JP2009161800A - Gadolinium oxide thermally sprayed film, and method for manufacturing the same - Google Patents
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- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
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Abstract
Description
本発明は蛍光体、耐熱性、光触媒性などの機能を有する酸化ガドニウム皮膜と溶射による製造方法に関するものである。 The present invention relates to a gadonium oxide film having functions such as phosphor, heat resistance, and photocatalytic property, and a manufacturing method using thermal spraying.
金属・合金、セラミックスは温度が変化することにより変態し特性が変わる。処理温度が高い表面改質プロセスにおいて、常温での材料特性が高温処理によって変態し別の特性に変わる。特に溶射プロセスでは電気式溶射法のプラズマ溶射では4000℃から30000℃、ガス式溶射法2200℃から3400℃でその温度以下で制御して溶射することは困難である。材料が変態しない温度で精度良く制御して、皮膜構成を変化させて溶射する方法が強く望まれている。
蛍光体は塗料と混ぜて塗装されているので塗料の使用温度以上、例えば350℃以上で塗料が燃えて用いられない。また、蛍光体は大気中に暴露されると、塵、ごみなどが付着して蛍光性機能を損なう。光触媒のアナターゼTiO2は洗浄効果があるが、高温溶射のためルチルTiO2に変態して機能を満足しない。
Since the phosphor is mixed with the paint and applied, the paint is not used because it burns above the use temperature of the paint, for example, 350 ° C. or more. Further, when the phosphor is exposed to the atmosphere, dust, dust and the like adhere to it and impair the fluorescent function. Photocatalytic anatase TiO2 has a cleaning effect, but it transforms to rutile TiO2 due to high temperature spraying and does not satisfy its function.
溶射プロセス
Ar+水素、Ar+窒素、He+水素などの作動ガスを用いるプラズマ溶射はフレーム温度が15000℃から30000℃にもなる。一方燃料と酸素を用いる従来のフレーム溶射において、酸素/灯油、空気/灯油、酸素/水素、酸素/プロピレン、酸素/プロパン、酸素/エチレン、酸素/アセチレン、酸素/天然ガスのいずれかの混合ガスを用いて燃焼させ熱を発生させる。フレーム温度は2200℃から3400℃になり、連続燃焼反応であるので、それ以下の温度に制御するのは非常に困難である。
Thermal spray process
Plasma spraying using working gases such as Ar + hydrogen, Ar + nitrogen, and He + hydrogen increases the flame temperature from 15000 ° C to 30000 ° C. On the other hand, in conventional flame spraying using fuel and oxygen, oxygen / kerosene, air / kerosene, oxygen / hydrogen, oxygen / propylene, oxygen / propane, oxygen / ethylene, oxygen / acetylene, oxygen / natural gas mixed gas To generate heat. Since the flame temperature is 2200 ° C to 3400 ° C and is a continuous combustion reaction, it is very difficult to control the temperature below that.
粉末供給装置
セラミックスのような熱伝導性の低い材料を瞬間的に加熱し、溶融する場合は粉末の粒度が細かいほうが優れている。また溶射粉末が細かいと皮膜の面粗さは細かく、後の表面の仕上げ工程は省略できる利点がある。しかし粒径0.1μmから10μmの微粉末は凝集し易く、送給は困難である。
Powder supply device When a material with low thermal conductivity such as ceramics is instantaneously heated and melted, the finer the powder, the better. Further, if the thermal spray powder is fine, the surface roughness of the coating is fine, and there is an advantage that the subsequent surface finishing step can be omitted. However, fine powder with a particle size of 0.1 μm to 10 μm tends to agglomerate and is difficult to feed.
溶射方法
溶射材料
比較的低温で溶解する材料系、変態する材料系、昇華する材料系はフレーム温度に注意する必要がある。Gd2O3の融点は2310℃である。アナターゼTiO2は700℃から800℃でルチルTiO2に変態する。またその融点は1840℃である。
Thermal spraying materials Thermal spray materials Material systems that melt at relatively low temperatures, material systems that transform, and material systems that sublime need to be aware of the flame temperature. The melting point of Gd2O3 is 2310 ° C. Anatase TiO2 transforms to rutile TiO2 at 700-800 ° C. Its melting point is 1840 ° C.
蛍光色を発し、その耐久性を増すために、光触媒を添加して被覆することにより、洗浄効果が出て埃の付着を防ぐ。 In order to emit a fluorescent color and increase its durability, a photocatalyst is added and coated to provide a cleaning effect and prevent adhesion of dust.
溶射プロセス
プラズマ溶射のフレーム温度15000℃から30000℃ではGd2O3、アナターゼTiO2は溶融して被覆困難である。 一方従来のフレーム溶射のフレーム温度2500℃から3400℃範囲でも同様溶融して皮膜の蛍光性、光触媒性を損なう。
Thermal spraying process Gd2O3 and anatase TiO2 are melted and difficult to coat at a flame temperature of plasma spraying from 15000 ℃ to 30000 ℃. On the other hand, even in the flame temperature range of 2500 ° C to 3400 ° C in the conventional flame spraying, the film melts in the same manner and the fluorescence and photocatalytic properties of the film are impaired.
溶射皮膜構成
蛍光性を持たせる皮膜構成においては緻密な皮膜が良い。従来のフレーム溶射において、フレーム温度を安定して2200℃以下に下げたり、セラミックスの微粉末がフレームに投入された部位での雰囲気温度を細かく制御したりして、緻密皮膜を被覆することは困難である。
[課題を解決するための手段]
Thermal spray coating configuration A dense coating is good for the coating configuration to give fluorescence. In conventional flame spraying, it is difficult to stably coat the dense film by lowering the frame temperature to below 2200 ° C or finely controlling the ambient temperature at the part where the ceramic fine powder is put into the frame. It is.
[Means for solving problems]
本発明に係わる、溶射方法は酸素/灯油、空気/灯油、酸素/水素、酸素/プロピレン、酸素/プロパン、酸素/エチレン、酸素/アセチレン、酸素/天然ガスを用いるフレーム溶射ガンにおいてガン先端筒をガン先端に取り付け、先端筒の円筒軸に向かって180°対象の位置2箇所、或いは90°の位置に4箇所に粉末供給ノズルを設置する。 The thermal spraying method according to the present invention includes a gun tip tube in a flame spray gun using oxygen / kerosene, air / kerosene, oxygen / hydrogen, oxygen / propylene, oxygen / propane, oxygen / ethylene, oxygen / acetylene, oxygen / natural gas. Attached to the tip of the gun, powder supply nozzles are installed at two positions at a 180 ° target or four positions at a 90 ° position toward the cylindrical axis of the tip cylinder.
溶射微粉末は狭い搬送チューブの中でブリッジを造り、安定した供給はできないので、微粉末をスラリー状にして搬送する。セラミックスの微粉末粒径0.1μmから10μmの微粉末を用いてエチルアルコール、メチルアルコールや灯油を溶媒にして攪拌し混ぜスラリー状にする。なお、粒径10μm以上の粉末が存在してもスラリー状化可能である。ポンプでチューブに送り、チューブのY字ユニオンからC2H2ガスを送付し混合する。 スラリー状粉末とC2H2ガスの混合物が粉末供給ノズルに搬送される。 Since the sprayed fine powder forms a bridge in a narrow transport tube and cannot be stably supplied, the fine powder is transported in the form of a slurry. A ceramic fine powder with a particle size of 0.1 μm to 10 μm is stirred in ethyl alcohol, methyl alcohol or kerosene as a solvent to form a slurry. Even if powder having a particle size of 10 μm or more is present, it can be made into a slurry. Pump to tube and send C2H2 gas from tube Y union to mix. A mixture of slurry-like powder and C2H2 gas is conveyed to a powder supply nozzle.
溶射微粉末をスラリー状にする溶媒としてエチルアルコール、メチルアルコール、灯油を用い、また可燃ガスとしてC2H2を用いて混合物とすることにより、いずれも酸素量が多い時は燃焼して発熱し、少ない時は燃焼しないで冷却する特徴があり、このバランスにより微粉末を溶かしたり、加熱したりして温度を調整する。 By using ethyl alcohol, methyl alcohol, kerosene as a solvent to make the thermal spray fine powder into a slurry, and using C2H2 as a combustible gas, all of them burn and generate heat when the amount of oxygen is large, and when it is small Has the characteristic of cooling without burning, and this balance adjusts the temperature by melting or heating the fine powder.
燃料に対して酸素が理論酸素量より多いと、燃焼ガスは酸素を含み、上記粉末供給ノズルから搬送されるC2H2(アセチレン)ガスやアルコールと反応して発熱する。他方、燃料に対して酸素量が理論酸素量より少ないと、燃えない燃料が含まれ温度を下げる。また上記粉末供給ノズルから搬送されるてくるC2H2(アセチレン)ガスやアルコール類も燃焼しないで、フレームを冷却する。従って、酸素量が理論酸素量以上は溶射材料を高温で加熱し、逆に酸素量が理論酸素量以下の場合は溶射材料を低温で加熱する。
参考:C12H26+37/2O2→12CO2+13H2O
When the amount of oxygen in the fuel is greater than the theoretical amount of oxygen, the combustion gas contains oxygen and reacts with the C2H2 (acetylene) gas and alcohol conveyed from the powder supply nozzle to generate heat. On the other hand, if the amount of oxygen relative to the fuel is less than the theoretical amount of oxygen, non-combustible fuel is contained and the temperature is lowered. Further, the frame is cooled without burning C2H2 (acetylene) gas and alcohols conveyed from the powder supply nozzle. Accordingly, when the oxygen amount is equal to or higher than the theoretical oxygen amount, the thermal spray material is heated at a high temperature. Conversely, when the oxygen amount is equal to or lower than the theoretical oxygen amount, the thermal spray material is heated at a low temperature.
Reference: C12H26 + 37 / 2O2 → 12CO2 + 13H2O
溶射条件因子として灯油或いは燃焼ガスと酸素の比率、その全体量、溶射距離、ガン先端筒における粉末供給ノズルのガンからの距離、C2H2供給量、スラリー供給量があり、それらのバランスで溶射加熱粒子或いは溶融粒子のフレームの雰囲気温度や溶射加熱粒子或いは溶融粒子の速度を制御し、目標にあった皮膜構成に造り込む。 Thermal spraying condition factors include kerosene or combustion gas and oxygen ratio, total amount, spray distance, distance from gun of powder supply nozzle at gun tip tube, C2H2 supply amount, slurry supply amount Alternatively, the atmosphere temperature of the flame of the molten particles, the sprayed heating particles, or the speed of the molten particles are controlled, and the film configuration is made to meet the target.
例えば、燃料として灯油/酸素の混合体を使用する場合の溶射条件は、酸素ガスを圧力0.5 〜1.5MPa、流量400〜1400リットル/分に、灯油圧力0.4〜1.4 MPa、流量0.2〜0.5リットル/分、圧縮空気を圧力0.2 〜1.5MPa、500〜1000リットル/分に、スラリー状粉末供給量.100 〜900グラム/分、C2H2(アセチレン)圧力0.1 〜1.5MPa、20〜600リットル/分にする。溶射距離はガン先端筒先から70mm〜400mmにする。 For example, when using kerosene / oxygen mixture as fuel, the thermal spraying conditions are oxygen gas pressure 0.5-1.5 MPa, flow rate 400-1400 liters / minute, kerosene pressure 0.4-1.4 MPa, flow rate 0.2-0.5 liters / minute. Min, compressed air pressure to 0.2-1.5MPa, 500-1000L / min, slurry powder feed rate. 100-900g / min, C2H2 (acetylene) pressure 0.1-1.5MPa, 20-600L / min . The spraying distance should be 70mm to 400mm from the tip of the gun tip.
燃料としてアセチレン/酸素の混合体を使用する場合の溶射条件は、酸素ガスを圧力0.15 〜0.3MPa、流量
30〜70リットル/分にアセチレン圧力0.10〜0.24MPa、流量15〜55リットル/分、圧縮空気を圧力0.2 〜1.5MPa、100〜1500リットル/分に、スラリー状粉末供給量. 100〜900グラム/分、C2H2(アセチレン)圧力0.3〜1.5MPa、60〜600リットル/分にする。溶射距離はガン先端筒先から50mm〜300mmにする。
When using acetylene / oxygen mixture as fuel, the thermal spraying conditions are oxygen gas pressure 0.15 to 0.3 MPa, flow rate
Acetylene pressure 0.10-0.24MPa to 30-70L / min, flow rate 15-55L / min, compressed air pressure 0.2-1.5MPa, slurry powder supply amount to 100-1500L / min. 100-900g / min Min, C2H2 (acetylene) pressure 0.3-1.5 MPa, 60-600 liters / min. The spraying distance should be 50mm to 300mm from the tip of the gun tip.
フレーム温度を下げて、温度を精度良く制御し、酸化物Gd2O3、酸化物Gd2O3+アナターゼTiO2の溶射が可能となった。複合化により、洗浄効果で常にクリーンな蛍光体の発色が可能になった。 The flame temperature was lowered and the temperature was precisely controlled, enabling thermal spraying of oxide Gd2O3, oxide Gd2O3 + anatase TiO2. Due to the composite, a clean phosphor can always be developed with a cleaning effect.
簡素な粉末供給システムと使用溶媒とガスにより微粉末の供給が可能となった。微粉末を用いた溶射皮膜ができ、表面粗さを細かくして表面仕上げ工程を省略できるようになった。そのためコスト増加を抑えることが可能となった。 A simple powder supply system, solvent and gas used enable fine powder supply. A thermal spray coating using fine powder was made, and the surface finishing process could be omitted by reducing the surface roughness. Therefore, it was possible to suppress the increase in cost.
フレーム温度を下げて、温度を精度良く制御し、溶射皮膜構成を緻密、気孔、ラメラー、或いは球状未溶融粒子+溶融混合皮膜の形成を可能にし、今まで不可能であった機能性を有する皮膜が得られるようになった。 Lowering the frame temperature and controlling the temperature accurately, enabling the formation of dense, pores, lamellar, or spherical unmelted particles + molten mixed coatings with a spray coating composition that has previously been impossible. Can now be obtained.
図1の模式図に示すようにフレーム溶射ガン1は燃焼室2を有し、酸素通路2から酸素ガスを導入し、
燃料通路4から灯油、アセチレン、プロピレン、プロパン、エチレン、天然ガスなどの燃焼ガスや燃料液を導入する。燃焼室2で燃料と酸素は混合され、ガンノズル5に導かれ、点火されると燃焼する。ガンノズルにはその内部に圧縮空気通路6を有し、圧縮空気がガン先端筒9の内面を層流に流れ、溶射粉末がガン先端筒9内面に凝着しないように構成されている。
As shown in the schematic diagram of FIG. 1, the flame spray gun 1 has a combustion chamber 2, introduces oxygen gas from the oxygen passage 2,
Combustion gas and fuel liquid such as kerosene, acetylene, propylene, propane, ethylene and natural gas are introduced from the fuel passage 4. Fuel and oxygen are mixed in the combustion chamber 2, guided to the gun nozzle 5, and burned when ignited. The gun nozzle has a compressed air passage 6 therein, and the compressed air flows in a laminar flow on the inner surface of the gun tip tube 9 so that the sprayed powder does not adhere to the inner surface of the gun tip tube 9.
ガン先端筒9には粉末供給ノズル7がガン先端筒9の軸に向かって設置されている。その粉末供給ノズル7はガス/溶射粉末通路8を有している。 スラリー状粉末とC2H2ガスとの混合物を粉末供給ノズル7に導入され、上記燃焼ガスのフレームの内部に噴射する。 A powder supply nozzle 7 is installed on the gun tip tube 9 toward the axis of the gun tip tube 9. The powder supply nozzle 7 has a gas / sprayed powder passage 8. A mixture of the slurry-like powder and C2H2 gas is introduced into the powder supply nozzle 7 and injected into the combustion gas flame.
燃料に対して理論酸素量が多いと、燃焼ガスは酸素を含み、ガン先端筒9部の内面において、フレーム温度が上がり、溶射粉末が高温に加熱される。燃料に対して理論酸素量が少ないと、ガン先端筒9部の内面において、C2H2ガスが燃焼せずに冷却され、溶射粉末が低温で加熱される。ガンノズル5とガン先端筒9の内径が狭くなっているので、燃焼ガスの速度が速くなり、加熱粒子或いは溶融粒子は加速されて基材11に衝突し、皮膜10を形成する。 When the theoretical oxygen amount is large with respect to the fuel, the combustion gas contains oxygen, the flame temperature rises on the inner surface of the gun tip tube 9 portion, and the sprayed powder is heated to a high temperature. When the theoretical oxygen amount is small relative to the fuel, the C2H2 gas is cooled without burning on the inner surface of the gun tip tube 9 portion, and the sprayed powder is heated at a low temperature. Since the inner diameters of the gun nozzle 5 and the gun tip tube 9 are narrow, the speed of the combustion gas is increased, and the heated particles or the molten particles are accelerated and collide with the base material 11 to form the film 10.
蛍光性と耐熱性と光触媒性を必要とする、Gd2O3、アナターゼTiO2微粉末を用いた図2のラメラー層からなる緻密な皮膜構成を造るのが望ましい。アナターゼTiO2は700℃から800℃でルチルTiO2に変態するので極力低温で、フレーム温度を保持し、加速して被覆する必要がある。
本発明を実施例で詳しく説明する。
It is desirable to make a dense film structure composed of the lamellar layer of FIG. 2 using Gd2O3 and anatase TiO2 fine powders that require fluorescence, heat resistance and photocatalytic properties. Since anatase TiO2 is transformed into rutile TiO2 at 700 ° C to 800 ° C, it is necessary to keep the flame temperature as low as possible and accelerate the coating.
The present invention will be described in detail with reference to examples.
100mm×100mm×板厚さ2mmのSUS304の試験片を使用した。皮膜を形成する前に予め洗浄し粗面化処理としてグリットブラスト処理をおこなう。アルミナグリット60メッシュを用いて0.5Mpa程度の圧力で試験片基材に吹き付ける。ブラスト後の表面粗さRa10〜15μmであった。 A specimen of SUS304 having a size of 100 mm × 100 mm × plate thickness 2 mm was used. Before forming the film, it is washed in advance and a grit blast treatment is performed as a roughening treatment. Alumina grit 60 mesh is used and sprayed onto the specimen substrate at a pressure of about 0.5 Mpa. The surface roughness after blasting was Ra10-15 μm.
図1に示す溶射ガンを用いて粉末とアセチレンガスを止めて、燃焼させ、試験片を50℃から150℃に加熱して予熱処理を行った。この処理により湿気、水、水蒸気を除去した。 The powder and acetylene gas were stopped using the thermal spray gun shown in FIG. 1 and combusted, and the test piece was heated from 50 ° C. to 150 ° C. and preheated. This treatment removed moisture, water, and water vapor.
Gd2O3微粉末粒径1μmから5μmを用いてエチルアルコールと混ぜる。Gd2O3嵩容量1に対して、エチルアルコールの容量1.5を容器に入れて撹拌しスラリー状にする。これらの混合物はスラリー搬送チューブを通じて、チューブのY字ユニオンからアセチレンを混合させガス/粉末通路8に導入される。
ガン先端筒先から試験片基材の距離を150mmに保ち、ガンの軸と試験片面を垂直に保持する。即ち、溶射距離は150mmにする。下記にまとめて溶射条件を示す。
[溶射施工条件]
Mix with ethyl alcohol using Gd2O3 fine powder particle size 1μm to 5μm. For a bulk volume of Gd2O3, a volume of ethyl alcohol of 1.5 is placed in a container and stirred to form a slurry. These mixtures are introduced into the gas / powder passage 8 by mixing acetylene from the Y-shaped union of the tube through the slurry carrying tube.
The distance from the tip of the gun tip to the specimen substrate is kept at 150 mm, and the gun axis and specimen surface are held vertically. That is, the spraying distance is 150 mm. The thermal spraying conditions are summarized below.
[Spraying conditions]
燃料灯油:圧力0.8MPa, 流量 0.4リットル/分
酸素ガス:圧力1.0MPa, 流量 700リットル/分
圧縮空気:圧力0.5MPa, 流量 600 リットル/分
粉末供給量:Gd2O3+エチルアルコール:500g/分
アセチレンガス:圧力0.3MPa, 流量 60 リットル/分
Fuel kerosene: Pressure 0.8MPa, Flow rate 0.4L / min Oxygen gas: Pressure 1.0MPa, Flow rate 700L / min Compressed air: Pressure 0.5MPa, Flow rate 600L / min Powder supply rate: Gd2O3 + Ethyl alcohol: 500g / min Acetylene gas: Pressure 0.3 MPa, Flow rate 60 liter / min
このようにして得られた試験片基材への溶射皮膜の厚さは80μmであり、表面粗さはRa1〜4μmであった。この皮膜断面の組織は図5に示す。若干気孔を含んだラメラー層を有する組織である。
またこの皮膜をX線回折装置で調べた結果を図4に示す。Gd2O3が検出された。
上記Gd2O3皮膜の外観写真を図6に示す。この試験片にブラックライトで光を当て図7のような蛍光色を確認した。また、大気中で上記皮膜を有する試験片から切り出し、室温から900℃に昇温して、5分間保持し、空冷した。その結果は900℃以下であれば剥離をしなかった。350℃以上900℃以下に曝された環境でもGd2O3皮膜の蛍光性を保持されていることを確認した。また上記皮膜を有する試験片から切り出し600℃加熱、5分間保持し、空冷したGd2O3皮膜をブラックライトで光を当て蛍光色を発している試験片を図8に示す。
The thickness of the thermal spray coating on the test piece substrate thus obtained was 80 μm, and the surface roughness was Ra1 to 4 μm. The structure of this film cross section is shown in FIG. It is a structure having a lamellar layer slightly containing pores.
The results of examining this film with an X-ray diffractometer are shown in FIG. Gd2O3 was detected.
An appearance photograph of the Gd2O3 film is shown in FIG. The test piece was illuminated with black light to confirm the fluorescent color as shown in FIG. Moreover, it cut out from the test piece which has the said film | membrane in air | atmosphere, heated up from room temperature to 900 degreeC, hold | maintained for 5 minutes, and air-cooled. If the result was 900 ° C. or lower, peeling did not occur. It was confirmed that the fluorescence of the Gd2O3 film was maintained even in an environment exposed to 350 ° C or higher and 900 ° C or lower. Further, FIG. 8 shows a test piece which is cut out from the test piece having the above-mentioned film, heated at 600 ° C., kept for 5 minutes, and air-cooled to emit a fluorescent color by irradiating light with a black light.
100mm×100mm×板厚さ2mmのSUS304の試験片を使用した。皮膜を形成する前に予め洗浄し粗面化処理としてグリットブラスト処理をおこなう。アルミナグリット60メッシュを用いて0.5Mpa程度の圧力で試験片基材に吹き付ける。ブラスト後の表面粗さRa10〜15μmであった。図1に示す溶射ガンを用いて粉末とアセチレンガスを止めて、試験片を50℃から150℃加熱して予熱処理を行った。この処理により湿気、水、水蒸気を除去した。 A specimen of SUS304 having a size of 100 mm × 100 mm × plate thickness 2 mm was used. Before forming the film, it is washed in advance and a grit blast treatment is performed as a roughening treatment. Alumina grit 60 mesh is used and sprayed onto the specimen substrate at a pressure of about 0.5 Mpa. The surface roughness after blasting was Ra10-15 μm. The powder and acetylene gas were stopped using the spray gun shown in FIG. 1, and the test piece was heated from 50 ° C. to 150 ° C. for pre-heat treatment. This treatment removed moisture, water, and water vapor.
Gd2O3粒径1μmから5μmの粉末嵩容量1に対してアナターゼTiO2微粉末1μmから5μmの粉末嵩容量30%混合物を用いてメチルアルコールと混ぜる。上記Gd2O3とアナターゼTiO2の混合粉末嵩容量1に対して、メチルアルコールの容量1を容器に入れて撹拌しスラリー状にする。これらの混合物はスラリー搬送チューブを通じて、チューブのY字ユニオンからアセチレンを混合させガス/粉末通路8に導入される。 Mix with methyl alcohol using a 30% powder bulk volume mixture of 1 μm to 5 μm anatase TiO2 fine powder to a powder bulk volume 1 of Gd2O3 particle size 1 μm to 5 μm. For the mixed powder bulk volume 1 of Gd2O3 and anatase TiO2, the volume 1 of methyl alcohol is put in a container and stirred to form a slurry. These mixtures are introduced into the gas / powder passage 8 by mixing acetylene from the Y-shaped union of the tube through the slurry carrying tube.
ガン先端筒先から試験片基材の距離を150mmに保ち、ガンの軸と試験片面を垂直に保持する。即ち、溶射距離は150mmにする。下記にまとめて溶射条件を示す。
[溶射施工条件]
The distance from the tip of the gun tip to the specimen substrate is kept at 150 mm, and the gun axis and specimen surface are held vertically. That is, the spraying distance is 150 mm. The thermal spraying conditions are summarized below.
[Spraying conditions]
燃料灯油:圧力0.9MPa, 流量 0.45リットル/分
酸素ガス:圧力1.0MPa, 流量 700リットル/分
圧縮空気:圧力0.4MPa, 流量 480リットル/分
粉末供給量Gd2O3とアナターゼTiO2+メチルアルコール:450g/分
アセチレン:圧力0.4MPa, 流量 80リットル/分
Fuel kerosene: Pressure 0.9MPa, Flow rate 0.45L / min Oxygen gas: Pressure 1.0MPa, Flow rate 700L / min Compressed air: Pressure 0.4MPa, Flow rate 480L / min Powder supply rate Gd2O3 and anatase TiO2 + methyl alcohol: 450g / min acetylene : Pressure 0.4MPa, Flow rate 80l / min
このようにして得られた試験片基材への溶射皮膜の厚さは100 μmであり、表面粗さはRa1〜4μmであった。この皮膜断面の組織は図に示されていないが、若干気孔を含んだラメラー層を有する組織である。
またこの皮膜をX線回折装置で調べた結果はGd2O3とアナターゼTiO2が検出された。
上記Gd2O3皮膜をブラックライトで光を当て蛍光色を確認した。また長期間大気中に暴露しアナターゼTiO2の洗浄効果が確認できた。
The thickness of the sprayed coating on the test piece base material thus obtained was 100 μm, and the surface roughness was Ra1 to 4 μm. Although the structure of the cross section of the film is not shown in the drawing, it is a structure having a lamellar layer containing a few pores.
As a result of examining this film with an X-ray diffractometer, Gd2O3 and anatase TiO2 were detected.
The Gd2O3 film was illuminated with black light to confirm the fluorescent color. The cleaning effect of anatase TiO2 was confirmed after exposure to the atmosphere for a long time.
1 フレーム溶射ガン
2 燃焼室
3 酸素通路
4 燃料通路
5 ガンノズル
6 圧縮空気通路
7 粉末供給ノズル
8 スラリー状溶射粉末+C2H2:ガス/粉末通路
9 ガン先端筒
10 溶射皮膜
11 基材
12 ラメラー
13 気孔
14 球状未溶融粒子
1 Flame spray gun 2 Combustion chamber 3 Oxygen passage 4 Fuel passage 5 Gun nozzle 6 Compressed air passage 7 Powder supply nozzle 8 Slurry spray powder + C2H2: Gas / powder passage 9 Gun tip tube 10 Spray coating 11 Base material 12 Lamellar 13 Pore 14 Spherical shape Unmelted particles
Claims (5)
フレームの後方に粉末供給用ノズルを設置する。そのノズルから微粉末溶射粉末や或いはスラリー状にした溶射粉末と燃焼ガスとしてアセチレンからなる混合物を噴射する。その際、燃焼室の酸素量、ノズルからのアセチレン量を調整して溶射粉末の温度を制御して被覆する溶射方法。 In flame spraying using fuel and oxygen, oxygen / kerosene, air / kerosene, oxygen / hydrogen, oxygen / propylene, oxygen / propane, oxygen / ethylene, oxygen / acetylene, oxygen / natural gas mixed gas Generate a frame.
A powder supply nozzle is installed behind the frame. From the nozzle, a fine powder spray powder or a mixture of acetylene is sprayed as a slurry spray powder and combustion gas. At that time, a thermal spraying method in which the amount of oxygen in the combustion chamber and the amount of acetylene from the nozzle are adjusted to control the temperature of the thermal spray powder to coat.
ール、灯油を用いる。 Ethyl alcohol, methyl alcohol, and kerosene are used as a medium for making the sprayed fine powder of the above claims into a slurry.
膜。 The film formed according to the above claims has fluorescent, heat-resistant, and photocatalytic functions.
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