が施される。
【００３２】
熱処理後、耐熱基材とボンドコート層との密着性を向上させるために、真空中にて熱拡散処理が施されることが好ましい。
【００３３】
本実施形態の遮熱コーティング材を備えるタービン部材は、セラミックス層が高い遮熱性能と熱サイクル耐久性を有するため、耐熱性及び熱衝撃性に優れる。このため、より信頼性の高いガスタービンとすることができる。
【実施例】
【００３４】
（実施例１）
耐熱合金（ＩＮ７３８ＬＣ）試験片上に、ボンドコート層としてＣｏＮｉＣｒＡｌＹを低圧プラズマ溶射にて膜厚０．１ｍｍで製膜した。
セラミックス層の原料粉末として、粒度分布が１０μｍから１０３μｍ、平均粒径４０μｍ以上６０μｍのＹＳＺ（８ｍｏｌ％Ｙ２Ｏ３添加ＺｒＯ２）粉末及びポリエステル粉末（スルザーメテコ社製、ｍｅｔｃｏ６００ＮＳ）を用いた。ＹＳＺ粉末及びポリエステル粉末を、表１に示す比率となるように秤量し、十分に混合した。
【００３５】
ＹＳＺ粉末及びポリエステル粉末を混合した直後に、大気圧プラズマ溶射法により、混合粉末を耐熱基材試験片のボンドコート層上に溶射し、膜厚０．５ｍｍの混合膜を形成した。なお、大気圧プラズマ溶射は、スルザーメテコ社製溶射ガン（Ｆ４ガン）を使用し、溶射電流６００Ａ、溶射距離１５０ｍｍ、粉末供給量（ｇ／ｍｉｎ）、Ａｒ／Ｈ２量；３５／７．４（ｌ／ｍｉｎ）の条件で行った。
【００３６】
混合膜形成後、大気雰囲気にて６００℃×１時間の熱処理を行った。熱処理後、真空中にて８５０℃×２４時間の熱拡散処理を実施した。上記工程により、セラミックス層としてＹＳＺ層を形成した。
【００３７】
図２は、（Ａ）ＹＳＺ粉末のみを用いて溶射製膜されたセラミックス層、及び、（Ｂ）ＹＳＺ粉末とポリエステル粉末との混合粉末を用いて溶射製膜されたセラミックス層の断面の顕微鏡写真である。図２（Ｂ）において、点線で囲まれた部分が、混合粉末を用いて溶射製膜されたセラミックス層である。ポリエステル粉末を添加した混合粉末を用いて溶射製膜されたセラミックス層には、３０μｍ以上１５０μｍ以下の大径の気孔が導入され、断面における気孔面積が大きかった。ＹＳＺ粉末のみで溶射製膜されたセラミックス層は、断面における気孔面積が小さく、気孔径は５μｍから２０μｍ程度であった。
【００３８】
上記工程にて作製した試験片の熱伝導率を、ＪＩＳ  Ｒ  １６１１で規定されるレーザフラッシュ法により測定した。また、試験片の熱サイクル耐久性を、特許第４０３１６３１号公報に記載のレーザ熱サイクル試験により測定した。試験条件は、遮熱コーティング材の最高表面加熱温度：１３００℃、最高界面温度：９５０℃、加熱時間３分、冷却時間３分とし、ＹＳＺ層剥離までの熱サイクル数を計測した。
精密に研磨された遮熱コーティング材試験片について、光学顕微鏡（倍率１００倍）を用いて任意の５視野（観察長さ約３ｍｍ）を撮影し、光学顕微鏡写真を得た。得られた光学顕微鏡写真から、画像処理法を用いて皮膜中に占める気孔の割合を算出し、気孔占有率とした。
【００３９】
表１に、ＹＳＺ粉末とポリエステル粉末の混合比率、ＹＳＺ層中の気孔占有率、試験片の熱サイクル耐久性、及び熱伝導率を示す。
【表１】
2009228018.tif 000003
【００４０】
ポリエステル粉末無添加の試験片（ＹＳＺ粉末１００重量％）の気孔占有率は１０％程度であった。混合粉末を溶射製膜した試験片は、ポリエステル粉末無添加の試験片よりも気孔占有率を増加させることができた。
ポリエステル粉末の割合が０．０５重量％の試験片の熱サイクル数は、ポリエステル粉末無添加の試験片とほぼ同等であった。ポリエステル粉末を０．１重量％以上１重量％以下の割合で添加することによって、試験片の熱サイクル数は、ポリエステル無添加の試験片より５％以上増加した。ポリエステル粉末の添加量が７％になると、熱サイクル耐久性が大幅に低下した。
熱伝導率は、ポリエステル粉末の割合が０．１重量％以上の場合に、ポリエステル無添加の場合より低下し、９５％以下となった。
【００４１】
（実施例２）
原料粉末としてＹｂＳＺ（１６ｍｏｌ％Ｙｂ２Ｏ３添加ＺｒＯ２）粉末を使用した以外は、実施例１と同様にして、試験片を作製し、熱伝導率及び熱サイクル耐久性の測定を実施した。
【００４２】
実施例１と同様に試験片の断面を顕微鏡観察し、ＹｂＳＺ粉末とポリエステル粉末との混合粉末を用いて溶射製膜されたセラミックス層に、３０μｍ以上１５０μｍ以下の大径気孔が導入されたことを確認した。
表２に、ＹｂＳＺ粉末とポリエステル粉末の混合比率、ＹｂＳＺ層中の気孔占有率、試験片の熱サイクル耐久性、及び熱伝導率を示す。
【表２】
2009228018.tif 000004
【００４３】
ポリエステル粉末無添加の試験片（ＹｂＳＺ粉末１００重量％）の気孔占有率は１０％程度であった。ポリエステル粉末とＹｂＳＺ粉末との混合粉末を用いた試験片は、ポリエステル粉末無添加の試験片よりも気孔占有率を増加させることができた。
ポリエステル粉末の割合が０．０５重量％の試験片の熱サイクル数は、ポリエステル粉末を添加しない試験片とほぼ同等であった。ポリエステル粉末を０．１重量％以上３重量％以下の割合で添加した場合に、熱サイクル耐久性が向上した。ポリエステル粉末の添加量が７％になると、熱サイクル耐久性が大幅に低下した。
熱伝導率は、ポリエステル粉末の割合が０．１重量％以上の場合に、ポリエステル粉末無添加の場合より低下し、９５％以下となった。
【００４４】
（実施例３）
原料粉末としてＤｙＳＺ（１０ｍｏｌ％Ｄｙ２Ｏ３添加ＺｒＯ２）粉末を使用した以外は、実施例１と同様にして、試験片を作製し、熱伝導率及び熱サイクル耐久性の測定を実施した。
【００４５】
実施例１と同様に試験片の断面を顕微鏡観察し、ＤｙＳＺ粉末とポリエステル粉末との混合粉末を用いて溶射製膜されたセラミックス層に、３０μｍ以上１５０μｍ以下の大径気孔が導入されたことを確認した。
表３に、ＤｙＳＺ粉末とポリエステル粉末の混合比率、ＤｙＳＺ層中の気孔占有率、試験片の熱サイクル耐久性、及び熱伝導率を示す。
【表３】
2009228018.tif 000005
【００４６】
ポリエステル粉末無添加の試験片（ＤｙＳＺ粉末１００重量％）の気孔占有率は１０％程度であった。ポリエステル粉末とＤｙＳＺ粉末との混合粉末を用いた試験片は、ポリエステル粉末を添加しない試験片よりも気孔占有率を増加させることができた。
ポリエステル粉末の割合が０．０５重量％の試験片の熱サイクル数は、ポリエステル粉末を添加しない試験片とほぼ同等であった。ポリエステル粉末を０．１重量％以上３重量％以下の割合で添加した場合に、熱サイクル耐久性が向上し、熱サイクル数は、ポリエステル無添加の場合より５％以上増加した。ポリエステル粉末の添加量が７％になると、熱サイクル耐久性が大幅に低下した。
熱伝導率は、ポリエステル粉末の割合が０．１重量％以上の場合に、ポリエステル粉末無添加の場合より低下し、９５％以下となった。
【００４７】
（実施例４）
原料粉末としてＥｒＳＺ（１５ｍｏｌ％Ｅｒ２Ｏ３添加ＺｒＯ２）粉末を使用した以外は、実施例１と同様にして、試験片を作製し、熱伝導率及び熱サイクル耐久性の測定を実施した。
【００４８】
実施例１と同様に試験片断面を顕微鏡観察し、ＥｒＳＺ粉末とポリエステル粉末との混合粉末を用いて溶射製膜されたセラミックス層に、３０μｍ以上１５０μｍ以下の大径気孔が導入されたことを確認した。
表４に、ＥｒＳＺ粉末とポリエステル粉末の混合比率、ＥｒＳＺ層中の気孔占有率、試験片の熱サイクル耐久性、及び熱伝導率を示す。
【表４】
2009228018.tif 000006
【００４９】
ポリエステル粉末無添加の試験片（ＥｒＳＺ粉末１００重量％）の気孔占有率は１０％程度であった。ポリエステル粉末とＥｒＳＺ粉末との混合粉末を用いた試験片は、ポリエステル粉末を添加しない試験片よりも気孔占有率を増加させることができた。
ポリエステル粉末の割合が０．０５重量％の試験片の熱サイクル数は、ポリエステル粉末を添加しない試験片とほぼ同等であった。ポリエステル粉末を０．１重量％以上３重量％以下の割合で添加した場合に、熱サイクル耐久性が向上し、熱サイクル数は、ポリエステル無添加の場合より５％以上増加した。ポリエステル粉末の添加量が７％になると、熱サイクル耐久性が大幅に低下した。
熱伝導率は、ポリエステル粉末の割合が０．１重量％以上の場合に、ポリエステル粉末無添加の場合より低下し、９５％以下となった。
【００５０】
（実施例５）
原料粉末としてＳｍＹｂＺｒ２Ｏ７粉末を使用した以外は、実施例１と同様にして、試験片を作製し、熱伝導率及び熱サイクル耐久性の測定を実施した。
【００５１】
実施例１と同様に試験片断面を顕微鏡観察し、ＳｍＹｂＺｒ２Ｏ７粉末とポリエステル粉末との混合粉末を用いて溶射製膜されたセラミックス層に、３０μｍ以上１５０μｍ以下の大径気孔が導入されたことを確認した。
表５に、ＳｍＹｂＺｒ２Ｏ７粉末とポリエステル粉末の混合比率、ＳｍＹｂＺｒ２Ｏ７層中の気孔の占有率、試験片の熱サイクル耐久性、及び熱伝導率を示す。
【表５】
2009228018.tif 000007
【００５２】
ポリエステル粉末無添加の試験片（ＳｍＹｂＺｒ２Ｏ７粉末１００重量％）の気孔占有率は１０％程度であった。ポリエステル粉末とＳｍＹｂＺｒ２Ｏ７粉末との混合粉末を用いた試験片は、ポリエステル粉末を添加しない試験片よりも気孔占有率を増加させることができた。
ポリエステル粉末の割合が０．０５重量％の試験片の熱サイクル数及び熱伝導率は、ポリエステル粉末を添加しない試験片とほぼ同等であった。ポリエステル粉末を０．１重量％以上５重量％以下の割合で添加した場合に、熱サイクル耐久性が向上した。特に、ポリエステル粉末の割合が０．１重量％以上３重量％以下の場合に、熱サイクル数がポリエステル無添加の場合より５％以上増加した。ポリエステル粉末の添加量が７％になると、熱サイクル耐久性が大幅に低下した。
熱伝導率は、ポリエステル粉末の割合が０．１重量％以上の場合に、ポリエステル粉末無添加の場合より低下し、９５％以下となった。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本実施形態に係る遮熱コーティング材を備えるタービン部材の断面構造の概略図である。
【図２】（Ａ）ＹＳＺ粉末のみを用いて溶射製膜されたセラミックス層、及び、（Ｂ）ＹＳＺ粉末とポリエステル粉末との混合粉末を用いて溶射製膜されたセラミックス層の断面の顕微鏡写真である。
【符号の説明】
【００５４】
１１  耐熱基材
１２  ボンドコート層
１３  セラミックス層
１４  小径気孔
１５  大径気孔
【図１】
2009228018.tif 000008
【図２】
2009228018.tif 000009