JPH07286982A - Life prediction method and maintenance inspection method for ceramic structural parts - Google Patents
Life prediction method and maintenance inspection method for ceramic structural partsInfo
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 信頼性を向上させたセラミックス構造部品の
寿命予測方法、又は、このセラミックス構造部品を用い
た各種プラントの寿命診断方法を提供し、更に、寿命を
直接診断、予測可能なセラミックス構造部品とその製造
方法を提供する。
【構成】 セラミックス構造部品の表面又は表面近傍に
導電回路を設け、この導電回路に誘導電流を流し、その
電圧変化に基づいてセラミックス構造部品の寿命を予測
する。更に、電圧変化の変化量と予め求められたセラミ
ックス構造部品の寿命を示す電圧変化量で表わされるし
きい値とを比較し、前記電圧変化の変化量が前記しきい
値に達した時点でセラミックス構造部品の保守、点検を
行なう。更に、これを各種プラントの寿命診断に応用し
た。又、上記導電回路を設けたセラミックス構造部品と
その製造方法である。
(57) [Summary] [Purpose] To provide a method of predicting the life of a ceramic structural component with improved reliability, or a method of diagnosing the life of various plants using this ceramic structural component, and further diagnosing and predicting the life directly. A possible ceramic structural component and its manufacturing method are provided. [Structure] A conductive circuit is provided on or near the surface of the ceramic structural component, an induced current is passed through the conductive circuit, and the life of the ceramic structural component is predicted based on the voltage change. Further, the amount of change in voltage change is compared with a threshold value, which is determined in advance, by the amount of voltage change indicating the life of the ceramic structural component, and when the amount of change in voltage change reaches the threshold value, the ceramic Maintain and inspect structural parts. Furthermore, this was applied to the life diagnosis of various plants. The present invention also relates to a ceramic structural component provided with the conductive circuit and a method for manufacturing the same.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、実際の実働状態下にお
いて寿命を判断することが可能な、セラミックス構造部
品の寿命予測方法及び保守点検方法、更にガスタービ
ン、原子力プラント、核融合プラント、電磁流体発電プ
ラント等の各種プラントの実働状態において寿命を監視
するプラントの寿命診断方法、又は、実働状態において
寿命予測や保守点検が可能なセラミックス構造部品及び
その製造方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for predicting the life of ceramic structural parts and a method for maintenance and inspection, which can judge the life under actual operating conditions, and further a gas turbine, a nuclear power plant, a fusion plant, an electromagnetic system. The present invention relates to a method for diagnosing the life of a plant that monitors the life of various plants such as a fluid power plant in the actual operating state, or a ceramic structural component capable of predicting the life and performing maintenance and inspection in the actual operating state, and a manufacturing method thereof.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来の構造用セラミックスを実構造部品
に適用するための大きな問題点は、信頼性が低いことに
ある。セラミックスは、金属に比較して、耐熱性、耐酸
化性、耐摩耗性に優れるが、破壊靭性値が小さい(粘り
が無い)ために信頼性が低く、実機構造部品に適用しず
らい問題が有る。今まで、この問題を解決する方法とし
て、靭性を向上させる方法(文献;「Si3N4−SiCウイ
スカー系複合セラミックス」、セラミックス、No.12、19
83)や超音波などによりクラック進展を確認する方法(文
献;「セラミックスの非破壊評価技術」、セラミックス、
No.10、1985)が行われている。2. Description of the Related Art A major problem in applying conventional structural ceramics to actual structural parts is low reliability. Ceramics are superior in heat resistance, oxidation resistance, and wear resistance to metals, but their reliability is low due to their small fracture toughness (no stickiness), making them difficult to apply to actual structural components. There is. Up to now, as a method for solving this problem, a method of improving toughness (reference: “Si 3 N 4 —SiC whisker-based composite ceramics”, Ceramics, No. 12, 19)
83) or a method for confirming the progress of cracks by ultrasonic waves (reference; "Nondestructive evaluation technology for ceramics", ceramics,
No. 10, 1985) is being conducted.
【0003】又、例えばガスタービンプラントなどの保
守時期の決定方法としては、寿命計算により行なう(特
開昭59-3335号公報)、実機構造部品のそばに被測定材を
設け、被測定材の寿命を測定することにより診断を行な
う(特開昭57-113360号公報)などがある。何れも、実機
構造部品自身の寿命を直接診断しておらず、正確な寿命
診断方法ではない。実機構造部品自身に測定手段を設け
たものとしては、実機構造部品表面に取り付けられた電
気的な測定手段によってき裂深さの経時的変化を監視す
るもの(特開昭56-75907号公報)が知られている。As a method of determining the maintenance time of a gas turbine plant, for example, the life is calculated (Japanese Patent Laid-Open No. 59-3335), and the material to be measured is provided beside the actual machine structural parts. For example, there is a diagnosis by measuring the life (JP-A-57-113360). None of these methods directly diagnose the service life of the actual structural component itself, and are not accurate service life diagnosis methods. As a measuring means provided on the actual machine structural component itself, an electric measuring means mounted on the surface of the actual machine structural part is used to monitor the change over time in the crack depth (JP-A-56-75907). It has been known.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、実機
構造部品自身の寿命診断について配慮がなされておら
ず、高信頼性、寿命診断に自ずから限界があった。なぜ
なら、従来の靭性を向上させる方法では、粒子分散や繊
維強化を行なっても、セラミックス自身の物理的特性を
根本的に変えることはできず、見掛け上靭性は向上する
が、その値は金属の1/5であり、やはり信頼性は低
い。又、超音波などによりクラック進展を確認する方法
は、試験片レベルでの測定は可能であるが、実機構造部
品に適用するには、セラミックス構造部品へのセンサー
の貼り付け、計測装置の付加など、耐熱環境下などでは
適用不可能であった。又、実機構造部品自身の寿命を直
接診断しない方法では、セラミックスを使用するには信
頼性が低い。In the above-mentioned prior art, no consideration is given to the life diagnosis of the actual structural components themselves, and there is a limit to the high reliability and the life diagnosis. Because, in the conventional method of improving the toughness, even if the particles are dispersed or the fiber is reinforced, the physical properties of the ceramic itself cannot be fundamentally changed, and the toughness is apparently improved, but the value is It is 1/5, and the reliability is still low. In addition, the method of confirming the crack development by ultrasonic waves, etc. can be measured at the test piece level, but to apply it to the actual machine structural parts, attach the sensor to the ceramic structural parts, add a measuring device, etc. However, it was not applicable in a heat resistant environment. Further, the method of not directly diagnosing the service life of the actual structural component itself has low reliability in using ceramics.
【0005】本発明第1の目的は、実機構造部品である
セラミックス構造部品の寿命を直接診断、予測し、これ
によってセラミックス構造部品の寿命予測及び保守、点
検を可能にするセラミックス構造部品の寿命予測方法及
び保守点検方法を提供することである。A first object of the present invention is to directly diagnose and predict the service life of a ceramic structural part which is an actual machine structural part, thereby predicting the service life of the ceramic structural part and predicting the service life of the ceramic structural part. Method and maintenance inspection method.
【0006】本発明第2の目的は、各種プラントを構成
する構造部品の内、セラミック焼結体よりなる構造部品
の寿命を直接診断、予測し、これによってプラントの寿
命を診断する各種プラントの寿命診断方法を提供するこ
とである。A second object of the present invention is to directly diagnose and predict the lifespan of structural parts made of a ceramic sintered body among the structural parts constituting various plants, and thereby to diagnose the lifespan of the plants. It is to provide a diagnostic method.
【0007】本発明第3の目的は、実機構造部品である
セラミックス構造部品に使用されているセラミックス焼
結体の寿命を直接診断、予測可能なセラミックス構造部
品とその製造方法を提供することである。A third object of the present invention is to provide a ceramic structural component and its manufacturing method, which can directly diagnose and predict the life of the ceramic sintered body used in the ceramic structural component which is the actual structural component. .
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本第1発明は、セラミックス構造部品の表面又は表
面近傍に導電回路を設け、該導電回路に誘導電流を流
し、その電圧変化に基づいて前記セラミックス構造部品
の寿命を予測することである。In order to solve the above-mentioned problems, the first aspect of the present invention is to provide a conductive circuit on or near the surface of a ceramic structural component, apply an induced current to the conductive circuit, and based on the voltage change thereof. To predict the life of the ceramic structural component.
【0009】本第2発明は、セラミックス構造部品の表
面又は表面近傍に導電性セラミックスを有する導電回路
を設け、該導電回路に誘導電流を流し、その電圧変化に
基づいて前記セラミックス構造部品の寿命を予測するこ
とである。According to the second aspect of the present invention, a conductive circuit having conductive ceramics is provided on or near the surface of the ceramic structural component, an induced current is passed through the conductive circuit, and the life of the ceramic structural component is extended based on the voltage change. To predict.
【0010】本第3発明は、セラミックス構造部品の表
面又は表面近傍に炭素を有する導電回路を設け、該導電
回路に誘導電流を流し、その電圧変化に基づいて前記セ
ラミックス構造部品の寿命を予測することである。According to the third aspect of the present invention, a conductive circuit having carbon is provided on or near the surface of the ceramic structural component, an induced current is passed through the conductive circuit, and the life of the ceramic structural component is predicted based on the voltage change. That is.
【0011】本第4発明は、セラミックス構造部品の表
面又は表面近傍に金属を有する導電回路を設け、該導電
回路に誘導電流を流し、その電圧変化に基づいて前記セ
ラミックス構造部品の寿命を予測することである。According to the fourth aspect of the present invention, a conductive circuit having a metal is provided on or near the surface of the ceramic structural component, an induced current is passed through the conductive circuit, and the life of the ceramic structural component is predicted based on the voltage change. That is.
【0012】本第5発明は、セラミックス構造部品の表
面又は表面近傍に導電回路を設け、該導電回路に誘導電
流を流し、その電圧変化を測定し、該電圧変化の変化量
と予め求められた前記セラミックス構造部品の寿命を示
す電圧変化量で表わされるしきい値とを比較し、前記電
圧変化の変化量が前記しきい値に達した時点で前記セラ
ミックス構造部品の保守、点検を行なうことである。According to the fifth aspect of the present invention, a conductive circuit is provided on or near the surface of the ceramic structural component, an induced current is passed through the conductive circuit, the voltage change thereof is measured, and the change amount of the voltage change is determined in advance. By comparing with a threshold value represented by a voltage change amount indicating the life of the ceramic structural component, when the change amount of the voltage change reaches the threshold value, maintenance and inspection of the ceramic structural component can be performed. is there.
【0013】本第6発明は、燃焼ガスによってタービン
を回転させるガスタービンにおいて、該ガスタービンを
構成する複数の構造部品の少なくとも1つがセラミック
ス焼結体より成り、該セラミックス焼結体の表面又は表
面近傍に導電回路を設け、該導電回路に誘導電流を流
し、その電圧変化に基づいて前記セラミックス焼結体の
寿命を監視することである。According to a sixth aspect of the present invention, in a gas turbine in which a turbine is rotated by combustion gas, at least one of a plurality of structural parts constituting the gas turbine is made of a ceramics sintered body, and the surface or the surface of the ceramics sintered body. A conductive circuit is provided in the vicinity, an induced current is passed through the conductive circuit, and the life of the ceramic sintered body is monitored based on the voltage change.
【0014】本第7発明は、原子核分裂によって発生し
たエネルギーを利用する原子力プラントにおいて、該原
子力プラントを構成する複数の構造部品の少なくとも1
つがセラミックス焼結体よりなり、該セラミックス焼結
体の表面又は表面近傍に導電回路を設け、該導電回路に
誘導電流を流し、その電圧変化に基づいて前記セラミッ
クス焼結体の寿命を監視することである。A seventh aspect of the present invention is, in a nuclear power plant utilizing energy generated by nuclear fission, at least one of a plurality of structural parts constituting the nuclear power plant.
And a conductive circuit provided on or near the surface of the ceramic sintered body, an induced current is passed through the conductive circuit, and the life of the ceramic sintered body is monitored based on the voltage change. Is.
【0015】本第8発明は、原子核融合によってエネル
ギーを発生する核融合プラントにおいて、該核融合プラ
ントを構成する複数の構造部品の少なくとも1つのプラ
ズマに対向する側にセラミックス焼結体を設け、該セラ
ミックス焼結体の表面又は表面近傍に導電回路を設け、
該導電回路に誘導電流を流し、その電圧変化に基づいて
前記セラミックス焼結体の寿命を監視することである。According to the eighth aspect of the present invention, in a nuclear fusion plant that generates energy by nuclear fusion, a ceramic sintered body is provided on the side of at least one plasma of a plurality of structural parts constituting the nuclear fusion plant, Provide a conductive circuit on or near the surface of the ceramic sintered body,
An induced current is passed through the conductive circuit, and the life of the ceramic sintered body is monitored based on the voltage change.
【0016】本第9発明は、高温ガスプラズマが磁場を
横切って高速で流れることによって電気エネルギーを発
生する電磁流体発電プラントにおいて、該電磁流体発電
プラントを構成する高温ガス排気ダクト内壁がセラミッ
クス焼結体よりなり、該セラミックス焼結体の表面又は
表面近傍に導電回路を設け、該導電回路に誘導電流を流
し、その電圧変化に基づいて前記セラミックス焼結体の
寿命を監視することである。According to the ninth aspect of the present invention, in a magnetohydrodynamic power generation plant in which high temperature gas plasma flows at high speed across a magnetic field to generate electric energy, the inner wall of the high temperature gas exhaust duct constituting the magnetohydrodynamic power generation plant is made of ceramics. A ceramics sintered body is provided with a conductive circuit on or near the surface thereof, an induced current is passed through the conductive circuit, and the life of the ceramics sintered body is monitored based on the voltage change.
【0017】本第10発明は、セラミックス焼結体を有
するセラミックス構造部品において、該セラミックス焼
結体の表面又は表面近傍に炭素、セラミックス、金属の
少なくとも1つによって構成された誘導電流発生用の導
電回路を設けたことである。The tenth aspect of the present invention is, in a ceramic structural part having a ceramics sintered body, a conductive material for generating an induced current, which is composed of at least one of carbon, ceramics and metal on or near the surface of the ceramics sintered body. The circuit is provided.
【0018】本第11発明は、セラミックス焼結体を有
するセラミックス構造部品において、該セラミックス焼
結体の表面又は表面近傍に炭素繊維、セラミックス繊
維、金属繊維の少なくとも1つによって構成された誘導
電流発生用の導電回路を設けたことである。According to the eleventh aspect of the present invention, in a ceramic structural component having a ceramics sintered body, an induced current is formed on the surface of the ceramics sintered body or in the vicinity of the surface by at least one of carbon fiber, ceramic fiber and metal fiber. Is to provide a conductive circuit for.
【0019】本第12発明は、本第10発明又は第11
発明において、前記導電回路は、該導電回路の外部回路
に電気的に接続される端子を有したことである。The twelfth invention is the tenth invention or the eleventh invention.
In the invention, the conductive circuit has a terminal electrically connected to an external circuit of the conductive circuit.
【0020】本第13発明は、本第10発明又は第11
発明において、前記導電回路は、前記セラミックス焼結
体の熱応力を緩和する十分な温度に加熱可能な抵抗値を
有したことである。The thirteenth invention is the tenth invention or the eleventh invention.
In the invention, the conductive circuit has a resistance value capable of being heated to a sufficient temperature for relaxing the thermal stress of the ceramic sintered body.
【0021】本第14発明は、本第10発明又は第11
発明において、前記導電回路の比誘電率は30以上又は
前記導電回路の透磁率は1以上である。The fourteenth invention is the tenth invention or the eleventh invention.
In the invention, the relative permittivity of the conductive circuit is 30 or more, or the magnetic permeability of the conductive circuit is 1 or more.
【0022】本第15発明は、本第10発明又は第11
発明において、前記セラミックス焼結体は、酸化物、窒
化物、炭化物、炭窒化物、酸窒化物、硼化物、ケイ化物
の少なくとも1つからなるものである。The fifteenth invention is the tenth invention or the eleventh invention.
In the invention, the ceramic sintered body is made of at least one of oxide, nitride, carbide, carbonitride, oxynitride, boride, and silicide.
【0023】本第16発明は、セラミックス焼結体を有
するセラミックス構造部品において、該セラミックス焼
結体の表面又は表面近傍に導電回路を設け、該導電回路
は、C及び/又は、Si、Ti、Zr、Cr、W、Moの何
れか1つからなる単体又は窒化物、炭化物、炭窒化物、
硼化物、ケイ化物の少なくとも1つからなるものであ
る。The sixteenth aspect of the present invention is, in a ceramic structural component having a ceramics sintered body, a conductive circuit is provided on or near the surface of the ceramics sintered body, and the conductive circuit is C and / or Si, Ti, A simple substance or a nitride, a carbide, a carbonitride made of any one of Zr, Cr, W and Mo,
It is composed of at least one of boride and silicide.
【0024】本第17発明は、セラミックス粉末を有す
る成形体の表面又は表面近傍に炭素繊維及び/又は導電
性セラミックスよりなる誘導電流発生用の導電回路の形
成用組成物を設け、前記成形体及び前記形成用組成物を
同時に焼結することである。In the seventeenth aspect of the present invention, a composition for forming a conductive circuit for generating an induced current, which comprises carbon fibers and / or conductive ceramics, is provided on or near the surface of a molded body containing ceramic powder, and the molded body and Sintering the forming composition at the same time.
【0025】本第18発明は、金属粉末を有する成形体
の表面又は表面近傍に炭素繊維及び/又は導電性セラミ
ックスよりなる誘導電流発生用の導電回路の形成用組成
物を設け、前記成形体及び前記形成用組成物を同時に窒
化性、炭化性、炭窒化性ガス雰囲気で焼結することであ
る。In the eighteenth aspect of the present invention, a composition for forming a conductive circuit for generating an induced current, which comprises carbon fibers and / or conductive ceramics, is provided on or near the surface of a molded body containing metal powder, and the molded body and Simultaneously sintering the forming composition in a nitriding, carbonizing, carbonitriding gas atmosphere.
【0026】本第19発明は、焼結後のセラミックス焼
結体の表面又は表面近傍に炭素繊維及び/又は導電性セ
ラミックスよりなる誘導電流発生用の導電回路を設けた
ことである。The nineteenth aspect of the present invention is to provide a conductive circuit for generating an induced current, which is made of carbon fibers and / or conductive ceramics, on or near the surface of the ceramics sintered body after sintering.
【0027】[0027]
【作用】本第1発明〜第4発明によれば、セラミックス
構造部品の表面又は表面近傍に導電回路を設け、この導
電回路に誘導電流を流し、その電圧変化に基づいて前記
セラミックス構造部品の寿命を予測するものであるか
ら、導電回路に交流電流を流すと、単純な一様性は存在
せずに、電流密度は中心部よりも外側の表面に近いとこ
ろで大きくなり、この誘導電流により発生した表皮効果
をセラミックス構造部品の表面層まで到達させることが
出来る。この誘導電流の非一様性の程度の大きさは周波
数の上昇につれて増大する。表皮効果は、主に導体内の
違った経路をたどると自己誘導起電力が異なることによ
る。これらの自己誘導起電力は磁束変化率に依存するの
で周波数とともに増大する。最小の磁束と交鎖する経路
の起電力は最小となる。内部交鎖数は周波数が上昇する
と減少し、表皮効果を大きくすることが可能となる。こ
の周波数の増加に伴い抵抗、電圧が増加する。今、セラ
ミックス構造部品表面に亀裂が入ると、表皮効果の距離
が変化するために電圧に変化が生じることになる。According to the first to fourth aspects of the present invention, a conductive circuit is provided on or near the surface of the ceramic structural component, an induced current is passed through the conductive circuit, and the life of the ceramic structural component is changed based on the voltage change. Therefore, when an alternating current is passed through the conductive circuit, there is no simple uniformity, and the current density becomes larger near the outer surface than the central part, which is caused by this induced current. The skin effect can reach the surface layer of the ceramic structural component. The magnitude of the non-uniformity of this induced current increases with increasing frequency. The skin effect is primarily due to the different self-induced electromotive forces that follow different paths in the conductor. Since these self-induced electromotive forces depend on the magnetic flux change rate, they increase with frequency. The electromotive force of the path that intersects with the minimum magnetic flux is the minimum. The number of internal crosslinks decreases as the frequency increases, making it possible to increase the skin effect. The resistance and voltage increase as the frequency increases. Now, when a crack is formed on the surface of the ceramic structural component, the distance due to the skin effect changes, so that the voltage changes.
【0028】更に本発明は、導電性セラミックス、炭
素、金属等を有する導電回路を設け、この導電回路の表
面又は表面近傍に誘導電流を発生させ、亀裂、変形、温
度、酸化、腐食等によるその電圧変化を測定するので、
一般的な導電回路の材質で表皮効果の大きい導電回路を
設けることが出来る。Further, the present invention is provided with a conductive circuit containing conductive ceramics, carbon, metal, etc., and an induced current is generated on the surface of the conductive circuit or in the vicinity of the surface, which is caused by cracking, deformation, temperature, oxidation, corrosion, etc. Since it measures the voltage change,
A general conductive circuit material can be used to provide a conductive circuit having a large skin effect.
【0029】又、セラミックス構造部品内に誘導電流を
発生させる導電回路を複数列並べることにより、セラミ
ックス構造部品の表面全体が検出可能となる。更に、こ
のセラミックス構造部品の寿命予測方法は、複雑形状の
セラミックス構造部品にも適用可能である。By arranging a plurality of rows of conductive circuits for generating an induced current in the ceramic structural component, the entire surface of the ceramic structural component can be detected. Further, this method of predicting the life of a ceramic structural component can be applied to a ceramic structural component having a complicated shape.
【0030】本第5発明によれば、セラミックス構造部
品の表面又は表面近傍に導電回路を設け、この導電回路
に誘導電流を流し、その電圧変化を測定し、この電圧変
化の変化量と予め求められたセラミックス構造部品の寿
命を示す電圧変化量で表わされるしきい値とを比較し、
電圧変化の変化量がしきい値に達した時点でセラミック
ス構造部品の保守、点検を行なうので、誘導電流を発生
させる導電回路の電圧の変化は、セラミックス構造部品
の表面に発生した亀裂により生じ、この変化を測定し、
しきい値と比較することにより、保守、点検が可能にな
る。セラミックス構造部品の表面にクラックが入ると、
これにより電圧が変化する。この値を読み取り、外部に
設けられた計算機によりしきい値と比較し、このしきい
値を超えたとき、このセラミックス構造部品の保守、点
検を行う。事前に破壊防止が可能になり、この保守点検
方法によりセラミックスの信頼性が大幅に向上する。According to the fifth aspect of the present invention, a conductive circuit is provided on or near the surface of the ceramic structural component, an induced current is passed through the conductive circuit, the voltage change thereof is measured, and the change amount of this voltage change is obtained in advance. Compared with the threshold value represented by the amount of voltage change that indicates the life of the ceramic structure parts,
When the amount of change in voltage change reaches a threshold value, maintenance and inspection of the ceramic structural component are performed, so the change in voltage of the conductive circuit that generates the induced current is caused by the crack generated on the surface of the ceramic structural component. Measure this change,
Maintenance and inspection can be performed by comparing with the threshold value. If cracks occur on the surface of the ceramic structural component,
This causes the voltage to change. This value is read and compared with a threshold value by a computer provided outside, and when this threshold value is exceeded, maintenance and inspection of this ceramic structural component is performed. It is possible to prevent damage in advance, and this maintenance and inspection method greatly improves the reliability of ceramics.
【0031】本第6発明〜第9発明によれば、各種プラ
ントを構成する複数の構造部品の少なくとも1つがセラ
ミックス焼結体より成り、このセラミックス焼結体の表
面又は表面近傍に導電回路を設け、この導電回路に誘導
電流を流し、その電圧変化に基づいてセラミックス焼結
体の寿命を診断するので、プラントの各構造部品全体に
導電回路を設けなくても、最大応力が発生する近傍や摩
耗が生じる構造部品に設けるだけで寿命を監視出来る。
又、導電回路は表面又は表面近傍に設けるので、十分に
構造部品の表面又は表面近傍に表皮効果が生じる。表面
に発生した亀裂により電圧変動が生じ、設定されたしき
い値を超えたとき保守が必要であると判断し、設備を止
め、構造部品の交換を行なうことが出来る。According to the sixth to ninth aspects of the present invention, at least one of a plurality of structural parts constituting various plants is made of a ceramic sintered body, and a conductive circuit is provided on the surface of the ceramic sintered body or in the vicinity of the surface. , Since the induction current is passed through this conductive circuit and the life of the ceramics sintered body is diagnosed based on the voltage change, even if the conductive circuit is not provided for each structural component of the plant, the maximum stress is generated near the area and wear. The life can be monitored simply by installing it in the structural parts where
Further, since the conductive circuit is provided on the surface or in the vicinity of the surface, the skin effect is sufficiently generated on the surface of the structural component or in the vicinity of the surface. When a voltage fluctuation occurs due to a crack generated on the surface and the set threshold value is exceeded, it is determined that maintenance is required, the facility can be stopped, and the structural component can be replaced.
【0032】本第10発明、第11発明によれば、セラ
ミックス焼結体の表面又は表面近傍に炭素、セラミック
ス、金属、又は炭素繊維、セラミックス繊維、金属繊維
の少なくとも1つによって構成された誘導電流発生用の
導電回路を設けたので、この導電回路で発生した表皮効
果が十分に発揮出来ると共に、この導電回路の炭素、セ
ラミックス、金属又は炭素繊維、セラミックス繊維、金
属繊維はセラミックス焼結体の強化材としての働きを有
する。According to the tenth and eleventh aspects of the present invention, an induced current is formed on the surface of the ceramic sintered body or in the vicinity of the surface by at least one of carbon, ceramics, metal, or carbon fiber, ceramic fiber, and metal fiber. Since the conductive circuit for generation is provided, the skin effect generated in this conductive circuit can be fully exerted, and carbon, ceramics, metal or carbon fiber, ceramic fiber, metal fiber of this conductive circuit strengthens the ceramic sintered body. Has a function as a material.
【0033】本第12発明によれば、本第10発明又は
第11発明において、導電回路は、この導電回路の外部
回路に電気的に接続される端子を有したので、本第10
発明又は第11発明の作用と共に、この導電回路の外部
電源に電気的に接続することが容易になる。According to the twelfth invention, in the tenth invention or the eleventh invention, the conductive circuit has a terminal electrically connected to an external circuit of the conductive circuit.
With the operation of the invention or the eleventh invention, it becomes easy to electrically connect to the external power source of the conductive circuit.
【0034】本第13発明によれば、本第10発明又は
第11発明において、導電回路は、セラミックス焼結体
の熱応力を緩和する十分な温度に加熱可能な抵抗値を有
したので、本第10発明又は第11発明の作用と共に、
セラミックス焼結体を十分加熱して外部からの熱応力を
緩和する機能を持たせることが可能であり、特に、急激
な熱応力が発生した場合の応力緩和に極めて有効であ
る。According to the thirteenth invention, in the tenth invention or the eleventh invention, since the conductive circuit has a resistance value capable of being heated to a sufficient temperature for relaxing the thermal stress of the ceramic sintered body, With the operation of the tenth invention or the eleventh invention,
It is possible to sufficiently heat the ceramics sintered body to have a function of relaxing thermal stress from the outside, and in particular, it is extremely effective for stress relaxation when sudden thermal stress occurs.
【0035】本第14発明によれば、本第10発明又は
第11発明において、導電回路の比誘電率は30以上又
は導電回路の透磁率は1以上であるので、本第10発明
又は第11発明の作用と共に、セラミックス焼結体の十
分な表皮効果をもたらすことが出来る。According to the fourteenth invention, in the tenth invention or the eleventh invention, since the relative permittivity of the conductive circuit is 30 or more or the magnetic permeability of the conductive circuit is 1 or more, the tenth invention or the eleventh invention. In addition to the action of the invention, a sufficient skin effect of the ceramic sintered body can be brought about.
【0036】本第15発明によれば、本第10発明又は
第11発明において、セラミックス焼結体は、酸化物、
窒化物、炭化物、炭窒化物、酸窒化物、硼化物、ケイ化
物の少なくとも1つからなるので、本第10発明又は第
11発明の作用と共に、セラミックス焼結体は、成形体
から焼結体への焼結時の寸法変化率が1%以下と小さ
く、成形体中に配向した寿命測定用の誘導電流発生用の
導電回路が変形、切断することなくセラミックス焼結体
中に配向され、導電回路自身にも残留応力が残らない。
又、セラミックス焼結体は多孔質のため、構造部品に使
用する際には、必要とされる特性を満足する物質を表
面、内部にコーティング、含浸することが可能になる。
更に、セラミックス焼結体の表面を緻密質の耐摩耗材、
耐熱材、耐腐食材等で構成することが出来る。SiCの
導電回路は、耐熱部品の表面亀裂を検出するのに有効で
ある。又、複合化、粒子分散強化をすることにより単体
よりも剛性を高めることが出来る。According to the fifteenth invention, in the tenth invention or the eleventh invention, the ceramic sintered body is an oxide,
Since it is composed of at least one of nitride, carbide, carbonitride, oxynitride, boride, and silicide, the ceramic sintered body can be formed from a compact to a sintered body together with the action of the tenth invention or the eleventh invention. The dimensional change rate during sintering is as small as 1% or less, and the conductive circuit for generating induced current for life measurement oriented in the compact is oriented in the ceramic sintered body without deformation or cutting, No residual stress remains on the circuit itself.
Further, since the ceramics sintered body is porous, it becomes possible to coat and impregnate the surface and the inside with a substance satisfying the required characteristics when it is used for a structural part.
Furthermore, the surface of the ceramics sintered body is made of a dense wear-resistant material,
It can be made of a heat resistant material, a corrosion resistant material, or the like. The conductive circuit of SiC is effective for detecting surface cracks in heat resistant parts. In addition, rigidity can be increased as compared with a single substance by compounding and strengthening particle dispersion.
【0037】第16発明によれば、セラミックス焼結体
の表面又は表面近傍に導電回路を設け、この導電回路
は、C及び/又は、Si、Ti、Zr、Cr、W、Moの何
れか1つからなる単体又は窒化物、炭化物、炭窒化物、
硼化物、ケイ化物の少なくとも1つからなるものである
ので、このセラミックス焼結体は、成形体から焼結体へ
の焼結時の寸法変化率が1%以下と小さく、これに設け
られた導電回路が変形、切断することなくセラミックス
焼結体中に配向され、導電回路自身にも残留応力が残ら
ない。又、セラミックス焼結体は多孔質なので、構造部
品に使用する際には、必要とされる特性を満足する物質
を表面、内部にコーティング、含浸することが可能にな
る。更に、セラミックス焼結体の表面を緻密質の耐摩耗
材、耐熱材、耐腐食材等で構成することが出来る。Si
Cの導電回路は、耐熱部品の表面亀裂を検出するのに有
効である。According to the sixteenth invention, a conductive circuit is provided on or near the surface of the ceramic sintered body, and the conductive circuit is any one of C and / or Si, Ti, Zr, Cr, W or Mo. Simple substance or nitride, carbide, carbonitride,
Since the ceramic sintered body is made of at least one of boride and silicide, the dimensional change rate at the time of sintering from the compact to the sintered body is as small as 1% or less, The conductive circuit is oriented in the ceramic sintered body without being deformed or cut, and no residual stress remains in the conductive circuit itself. Further, since the ceramics sintered body is porous, it becomes possible to coat and impregnate the surface and the inside with a substance satisfying the required characteristics when it is used for a structural part. Further, the surface of the ceramic sintered body can be made of a dense wear resistant material, heat resistant material, corrosion resistant material, or the like. Si
The conductive circuit of C is effective for detecting the surface crack of the heat resistant component.
【0038】本第17発明によれば、セラミックス粉末
を有する成形体の表面又は表面近傍に炭素繊維及び/又
は導電性セラミックスよりなる誘導電流発生用の導電回
路の形成用組成物を設け、成形体及び形成用組成物を同
時に焼結するので、焼結されたセラミック焼結体を強化
したものを同時に容易に得ることが出来る。According to the seventeenth aspect of the present invention, a composition for forming a conductive circuit for generating an induced current, which comprises carbon fibers and / or conductive ceramics, is provided on the surface or in the vicinity of the surface of the molded body containing ceramic powder, and the molded body is provided. Also, since the forming composition is sintered at the same time, it is possible to easily obtain a strengthened sintered ceramic sintered body at the same time.
【0039】本第18発明によれば、金属粉末を有する
成形体の表面又は表面近傍に炭素繊維及び/又は導電性
セラミックスよりなる誘導電流発生用の導電回路の形成
用組成物を設け、成形体及び形成用組成物を同時に窒化
性、炭化性、炭窒化性ガス雰囲気で焼結するので、金属
粉末が反応性ガスと反応して生成物を生成すると共に、
この無機化合物やこの導電回路を該生成物で結合するこ
とにより、気孔率が5〜30vol%の誘導電流発生用
導電回路が配向された反応焼結のセラミックス焼結体が
製造可能である。According to the eighteenth aspect of the present invention, a composition for forming a conductive circuit for generating an induced current, which is composed of carbon fibers and / or conductive ceramics, is provided on or near the surface of a molded body containing metal powder, And since the forming composition is simultaneously sintered in a nitriding, carbonizing, carbonitriding gas atmosphere, the metal powder reacts with the reactive gas to produce a product,
By bonding this inorganic compound or this conductive circuit with the product, it is possible to manufacture a reaction-sintered ceramics sintered body in which a conductive circuit for generating an induced current having a porosity of 5 to 30 vol% is oriented.
【0040】本第19発明によれば、焼結後のセラミッ
クス焼結体の表面又は表面近傍に炭素繊維及び/又は導
電性セラミックスよりなる誘導電流発生用の導電回路を
設けたので、焼結処理によって、その焼結温度に耐えら
れないような誘導電流発生用の導電材料を導電回路とし
て設けることが可能になる。According to the nineteenth aspect of the present invention, since the conductive circuit for generating an induced current made of carbon fibers and / or conductive ceramics is provided on or near the surface of the sintered ceramic body after sintering, the sintering treatment This makes it possible to provide a conductive circuit for generating an induced current that cannot withstand the sintering temperature as a conductive circuit.
【0041】[0041]
【実施例】以下、本発明に係る実施例を詳細に説明す
る。本発明は、セラミックス構造部品に1次元以上の配
向を有する抵抗率1×101Ωcm以下の導電回路を設
け、この導電回路により構造部品表面に誘導電流を発生
させ、亀裂、変形、温度、酸化、腐食等によるその電圧
変化を測定することにより、このセラミックス構造部品
の寿命を予測する寿命予測方法、又は、保守、点検を行
なう保守点検方法を提供することにある。EXAMPLES Examples of the present invention will be described in detail below. The present invention provides a ceramic structural part with a conductive circuit having a one-dimensional or more-oriented orientation and a resistivity of 1 × 10 1 Ωcm or less, and an induced current is generated on the surface of the structural part by this conductive circuit to cause cracking, deformation, temperature, oxidation. The purpose of the present invention is to provide a life prediction method for predicting the life of this ceramic structural part by measuring the voltage change due to corrosion or the like, or a maintenance inspection method for performing maintenance and inspection.
【0042】本発明は、高周波電流又は電磁波が導電回
路の表面層に流れるようにする。そして、導体回路で発
生した表皮効果をセラミックス構造部品表面層まで到達
させることにより、本発明が達成可能となる。導電回路
に交流電流を流すと、単純な一様性は存在せずに、電流
密度は中心部よりも外側の表面に近いところが大きくな
る。この非一様性の程度の大きさは周波数の上昇につれ
て増大する。表皮効果は、主に導体内の違った経路をた
どると自己誘導起電力が異なることによる。これらの自
己誘導起電力は磁束変化率に依存するので周波数ととも
に増大する。最小の磁束と交鎖する経路の起電力は最小
となる。内部交鎖数は周波数が上昇すると減少し、表皮
効果を大きくすることが可能となる。この周波数の増加
に伴い抵抗、電圧が増加する。The present invention allows high frequency current or electromagnetic waves to flow in the surface layer of the conductive circuit. The present invention can be achieved by allowing the skin effect generated in the conductor circuit to reach the surface layer of the ceramic structural component. When an alternating current is passed through the conductive circuit, there is no simple uniformity, and the current density is greater near the outer surface than at the center. The magnitude of this non-uniformity increases with increasing frequency. The skin effect is primarily due to the different self-induced electromotive forces that follow different paths in the conductor. Since these self-induced electromotive forces depend on the magnetic flux change rate, they increase with frequency. The electromotive force of the path that intersects with the minimum magnetic flux is the minimum. The number of internal crosslinks decreases as the frequency increases, making it possible to increase the skin effect. The resistance and voltage increase as the frequency increases.
【0043】図1は、導電回路周囲に生ずる表皮効果を
説明する断面図である。セラミックマトリックスである
試料2内に誘導電流発生用の導電回路が設けられ、表皮
効果14が導電回路3周囲に生じる、試料表面12に亀
裂10が入ると、表皮効果の距離が変化するために電圧
に変化が生じる。このように、試料2内に誘導電流発生
用の導電回路3を並べることにより試料表面全体が検出
可能となる。この際、表皮効果14の干渉が生じる部分
については、それを考慮して制御器で補正することによ
り検出精度を向上できる。FIG. 1 is a sectional view for explaining the skin effect generated around the conductive circuit. A conductive circuit for generating an induced current is provided in the sample 2, which is a ceramic matrix, and a skin effect 14 is generated around the conductive circuit 3. When a crack 10 is formed on the sample surface 12, the distance of the skin effect is changed, so that the voltage is changed. Changes occur. In this way, by arranging the conductive circuit 3 for generating an induced current in the sample 2, the entire sample surface can be detected. At this time, with respect to the portion where the skin effect 14 causes interference, the detection accuracy can be improved by taking this into consideration and correcting it by the controller.
【0044】図2は、他の導電回路周囲に生ずる表皮効
果を説明する断面図である。この図に示すように、セラ
ミックマトリックス1中の誘導電流発生用の導電回路3
の表面層15を比誘電率30以上又は透磁率1以上の材
料組成で構成することにより、十分な表皮効果14をも
たらすことが出来る。この比誘電率及び透磁率は、表面
層15から傾斜的に構成することも可能である。透磁率
の大きい材料組成としては、フェライト系化合物、Cr
O2、SrCoO3、MnP、MoO、NiOなどが有
る。又、比誘電率の大きい材料組成としては、SiC、
PZT系、PbTiO3、LiTaO3、LiNbO3等
がある。FIG. 2 is a sectional view for explaining the skin effect that occurs around another conductive circuit. As shown in this figure, the conductive circuit 3 for generating an induced current in the ceramic matrix 1
By forming the surface layer 15 with a material composition having a relative dielectric constant of 30 or more or a magnetic permeability of 1 or more, a sufficient skin effect 14 can be provided. The relative permittivity and magnetic permeability can also be configured to be inclined from the surface layer 15. As a material composition having a high magnetic permeability, a ferrite compound, Cr
There are O 2 , SrCoO 3 , MnP, MoO, NiO and the like. Further, as a material composition having a large relative dielectric constant, SiC,
Examples include PZT type, PbTiO 3 , LiTaO 3 , and LiNbO 3 .
【0045】本発明は、セラミックス構造部品に設けら
れる寿命測定用誘導電流発生用の導電回路をC、Si
C、TiN、TiC、ZrN、Cr2N、W、Mo等の
低抵抗率の繊維、粒子或いは薄膜のような連続体で構成
する。導電性の有る繊維、粒子を耐熱性のある絶縁性の
繊維、粒子と複合化することも可能である。又、弾性率
の異なる2種類以上の繊維、粒子で構成することも寿命
診断に有効である。寿命測定用の導電回路がセラミック
ス構造部品の強化材としての効果を兼ねることが重要で
ある。材質としては、C、SiC、TiN、TiC、Z
rN、Cr2N等の単体以外に、C/SiC、C/Al2
O3、C/Si3N4、C/Si2N2O、SiC/Si3N
4、SiC/Si2N2O、SiC/Al2O3、TiN/
Al2O3、TiN/Si3N4、TiN/Si2N2Oの複
合化が有効である。特に、検出感度を高めるために、リ
ボン状にするとか、複数の繊維をより合わせることが表
皮効果を一様にするのに有効である。更に、最表面層に
表皮効果をもたらすために、構造部品の表面又は表面近
傍に誘導電流発生用の導電回路を設け、SiC等導電性
を有する耐環境性の被覆を設けることが好ましい。これ
により、表皮効果を構造部品の表面層までもたらすこと
が出来る。According to the present invention, a conductive circuit for generating an induced current for life measurement provided in a ceramic structural part is made of C, Si.
It is composed of a continuous body such as C, TiN, TiC, ZrN, Cr 2 N, W, Mo or the like having a low resistivity, particles or a thin film. It is also possible to combine conductive fibers and particles with heat-resistant insulating fibers and particles. Further, it is also effective for the life diagnosis to be composed of two or more kinds of fibers and particles having different elastic moduli. It is important that the conductive circuit for life measurement also serves as a reinforcing material for the ceramic structural parts. Materials include C, SiC, TiN, TiC, Z
In addition to simple substances such as rN and Cr 2 N, C / SiC, C / Al 2
O 3 , C / Si 3 N 4 , C / Si 2 N 2 O, SiC / Si 3 N
4 , SiC / Si 2 N 2 O, SiC / Al 2 O 3 , TiN /
Composite of Al 2 O 3 , TiN / Si 3 N 4 , and TiN / Si 2 N 2 O is effective. In particular, in order to enhance the detection sensitivity, it is effective to form a ribbon or to combine a plurality of fibers together to make the skin effect uniform. Further, in order to bring a skin effect to the outermost surface layer, it is preferable to provide a conductive circuit for generating an induced current on the surface of the structural component or in the vicinity of the surface and to provide an environment-resistant coating having conductivity such as SiC. As a result, the skin effect can be brought up to the surface layer of the structural component.
【0046】ここで、ガラス繊維と上記導電物質との組
合せは、誘導電流による発熱によりガラス繊維が劣化す
る等の問題があり、適用不可能である。従って、寿命測
定用の導電回路の構成を耐熱性のある導電性繊維/粒子
及び耐熱性のある絶縁性の繊維/粒子で複合化すること
が重要である。Here, the combination of glass fiber and the above-mentioned conductive material is not applicable because of the problem that the glass fiber deteriorates due to the heat generated by the induced current. Therefore, it is important to composite the structure of the conductive circuit for measuring the life with the heat-resistant conductive fiber / particle and the heat-resistant insulating fiber / particle.
【0047】本発明では、構造部品の表面又は表面近傍
に寿命測定用の導電回路を設けることが出来るため、複
雑形状品にも対応が可能である。又、SiCを寿命測定
用導電回路にすることにより、耐熱部品の表面の亀裂検
出に有効となる。In the present invention, since a conductive circuit for measuring the life can be provided on the surface of the structural part or in the vicinity of the surface, it is possible to deal with a product having a complicated shape. Further, by using SiC as a conductive circuit for measuring the life, it is effective for detecting cracks on the surface of the heat resistant component.
【0048】本発明において、寿命測定用誘導電流発生
用の導電回路の電圧の変化は、構造部品の表面に発生し
た亀裂により生じ、この変化を測定し、しきい値と比較
することにより、寿命予測、寿命診断、保守診断等が可
能になる。例えば、セラミックス部品表面にクラックが
入ると、これにより電圧が変化する。この値を読み取
り、外部に設けられた計算機によりしきい値と比較し、
しきい値を超えると自動的に停止信号を出すようにす
る。これにより、セラミックス構造部品が破壊する前に
設備を停止させ、構造部品の交換を行うことが出来る。
本発明において、この寿命診断用の導電回路がセラミッ
クス構造部品の強化作用を兼ねることも可能である。In the present invention, the change in the voltage of the conductive circuit for generating the induced current for measuring the life is caused by the crack generated on the surface of the structural component, and the change is measured and compared with the threshold value to determine the life. Prediction, life diagnosis, maintenance diagnosis, etc. are possible. For example, when a crack is formed on the surface of the ceramic component, the voltage changes accordingly. Read this value, compare it with the threshold value by an external computer,
When the threshold is exceeded, a stop signal will be output automatically. This makes it possible to stop the equipment and replace the structural component before the ceramic structural component is destroyed.
In the present invention, this conductive circuit for life diagnosis can also serve as a reinforcing function of the ceramic structural component.
【0049】本発明の機能融合構造部品により、セラミ
ックス構造部品が破壊を起こす前に、電圧の変化があら
われ、破壊防止及び寿命診断が可能である。この診断に
よりセラミックス構造部品の信頼性が大幅に向上可能で
ある。この電圧の変化をシステムに送り、この値が決め
られたしきい値を超えたときシステムを自動的に停止さ
せ、保守点検を行う。各種機械構造部品への寿命診断の
誘導電流発生用の導電回路の設置は、各種機械構造部品
全体に設けなくても、最大応力が発生する近傍や摩耗が
生じる面に設けるだけでもよい。又、寿命診断の誘導電
流発生用の導電回路は表面又は表面近傍(表面から15
mm以内)に設ける必要が有る。何故なら、表面から遠
くなると構造部品表面に表皮効果が生じないためであ
る。表面に発生した亀裂により電圧変動が生じ、設定さ
れたしきい値を超えたとき保守が必要であると判断し、
設備を止め、部品の交換を行なうのである。With the functionally fused structural component of the present invention, a change in voltage appears before the ceramic structural component is destroyed, and it is possible to prevent destruction and perform life diagnosis. This diagnosis can significantly improve the reliability of the ceramic structural component. This change in voltage is sent to the system, and when this value exceeds a predetermined threshold value, the system is automatically stopped and maintenance is performed. The conductive circuit for generating the induced current for life diagnosis in various machine structural parts need not be provided in all the various mechanical structure parts, but may be provided only in the vicinity where maximum stress occurs or on the surface where wear occurs. In addition, the conductive circuit for generating the induced current for the life diagnosis is on or near the surface (15 from the surface).
It must be provided within (mm). This is because the skin effect does not occur on the surface of the structural component when it is far from the surface. When a voltage fluctuation occurs due to a crack on the surface and it exceeds the set threshold value, it is judged that maintenance is required,
The equipment is stopped and parts are replaced.
【0050】更に本発明は、酸化物、炭化物、窒化物、
炭窒化物の少なくとも一種からなるセラミックス焼結体
の機械構造部品に構成した寿命測定用誘導電流発生用の
導電回路を加熱用ヒータとして用いることにより、外部
からの熱応力を緩和する機能を持たせることが可能であ
ることを見出した。特に、急激な熱応力が発生した場合
の応力緩和に極めて有効である。The present invention further relates to oxides, carbides, nitrides,
By using a conductive circuit for generating an induced current for life measurement, which is configured in a mechanical structural part of a ceramic sintered body made of at least one type of carbonitride, as a heater for heating, it has a function of relaxing thermal stress from the outside. Found that it is possible. In particular, it is extremely effective for stress relaxation when a rapid thermal stress occurs.
【0051】この新機能性セラミックス焼結体の製法
は、常圧焼結、反応焼結、HP、HIP、CVD、PV
D、溶射等が使用可能である。特に、常圧焼結、反応焼
結がコスト面から有効である。このセラミックス焼結体
は、複合化、粒子分散強化をすることにより単体よりも
剛性を高めたセラミックス焼結体を使用することが出来
る。The production method of this new functional ceramics sintered body is atmospheric pressure sintering, reaction sintering, HP, HIP, CVD, PV.
D, thermal spraying, etc. can be used. Particularly, atmospheric pressure sintering and reaction sintering are effective in terms of cost. As the ceramic sintered body, a ceramic sintered body having higher rigidity than that of a simple substance can be used by compounding and strengthening particle dispersion.
【0052】本発明は、特に、上記セラミックス焼結体
を酸化物、炭化物、窒化物、炭窒化物の少なくとも一種
からなる反応焼結のセラミックス焼結体とすることによ
り容易に達成可能である。何故なら、反応焼結のセラミ
ックス焼結体では、成形体から焼結体への焼結時の寸法
変化率が1%以下と小さいために、成形体中に配向した
寿命測定用誘導電流発生用の導電回路が変形、切断する
ことなく焼結体中に配向され、導電回路自身にも残留応
力が残らないためである。又、反応焼結のセラミックス
焼結体は多孔質のため、構造部品に使用する際には、必
要とされる特性を満足する物質を表面、内部にコーティ
ング、含浸することが可能である。コーティング、含浸
方法は、CVD、CVI、PVD、イオン打ち込み、レ
ーザー等各種可能である。これにより、内部に寿命測定
用誘導電流発生用の導電回路が配向され、反応焼結のセ
ラミックス焼結体表面が緻密質の耐摩耗材、耐熱材、耐
腐食材等で構成されたセラミックス構造部品が出来る。
又、HIPを併用することにより反応焼結後緻密化可能
である。The present invention can be easily achieved especially by using the above-mentioned ceramics sintered body as a reaction-sintered ceramics sintered body made of at least one of oxide, carbide, nitride and carbonitride. The reason for this is that the reaction-sintered ceramics sintered body has a small dimensional change rate of 1% or less during sintering from the compact to the sintered compact. This is because the conductive circuit is oriented in the sintered body without being deformed or cut, and residual stress does not remain in the conductive circuit itself. Further, since the reaction-sintered ceramics sintered body is porous, it is possible to coat or impregnate the surface or the inside with a substance satisfying the required characteristics when it is used for a structural part. Various coating and impregnating methods such as CVD, CVI, PVD, ion implantation, and laser can be used. As a result, a conductive circuit for generating an induced current for life measurement is oriented inside, and a ceramic structural component in which the surface of a reaction-sintered ceramic sintered body is composed of a dense wear-resistant material, heat-resistant material, corrosion-resistant material, etc. I can.
Further, by using HIP together, densification can be achieved after reaction sintering.
【0053】反応焼結のセラミックス構造部品の製造方
法としては、金属粉末(Si、Al等)、或いは金属粉末
と酸化物、炭化物、窒化物、炭窒化物の少なくとも一種
の無機化合物からなる成形体中に、1次元以上の配向を
有する抵抗率1×101Ωcm以下の誘導電流発生用の
導電回路を構成し、窒化性、炭化性、炭窒化性、酸化
性、酸窒化性の少なくとも一つからなる反応性ガス雰囲
気中で加熱することにより、金属粉末が反応性ガスと反
応して生成物を生成すると共に、この無機化合物や導電
回路をこの生成物で結合することにより、気孔率が5〜
30vol%の誘導電流発生用の導電回路が配向された
反応焼結のセラミックス構造部品が製造可能である。こ
のセラミックス焼結体表面の切断、変形、温度、酸化、
腐食等による電圧変化を測定することにより、このセラ
ミックス焼結体の寿命を診断することが可能である。The reaction-sintering ceramic structural component can be manufactured by molding a metal powder (Si, Al, etc.) or a molded product of the metal powder and at least one inorganic compound of oxide, carbide, nitride and carbonitride. A conductive circuit for generating an induced current having a resistivity of 1 × 10 1 Ωcm or less, which has a one-dimensional or more orientation, and is at least one of nitriding property, carbonizing property, carbonitriding property, oxidizing property, and oxynitriding property. The metal powder reacts with the reactive gas to produce a product by heating in a reactive gas atmosphere consisting of, and the porosity of 5 is obtained by binding the inorganic compound and the conductive circuit with the product. ~
It is possible to manufacture a reaction-sintered ceramic structural component in which a conductive circuit for generating an induced current of 30 vol% is oriented. Cutting, deformation, temperature, oxidation of the surface of this ceramics sintered body,
By measuring the voltage change due to corrosion or the like, it is possible to diagnose the life of this ceramic sintered body.
【0054】本発明の他の製造方法としては、グリーン
シート成形法が低コスト製造法に有利である。有機バイ
ンダとセラミックス粉末から成るスラリーを用いてドク
ターブレードによりグリーンシート成形し、パンチング
により任意の形状に切り出し、焼結する方法である。グ
リーンシートの厚みは1mmから5mmが適当である
が、部品形状により任意の厚さが可能で、このグリーン
シートを重ね合わる。焼結後、必要により仕上げ加工を
行なう。As another manufacturing method of the present invention, a green sheet molding method is advantageous for a low cost manufacturing method. This is a method of forming a green sheet with a doctor blade using a slurry composed of an organic binder and ceramic powder, cutting it into an arbitrary shape by punching, and sintering. A suitable thickness of the green sheet is 1 mm to 5 mm, but an arbitrary thickness is possible depending on the shape of the parts, and the green sheets are stacked. After sintering, finish processing is performed if necessary.
【0055】セラミックス焼結体中に設けた誘導電流回
路と配線との接続は、ろう付け、レーザー、超音波等に
より可能である。又、銅、タングステン、白金等の金属
配線の表面をセラミックコーティングすることにより、
配線自身に耐熱性を持たせることが出来る。The induction current circuit provided in the ceramic sintered body and the wiring can be connected by brazing, laser, ultrasonic wave or the like. Also, by coating the surface of metal wiring such as copper, tungsten, platinum, etc. with ceramic,
The wiring itself can have heat resistance.
【0056】次に、具体的応用例について、更に詳しく
図面に基づいて説明する。Next, a specific application example will be described in more detail with reference to the drawings.
【0057】[実施例1]図3は、原子力プラントシス
テムの中の核融合炉第1壁構造部品の寿命監視用電圧測
定回路を示し、(A)は電圧測定回路の原理図、(B)
は(A)の I−I線断面図である。原子力プラントシス
テム18の中の核融合炉第1壁を構成するセラミックス
構造部品であるセラミックマトリックス1の原料とし
て、平均粒径1μmのSiC粉末100重量部、B4C
粉末3重量部に、ポリエチレンとステアリン酸と合成ワ
ックスの混合物を13重量部添加、混練し原料とした。
この原料を押出し成形機を用いて厚さ2mm、100m
m角の板を作製した。この板上にカーボン繊維(直径1
0μm、長さ1000μm)(束直径5mm)を寿命診断
用電圧測定用の導電回路3として、5mm間隔で並べ、
試験片を作製した。このように、誘導電流で生じる表皮
効果により高周波電流が到達する距離に合わせて誘導電
流発生用の導電回路を形成する必要がある。これによ
り、どこで亀裂が生じても電圧の変動により探査するこ
とが可能である。又、寿命診断用誘導電流発生用の導電
回路3の線径は取扱い上0.1mm以上ある方が好まし
い。尚、参照番号5は高周波電源、6は電圧変化測定器
である。[Embodiment 1] FIG. 3 shows a voltage measuring circuit for life monitoring of a first wall structural component of a fusion reactor in a nuclear power plant system, (A) is a principle diagram of the voltage measuring circuit, and (B).
FIG. 3A is a sectional view taken along line I-I of FIG. 100 parts by weight of SiC powder having an average particle diameter of 1 μm and B 4 C as raw materials of the ceramic matrix 1 which is a ceramic structural component constituting the first wall of the fusion reactor in the nuclear power plant system 18
13 parts by weight of a mixture of polyethylene, stearic acid and synthetic wax was added to 3 parts by weight of the powder and kneaded to obtain a raw material.
Using an extrusion molding machine, this raw material is 2 mm thick and 100 m thick.
An m-square plate was prepared. Carbon fiber (diameter 1
0 μm, length 1000 μm) (bundle diameter 5 mm) are arranged at intervals of 5 mm as the conductive circuit 3 for measuring voltage for life diagnosis.
A test piece was prepared. As described above, it is necessary to form the conductive circuit for generating the induced current in accordance with the distance reached by the high frequency current due to the skin effect generated by the induced current. This makes it possible to search for cracks wherever they occur by means of voltage fluctuations. Also, the wire diameter of the conductive circuit 3 for generating the induced current for life diagnosis is preferably 0.1 mm or more in terms of handling. Reference numeral 5 is a high frequency power source, and 6 is a voltage change measuring device.
【0058】上記成形体を、Ar雰囲気の炉中で、昇温
速度5℃/minで2050℃まで加熱し、炉中で放冷
して寿命診断用電圧測定用の導電回路を有するSiCセ
ラミックス焼結体を得た。尚、前記バインダ等の脱脂
は、昇温過程で行なわれる。そして、内部回路の端部に
銅配線を銀ろう付けし、外部の電源及び測定器に配線を
行い、原子力プラントシステム18へ接続した。The above-mentioned molded body was heated in an Ar atmosphere furnace to 2050 ° C. at a temperature rising rate of 5 ° C./min, and allowed to cool in the furnace to burn SiC ceramics having a conductive circuit for measuring voltage for life diagnosis. I got a union. The degreasing of the binder and the like is performed during the temperature rising process. Then, a copper wiring was silver brazed to the end portion of the internal circuit, wiring was performed to an external power source and a measuring instrument, and the wiring was connected to the nuclear power plant system 18.
【0059】本セラミック構造部品を模擬プラズマ装置
により、核融合炉第1壁構造部品模擬テストに適用し
た。その結果、セラミック構造部品が中性子照射により
表面が破壊されると共に、図4に示す中性子照射時間と
電圧変化率との関係曲線21のように、電圧の変化があ
らわれ、核融合炉第1壁構造部品としての寿命診断が可
能である。この電圧の変化を原子力プラントシステム1
8に送り、この変化が決められたしきい値4を超えたと
き、原子力プラントシステム18を自動的に停止させ、
保守点検を行なう。This ceramic structural component was applied to a fusion reactor first wall structural component simulated test by a simulated plasma device. As a result, the surface of the ceramic structural component is destroyed by neutron irradiation, and a voltage change appears as shown by the relationship curve 21 between the neutron irradiation time and the voltage change rate shown in FIG. Life diagnosis of parts is possible. This change in voltage is applied to the nuclear power plant system 1
8 and when this change exceeds a predetermined threshold value 4, the nuclear plant system 18 is automatically stopped,
Perform maintenance.
【0060】図5は、核融合炉第1壁構造部品の寿命監
視用セラミックス焼結体の断面図である。この図に示す
ように、核融合炉第1壁構造部品1の表面に導電回路3
を配置することも可能である。誘導電流による電圧変化
の検出及び診断回路の抵抗率の変化の両方から寿命診断
が可能となる。FIG. 5 is a sectional view of a ceramics sintered body for life monitoring of the first wall structural component of the fusion reactor. As shown in this figure, a conductive circuit 3 is formed on the surface of the fusion reactor first wall structural component 1.
It is also possible to arrange. The life diagnosis can be performed from both the detection of the voltage change due to the induced current and the change of the resistivity of the diagnostic circuit.
【0061】本発明のセラミックス焼結体の成形は、ド
クターブレード、金型粉末成形、CIP、射出成形、鋳
込み成形、押出し成形等各種部品形状に応じて可能で有
る。The ceramics sintered body of the present invention can be molded according to various parts shapes such as doctor blade, mold powder molding, CIP, injection molding, casting molding, extrusion molding and the like.
【0062】前記グリ−ンシ−ト等の成形用バインダ
は、ポリビニルブチラ−ルやポリエチレン等の高分子材
料、シリコ−ン系化合物やポリシラン系化合物等一般に
セラミックス成形用のバインダとして用いられているも
のを使用することが出来る。これらのバインダの脱脂方
法は特に限定しないが、焼結時の昇温速度を制御するこ
とによって脱脂することが出来る。The molding binder such as the green sheet is generally used as a binder for molding ceramics such as a polymer material such as polyvinyl butyral and polyethylene, a silicone compound and a polysilane compound. Things can be used. The degreasing method of these binders is not particularly limited, but degreasing can be performed by controlling the temperature rising rate during sintering.
【0063】本実施例の方法は、MHD発電用絶縁壁に
も適用可能である。The method of this embodiment can also be applied to an insulating wall for MHD power generation.
【0064】[実施例2]図6は、核融合炉第1壁構造
部品の他の寿命監視用電圧測定回路を示し、(A)は電
圧測定回路の原理図、(B)は(A)の II−II 線断面
図である。実施例2の新機能性セラミックス構造部品で
あるセラミックマトリックス1の原料として、平均粒径
0.1μmのAlN粉末97重量部と焼結助剤Y2O3:
3重量部に、ポリエチレンとステアリン酸と合成ワック
スの混合物を13重量部添加、混練し原料とした。この
原料を押出し成形機を用いて厚さ2mm、100mm角
の板を作製した。この板上にカーボン繊維(直径100
μm、長さ1000μm)とAl2O3繊維(直径100μ
m、長さ1000μm)の複合長繊維(直径8mm)を寿
命診断用誘導電流発生用の導電回路3として5mm間隔
で、成形、形成した。回路に用いたカーボン繊維とAl
2O3繊維の配合比は70:30vol%である。[Embodiment 2] FIG. 6 shows another voltage measuring circuit for life monitoring of the first wall structural component of the fusion reactor, (A) is a principle diagram of the voltage measuring circuit, and (B) is (A). 2 is a sectional view taken along line II-II of FIG. As raw materials for the ceramic matrix 1 which is the new functional ceramic structural component of Example 2, 97 parts by weight of AlN powder having an average particle size of 0.1 μm and a sintering aid Y 2 O 3 :
13 parts by weight of a mixture of polyethylene, stearic acid and synthetic wax was added to 3 parts by weight and kneaded to obtain a raw material. A plate having a thickness of 2 mm and a 100 mm square was produced from this raw material using an extrusion molding machine. Carbon fiber (diameter 100
μm, length 1000 μm) and Al 2 O 3 fiber (diameter 100 μm
m, length 1000 μm) of composite long fibers (diameter 8 mm) were molded and formed at intervals of 5 mm as the conductive circuit 3 for generating induced current for life diagnosis. Carbon fiber and Al used in the circuit
The compounding ratio of 2 O 3 fiber is 70:30 vol%.
【0065】上記成形体を、窒素雰囲気中で、昇温速度
1℃/minで1800℃まで加熱し3時間保持後、炉
中で放冷して寿命診断用電圧測定回路を有する常圧焼結
AlNセラミックマトリックス1を得た。尚、前記バイ
ンダ等の脱脂は、昇温過程で行なわれる。得られた常圧
焼結AlNセラミックスの表層部には、耐中性子性をも
たせるためにプラズマ溶射によりSiCの緻密なコーテ
ィング層8の膜0.5mmを形成した。そして、内部回
路の端部に銅配線を銀ろう付けし、外部の測定器に配線
を行い、原子力プラントシステム18へ接続した。The above molded body was heated to 1800 ° C. at a temperature rising rate of 1 ° C./min in a nitrogen atmosphere, held for 3 hours, and then allowed to cool in a furnace to carry out pressureless sintering having a voltage measuring circuit for life diagnosis. An AlN ceramic matrix 1 was obtained. The degreasing of the binder and the like is performed during the temperature rising process. On the surface layer portion of the obtained pressureless sintered AlN ceramics, a film 0.5 mm of a dense coating layer 8 of SiC was formed by plasma spraying to have neutron resistance. Then, a copper wiring was silver brazed to the end portion of the internal circuit, wiring was performed to an external measuring device, and connection was made to the nuclear power plant system 18.
【0066】本セラミック構造部品であるセラミックマ
トリックス1を模擬プラズマ装置の核融合炉第1壁構造
部品に適用した。寿命診断用誘導電流用の導電回路3を
第1壁構造部品の表面SiC膜内側に設けた。寿命診断
回路を冷却されている基材まで伸ばし、銅線と接続を行
った。銅線と寿命診断回路との接続部の周りはAl2O3
の保護管でカバーをした。The ceramic matrix 1 which is the present ceramic structural component was applied to the fusion reactor first wall structural component of the simulated plasma device. The conductive circuit 3 for induced current for life diagnosis was provided inside the surface SiC film of the first wall structural component. The life diagnostic circuit was extended to the cooled substrate and connected to the copper wire. The area around the connection between the copper wire and the life diagnosis circuit is Al 2 O 3
Covered with a protective tube.
【0067】その結果、セラミックマトリックス1が中
性子照射によりSiC膜が破壊されると共に、図4のよ
うな電圧の変化があらわれ、核融合炉第1壁構造部品と
しての寿命診断が可能である。この電圧の変化を原子力
プラントシステム18に送り、この電圧が決められたし
きい値4(図4)を超えたとき原子力プラントシステム
18を自動的に停止させ、保守点検を行なう。本実施例
に限らず、最表面の耐環境層が破壊された場合の非破壊
検出として極めて有効である。As a result, the SiC film of the ceramic matrix 1 is destroyed by neutron irradiation, and a voltage change as shown in FIG. 4 appears, so that the life of the fusion reactor first wall structural component can be diagnosed. This change in voltage is sent to the nuclear power plant system 18, and when this voltage exceeds a predetermined threshold value 4 (FIG. 4), the nuclear power plant system 18 is automatically stopped and maintenance inspection is performed. Not limited to the present embodiment, it is extremely effective as nondestructive detection when the outermost environmental resistance layer is destroyed.
【0068】上記のAlN粉末の代わりにSi3N4、S
i2N2O、Al2O3、ZrO2、B4C、BN、ムライト
粉末等を用いて同様に寿命診断用電圧測定回路を有する
新機能性セラミックス(Si3N4、Si2N2O、Si
C、Al2O3、ZrO2、B4C、BN、ムライト、Si
3N4/SiC複合材、Al2O3/ZrO2複合材、SiC/
Al2O3複合材、Si3N4/ZrO2複合材、Si3N4/
Al2O3複合材、Si3N4/BN複合材、ムライト/Si
C複合材、ZrO2/BN複合材)を常圧焼結法により作
製し、核融合炉第1壁構造部品に適用した。その結果、
図4と同様の結果が得られ、寿命診断が可能であること
が分かった。尚、図6中の参照番号5、6はそれぞれ高
周波電源、電圧変化測定器である。Instead of the above AlN powder, Si 3 N 4 , S
i 2 N 2 O, Al 2 O 3, ZrO 2, B 4 C, BN, new functional ceramics having a voltage measuring circuit for life diagnosis in the same manner by using a mullite powder and the like (Si 3 N 4, Si 2 N 2 O, Si
C, Al 2 O 3 , ZrO 2 , B 4 C, BN, mullite, Si
3 N 4 / SiC composite material, Al 2 O 3 / ZrO 2 composite material, SiC /
Al 2 O 3 composite material, Si 3 N 4 / ZrO 2 composite material, Si 3 N 4 /
Al 2 O 3 composite material, Si 3 N 4 / BN composite material, mullite / Si
C composite material and ZrO 2 / BN composite material) were produced by an atmospheric pressure sintering method and applied to the first wall structural component of the fusion reactor. as a result,
The same results as in FIG. 4 were obtained, and it was found that life diagnosis was possible. Reference numerals 5 and 6 in FIG. 6 are a high frequency power source and a voltage change measuring device, respectively.
【0069】[実施例3]図7は、ガスタービン用静翼
部品の寿命監視用電圧測定回路を示し、(A)は電圧測
定回路の原理図、(B)は(A)の III−III 線断面図
である。火力プラントシステム19の中のセラミック構
造部品であるセラミックマトリックス1のガスタービン
用動翼部品について検討を行なった。ガスタービン用動
翼部品を構成するセラミックマトリックス1の原料とし
て、平均粒径0.5μmのSi3N4粉末100重量部、
Y2O35重量部、Al2O35重量部に、ポリビニルブチ
ラ−ル6重量部、トリクロロエチレン24重量部、テト
ラクロロエチレン32重量部、n-ブチルアルコ−ル4
4重量部、ブチルフタリルグリコ−ル酸ブチル2重量部
からなるバインダ108重量部を加え、ボ−ルミルで2
4時間混合し、スラリ−とする。[Embodiment 3] FIG. 7 shows a voltage measuring circuit for monitoring the life of a stationary component for a gas turbine. (A) is a principle diagram of the voltage measuring circuit, (B) is III-III of (A). It is a line sectional view. A study was carried out on a gas turbine moving blade component of the ceramic matrix 1 which is a ceramic structural component in the thermal power plant system 19. 100 parts by weight of Si 3 N 4 powder having an average particle size of 0.5 μm was used as a raw material of the ceramic matrix 1 which constitutes a moving blade part for gas turbine
Y 2 O 3 5 parts by weight, Al 2 O 3 5 parts by weight, polyvinyl butyral 6 parts by weight, trichloroethylene 24 parts by weight, tetrachloroethylene 32 parts by weight, n-butyl alcohol 4
108 parts by weight of a binder composed of 4 parts by weight and 2 parts by weight of butyl phthalylglycoyl butylate were added, and 2 parts were added by a ball mill.
Mix for 4 hours to make a slurry.
【0070】このスラリ−を真空脱気して気泡を除去
し、次いで鋳込み成形法を用いてガスタービンの静翼形
状のゴム型内にスラリーを流し込み、10時間乾燥し
て、成形体を作成した。尚、ゴム型内には所定のパタ−
ンにカーボン/SiC複合ファイバ(直径3mm)を誘導
電流発生用の導電回路3として最表面層に形成してお
き、その周りにスラリーを流し込んだ。The slurry was vacuum degassed to remove air bubbles, and then the slurry was poured into a rubber mold having a stationary blade shape of a gas turbine by a casting molding method and dried for 10 hours to prepare a molded body. . In addition, a predetermined pattern is
A carbon / SiC composite fiber (diameter 3 mm) was formed on the outermost surface layer as a conductive circuit 3 for generating an induced current, and the slurry was poured around it.
【0071】上記成形体を、窒素雰囲気の炉中で、昇温
速度5℃/minで1750℃まで加熱し、炉中で放冷
して表面近傍に寿命監視電圧測定用の導電回路を有する
Si3N4セラミックス焼結体を得た。得られたセラミッ
クス焼結体の表層部には、表皮効果を持たせるために溶
射によりSiC/ZrO2(80/20vol%)の緻密な
コーティング層8の膜1mmを形成した。そして、寿命
診断回路をタービンディスクまで伸ばし、回路の端部に
タングステン配線をろう付けし、外部の測定器に配線を
行い、火力プラントシステム19へ接続した。尚、参照
番号5、6は、それぞれ高周波電源、電圧変化測定器を
示す。尚、図7中の参照番号5、6はそれぞれ高周波電
源、電圧変化測定器である。The molded body was heated in a nitrogen atmosphere furnace to 1750 ° C. at a temperature rising rate of 5 ° C./min, allowed to cool in the furnace, and Si having a conductive circuit for measuring life monitoring voltage near the surface. A 3 N 4 ceramics sintered body was obtained. On the surface layer portion of the obtained ceramics sintered body, a film 1 mm of a dense coating layer 8 of SiC / ZrO 2 (80/20 vol%) was formed by thermal spraying to have a skin effect. Then, the life diagnosis circuit was extended to the turbine disk, the tungsten wiring was brazed to the end of the circuit, the wiring was connected to an external measuring instrument, and the circuit was connected to the thermal power plant system 19. Reference numerals 5 and 6 represent a high frequency power source and a voltage change measuring device, respectively. Reference numerals 5 and 6 in FIG. 7 are a high frequency power source and a voltage change measuring device, respectively.
【0072】図8は、ガスタービン運転時間と電圧変化
率との関係曲線図である。本機能性セラミック構造部品
であるセラミックマトリックス1をガスタービン用動翼
部品に適用した。曲線22に示すような電圧の変化があ
らわれ、セラミックマトリックス1が破壊を起こす前
に、寿命診断が可能になった。この寿命診断によりセラ
ミックスの信頼性が大幅に向上した。この電圧の変化を
火力プラントシステム19に送り、この電圧変化率が予
め決められたしきい値4(図8)を超えたとき火力プラ
ントシステム19を自動的に停止させ、保守点検を行な
う。FIG. 8 is a relationship curve diagram between the gas turbine operating time and the voltage change rate. The ceramic matrix 1 which is this functional ceramic structural component was applied to a gas turbine moving blade component. The change in voltage as shown by the curve 22 appears, and the life diagnosis becomes possible before the ceramic matrix 1 is destroyed. Due to this life diagnosis, the reliability of ceramics was significantly improved. This change in voltage is sent to the thermal power plant system 19, and when the rate of change in voltage exceeds a predetermined threshold value 4 (FIG. 8), the thermal power plant system 19 is automatically stopped and maintenance inspection is performed.
【0073】本発明において、セラミックスの表層部を
緻密化させるためのコーティング層8の膜は、SiC、
BN、TiN、ZrO2、ダイヤモンド、ZrB2等使用
環境、目的により任意な多層膜を設けることが出来る。In the present invention, the film of the coating layer 8 for densifying the surface layer portion of the ceramic is SiC,
BN, TiN, ZrO 2 , diamond, ZrB 2 and the like can be provided with an arbitrary multilayer film depending on the use environment and purpose.
【0074】[実施例4]火力プラントシステムの中の
ガスタービン用静翼部品について検討を行なった。ガス
タービン用静翼部品を構成するセラミックス構造部品の
原料として、平均粒径0.5μmのSiC粉末96重量
部、平均粒径0.2μmのB4C粉末4重量部に、ポリビ
ニルブチラ−ル6重量部、トリクロロエチレン24重量
部、テトラクロロエチレン32重量部、n-ブチルアル
コ−ル44重量部、ブチルフタリルグリコ−ル酸ブチル
2重量部からなるバインダ108重量部を加え、ボ−ル
ミルで24時間混合し、スラリ−とする。[Embodiment 4] The turbine vane parts for the gas turbine in the thermal power plant system were examined. Polyvinyl butyral was added to 96 parts by weight of SiC powder having an average particle size of 0.5 μm, 4 parts by weight of B 4 C powder having an average particle size of 0.2 μm, as a raw material of ceramic structural parts constituting a stationary blade part for a gas turbine. 6 parts by weight, 24 parts by weight of trichloroethylene, 32 parts by weight of tetrachloroethylene, 44 parts by weight of n-butyl alcohol, 108 parts by weight of a binder composed of 2 parts by weight of butyl phthalylglycoyl butylate were added and mixed in a ball mill for 24 hours. And make a slurry.
【0075】このスラリ−を真空脱気して気泡を除去
し、次いで鋳込み成形法を用いてガスタービンの静翼形
状のゴム型内にスラリーを流し込み、実施例3と同様に
カーボン/SiC複合ファイバ(直径3mm)を寿命診断
用の導電回路として形成しておき、その周りにスラリー
を流し込んだ。The slurry was vacuum degassed to remove air bubbles, and then the slurry was poured into a rubber mold having a vane shape of a gas turbine by using a casting method, and carbon / SiC composite fiber was used as in Example 3. (Diameter 3 mm) was formed as a conductive circuit for life diagnosis, and slurry was poured around it.
【0076】上記成形体を、アルゴン雰囲気の炉中で、
昇温速度5℃/minで2250℃まで加熱し、炉中で
放冷して寿命診断電圧測定用の導電回路を有するSiC
セラミックス焼結体を得た。得られたセラミックス焼結
体の表層部には、耐熱性を持たせるために溶射によりZ
rO2の緻密なコーティング層の膜500μmを形成し
た。そして、回路端部にタングステン配線をろう付け
し、外部の測定器に配線を行い、火力プラントシステム
へ接続した。The molded body was placed in a furnace in an argon atmosphere,
SiC with a conductive circuit for measuring lifespan voltage by heating to 2250 ° C at a heating rate of 5 ° C / min and allowing to cool in a furnace
A ceramic sintered body was obtained. The surface layer portion of the obtained ceramics sintered body was sprayed with Z to obtain heat resistance.
A dense coating layer film of 500 μm of rO 2 was formed. Then, a tungsten wiring was brazed to the circuit end portion, wiring was performed to an external measuring device, and the wiring was connected to the thermal power plant system.
【0077】本機能性セラミック構造部品をガスタービ
ン用静翼部品に適用した。その結果、セラミック構造部
品が破壊を起こす前に、先に示した図8の曲線22に示
すように、電圧の変化があらわれ、寿命診断が可能であ
る。この診断によりセラミックス焼結体の信頼性が大幅
に向上した。この電圧の変化を火力プラントシステムに
送り、この抵抗値が決められたしきい値を超えたとき火
力プラントシステムを自動的に停止させ、保守点検を行
なうことが可能である。ブレードへの寿命診断用導電回
路の設置は、ブレード全体に設けなくても、最大応力が
発生する近傍に設けるだけでもよい。又、寿命診断用の
導電回路は表面又は表面近傍(表面から5mm以内)に
設ける必要が有る。何故なら、セラミック構造部品は、
表面から亀裂が入り線形破壊を生じるため、表面の亀裂
発生を敏感に検知する必要が有るためである。The functional ceramic structural part was applied to a stationary blade part for a gas turbine. As a result, before the ceramic structural component is destroyed, as shown by the curve 22 in FIG. 8 described above, a change in voltage appears, and the life can be diagnosed. By this diagnosis, the reliability of the ceramic sintered body was significantly improved. It is possible to send this change in voltage to the thermal power plant system, automatically stop the thermal power plant system when the resistance value exceeds a predetermined threshold value, and perform maintenance inspection. The conductive circuit for diagnosing the life of the blade may not be provided on the entire blade, but may be provided only near the maximum stress. Further, it is necessary to provide the conductive circuit for life diagnosis on the surface or in the vicinity of the surface (within 5 mm from the surface). Because ceramic structural parts
This is because it is necessary to sensitively detect the occurrence of cracks on the surface because cracks form from the surface and linear fracture occurs.
【0078】[実施例5]新機能性セラミックス構造部
品であるセラミックマトリックスの原料として、平均粒
径0.1μmのSi3N4粉末95重量部と焼結助剤Y2O
3:3重量部、AlN:2重量部に、ポリビニルブチラ
−ル6重量部、トリクロロエチレン24重量部、テトラ
クロロエチレン32重量部、n-ブチルアルコ−ル44
重量部、ブチルフタリルグリコ−ル酸ブチル2重量部か
らなるバインダ108重量部を加え、ボ−ルミルで24
時間混合し、スラリ−とする。[Embodiment 5] As raw materials for a ceramic matrix which is a new functional ceramic structural component, 95 parts by weight of Si 3 N 4 powder having an average particle diameter of 0.1 μm and a sintering aid Y 2 O are used.
3 : 3 parts by weight, AlN: 2 parts by weight, polyvinyl butyral 6 parts by weight, trichloroethylene 24 parts by weight, tetrachloroethylene 32 parts by weight, n-butyl alcohol 44
And 108 parts by weight of a binder composed of 2 parts by weight of butyl phthalyl glycol-butylate and 24 parts by ball mill.
Mix for time to make a slurry.
【0079】このスラリ−を真空脱気して気泡を除去
し、次いで鋳込み成形法を用いてガスタービンのシュラ
ウドセグメント形状のゴム型内にスラリーを流し込み、
10時間乾燥して、成形体を作成した。尚、ゴム型内に
は所定のパタ−ンにC/Al2O3複合ファイバ束(直径5
mm)を寿命診断用誘導電流発生用の導電回路として形
成しておき、その周りにスラリーを流し込んだ。This slurry was vacuum degassed to remove air bubbles, and then the slurry was poured into a rubber mold having a shroud segment shape of a gas turbine by using a casting method.
It dried for 10 hours and created the molded object. In the rubber mold, a C / Al 2 O 3 composite fiber bundle (diameter 5
mm) was formed as a conductive circuit for generating an induced current for life diagnosis, and the slurry was poured around it.
【0080】上記成形体を、窒素雰囲気の炉中で、昇温
速度5℃/minで1750℃まで加熱し、3時間保持
後、炉中で放冷して寿命診断用誘導電流発生用の導電回
路を有する常圧焼結Si3N4セラミックス焼結体を得
た。得られた常圧焼結Si3N4セラミックス焼結体の表
面には、耐熱性を持たせるために溶射によりSiCの緻
密なコーティグ層の膜10μmを形成した。そして、寿
命診断回路をタービンケーシングの外部に伸ばし、その
端部に銅配線を銀ろう付けし、外部の測定器に配線を行
い、火力プラントシステムへ接続した。寿命診断回路と
銅配線はアルミナの保護管で絶縁を保った。The molded body was heated to 1750 ° C. at a temperature rising rate of 5 ° C./min in a furnace in a nitrogen atmosphere, held for 3 hours, and then allowed to cool in the furnace to produce a conductive material for generating an induced current for life diagnosis. An atmospheric pressure sintered Si 3 N 4 ceramics sintered body having a circuit was obtained. On the surface of the obtained pressureless sintered Si 3 N 4 ceramics sintered body, a film having a dense coating layer of SiC of 10 μm was formed by thermal spraying so as to have heat resistance. Then, the life diagnosis circuit was extended to the outside of the turbine casing, copper wiring was brazed to the end of the turbine casing, wiring was performed to an external measuring instrument, and connection was made to the thermal power plant system. The life diagnostic circuit and the copper wiring were insulated with an alumina protective tube.
【0081】本機能性セラミックス構造部品をガスター
ビン用シュラウド部品に適用した。その結果、セラミッ
クス構造部品が破壊を起こす前に、前出図8の曲線22
のように、電圧の変化が生じ、寿命診断が可能である。
この診断によりセラミックス焼結体の信頼性が大幅に向
上した。The functional ceramic structural part was applied to a shroud part for a gas turbine. As a result, before the ceramic structural parts are destroyed, the curve 22 in FIG.
As described above, a change in voltage occurs, and life diagnosis can be performed.
By this diagnosis, the reliability of the ceramic sintered body was significantly improved.
【0082】更に、上記のSi3N4粉末の代わりにSi
C、Si2N2O、AlN、Al2O3、ZrO2、B4C、
BN、ムライト粉末などを用いて同様に寿命診断用電圧
測定回路を有する機能融合構造用セラミックス(Si3
N4、Si2N2O、AlN、Al2O3、ZrO2、B
4C、BN、ムライト、Si3N4/SiC複合材、Al2
O3/ZrO2複合材、SiC/Al2O3複合材、Si3N4
/ZrO2複合材、Si3N4/Al2O3複合材、Si3N4/
BN複合材、ムライト/SiC複合材、ZrO2/BN複
合材)をHIP焼結法により作製し、ガスタービン用シ
ュラウド部品に適用した。その結果、図8の曲線22と
同様の傾向の結果が得られ、寿命診断が可能であること
が分かり、HIPでも新機能性セラミックス構造部品の
製造が可能であることが分かった。本実施例は、ガスタ
ービンエンジン部品にも適用可能である。Furthermore, instead of the above Si 3 N 4 powder, Si
C, Si 2 N 2 O, AlN, Al 2 O 3 , ZrO 2 , B 4 C,
BN, mullite powder, etc. are also used for the functional fusion structure ceramics (Si 3
N 4 , Si 2 N 2 O, AlN, Al 2 O 3 , ZrO 2 , B
4 C, BN, mullite, Si 3 N 4 / SiC composite material, Al 2
O 3 / ZrO 2 composite material, SiC / Al 2 O 3 composite material, Si 3 N 4
/ ZrO 2 composite material, Si 3 N 4 / Al 2 O 3 composite material, Si 3 N 4 /
A BN composite material, a mullite / SiC composite material, and a ZrO 2 / BN composite material) were produced by the HIP sintering method and applied to a shroud part for a gas turbine. As a result, a result similar to the curve 22 in FIG. 8 was obtained, and it was found that the life diagnosis was possible, and it was also found that the HIP could manufacture a new functional ceramic structural component. This embodiment is also applicable to gas turbine engine parts.
【0083】[実施例6]図9は、耐腐食配管用部品の
寿命監視用電圧測定回路を示す原理図である。[Embodiment 6] FIG. 9 is a principle diagram showing a voltage measuring circuit for monitoring the life of parts for corrosion resistant piping.
【0084】新機能性セラミックス構造部品であるセラ
ミックマトリックス1の原料として、平均粒径0.1μ
mのSiC粉末97重量部と焼結助剤B4C:3重量
部、AlN:2重量部に、ポリビニルブチラ−ル6重量
部、トリクロロエチレン24重量部、テトラクロロエチ
レン32重量部、n−ブチルアルコ−ル44重量部、ブ
チルフタリルグリコ−ル酸ブチル2重量部からなるバイ
ンダ108重量部を加え、ボ−ルミルで24時間混合
し、スラリ−とする。As a raw material for the ceramic matrix 1 which is a new functional ceramic structural part, the average particle size is 0.1 μm.
m SiC powder 97 parts by weight and sintering aid B 4 C: 3 parts by weight, AlN: 2 parts by weight, polyvinyl butyral 6 parts by weight, trichloroethylene 24 parts by weight, tetrachloroethylene 32 parts by weight, n-butyl alcohol. 108 parts by weight of a binder composed of 44 parts by weight of butyl phthalylglycolate and 2 parts by weight of butyl phthalyl glycolate butylate are added and mixed in a ball mill for 24 hours to obtain a slurry.
【0085】このスラリ−を真空脱気して気泡を除去
し、次いで多孔質型(石膏)内にスラリーを流し込み、遠
心成形機を用いて厚さ10mm、直径150mmの配管
を作製した。尚、多孔質型表面には所定のパタ−ンにカ
ーボン90vol%とSiC10vol%複合ファイバ
(直径5mm)を寿命診断用電圧測定用の導電回路3とし
て形成しておき、その周りにスラリーを付着させた。成
形体中のワックス分を除去した後、Arガス中、210
0℃で3時間加熱処理した。これにより配管内に寿命診
断用電圧測定用の導電回路3を設けることが出来た。The slurry was vacuum degassed to remove air bubbles, and then the slurry was poured into a porous mold (gypsum), and a pipe having a thickness of 10 mm and a diameter of 150 mm was produced using a centrifugal molding machine. The porous type surface has a predetermined pattern of 90 vol% carbon and 10 vol% SiC composite fiber.
(Diameter 5 mm) was formed as the conductive circuit 3 for measuring the voltage for life diagnosis, and the slurry was adhered around it. After removing the wax content in the molded body, 210 in Ar gas
Heat treatment was performed at 0 ° C. for 3 hours. As a result, the conductive circuit 3 for measuring the voltage for life diagnosis can be provided in the pipe.
【0086】本機能性セラミックス構造部品であるセラ
ミックマトリックス1を火力プラントの耐腐食用配管部
品に適用した。その結果、セラミックス構造部品が腐食
破壊を起こす前に、図10の薬品(アルカリ、酸)腐食時
間と電圧変化率との関係曲線23に示すように、電圧の
変化があらわれ、電圧変化率がしきい値4に達した時点
で保守、点検を行ない、寿命診断が可能である。この寿
命診断によりセラミックス焼結体の信頼性が大幅に向上
した。又、図11の配管形状部品であるセラミックマト
リックス1の導電回路設置の実施例で示すように、配管
内径側に測定用導電回路3を設けることも可能である。The ceramic matrix 1, which is the functional ceramic structural component, was applied to a corrosion-resistant piping component of a thermal power plant. As a result, before the ceramic structural component is corroded and broken, as shown in the relationship curve 23 between the chemical (alkali, acid) corrosion time and the voltage change rate in FIG. 10, the voltage change appears and the voltage change rate is When the threshold value reaches 4, maintenance and inspection can be performed and life diagnosis can be performed. This life diagnosis greatly improved the reliability of the ceramic sintered body. Further, as shown in the embodiment of the conductive circuit installation of the ceramic matrix 1 which is the pipe-shaped component in FIG. 11, it is possible to provide the conductive circuit 3 for measurement on the inner diameter side of the pipe.
【0087】上記のSiC粉末の代わりにSi3N4、S
i2N2O、AlN、Al2O3、ZrO2、B4C、BN、
ムライト粉末などを用いて同様に寿命診断用の導電回路
を有する新機能性セラミックス焼結体(Si3N4、Si
2N2O、AlN、Al2O3、ZrO2、B4C、BN、ム
ライト、Si3N4/SiC複合材、Al2O3/ZrO2複
合材、SiC/Al2O3複合材、Si3N4/ZrO2複合
材、Si3N4/Al2O3複合材、Si3N4/BN複合材、
ムライト/SiC複合材、ZrO2/BN複合材)を常圧
焼結法により作製し、耐腐食用配管部品に適用した。そ
の結果、前出図10と同様の結果が得られ、寿命診断が
可能であることが分かった。Instead of the above SiC powder, Si 3 N 4 , S
i 2 N 2 O, AlN, Al 2 O 3 , ZrO 2 , B 4 C, BN,
A new functional ceramics sintered body (Si 3 N 4 , Si) having a conductive circuit for life diagnosis similarly using mullite powder or the like.
2 N 2 O, AlN, Al 2 O 3 , ZrO 2 , B 4 C, BN, mullite, Si 3 N 4 / SiC composite material, Al 2 O 3 / ZrO 2 composite material, SiC / Al 2 O 3 composite material , Si 3 N 4 / ZrO 2 composite material, Si 3 N 4 / Al 2 O 3 composite material, Si 3 N 4 / BN composite material,
A mullite / SiC composite material and a ZrO 2 / BN composite material) were produced by an atmospheric pressure sintering method and applied to a corrosion-resistant pipe component. As a result, the same result as that shown in FIG. 10 was obtained, and it was found that life diagnosis was possible.
【0088】上記の新機能性セラミックス構造部品を耐
薬品用配管に適用した。その結果、セラミックス構造部
品が薬品(アルカリ、酸)により腐食破壊を起こす前
に、前出図10のように、電圧の変化があらわれ、寿命
診断が可能である。この診断によりセラミックス焼結体
の信頼性が大幅に向上した。The above-mentioned new functional ceramic structural parts were applied to chemical resistant piping. As a result, before the ceramic structural parts are corroded and destroyed by chemicals (alkali, acid), a change in voltage appears as shown in FIG. 10 and the service life can be diagnosed. By this diagnosis, the reliability of the ceramic sintered body was significantly improved.
【0089】配管のように円筒形状の部品に電圧測定回
路を設ける方法としては、型内に測定回路を予め配向さ
せておく方法、セラミックグリーンシートの面にカーボ
ンなどのファイバーと媒体からなる測定回路を設けて、
このグリーンシートを積層したのち、円筒上に成形し、
焼結する方法、セラミックグリーンシートの表面に導電
性の膜をコーティングし、このグリーンシートを積層し
たのち、円筒上に成形し、焼結する方法、など各種方法
により、内壁あるいは外壁の近傍に多数の測定回路を設
けることが出来る。As a method of providing a voltage measuring circuit on a cylindrical part such as a pipe, a method of orienting the measuring circuit in a mold in advance or a measuring circuit composed of a fiber such as carbon and a medium on the surface of a ceramic green sheet is used. With
After stacking this green sheet, it is molded into a cylinder,
Various methods such as sintering, coating a conductive film on the surface of the ceramic green sheet, laminating this green sheet, forming it into a cylinder, and sintering, etc. The measurement circuit of can be provided.
【0090】本実施例6の方法は、ポンプ用ステータ、
ポンプ用ケーシング、粉・粒体輸送用パイプ、コックバ
ルブ、ノズル、バルブ、るつぼ等にも適用可能である。The method of the sixth embodiment includes a pump stator,
It can also be applied to pump casings, powder / particle transport pipes, cock valves, nozzles, valves, crucibles, and the like.
【0091】[実施例7]機能融合セラミックス構造部
品の原料として、平均粒径1μmの金属Si粉末100重量
部に、ポリエチレンとステアリン酸と合成ワックスの混
合物を13重量部添加、混練し原料とした。この原料を
押出し成形機を用いて厚さ10mm、100mm角の板
を作製した。この板上にカーボン繊維(直径10μm、
長さ1000μm)とAl2O3繊維(直径5μm、長さ1
000μm)とSiC繊維(直径10μm、長さ100μ
m)の複合長繊維(直径5.5mm)を寿命診断用電圧測定
の導電回路として成形、形成した。寿命診断用の導電回
路に用いたカーボン繊維、Al2O3繊維、SiC繊維の配
合比は30:50:20vol%である。[Embodiment 7] As a raw material for a functionally fused ceramic structural part, 13 parts by weight of a mixture of polyethylene, stearic acid and synthetic wax was added to 100 parts by weight of metal Si powder having an average particle diameter of 1 μm and kneaded to obtain a raw material. . A plate having a thickness of 10 mm and a size of 100 mm square was produced from this raw material using an extrusion molding machine. Carbon fiber (diameter 10 μm,
Length 1000μm) and Al 2 O 3 fiber (diameter 5μm, length 1
000 μm) and SiC fiber (diameter 10 μm, length 100 μm
The composite long fiber (diameter 5.5 mm) of m) was molded and formed as a conductive circuit for measuring voltage for life diagnosis. The compounding ratio of carbon fiber, Al 2 O 3 fiber and SiC fiber used for the conductive circuit for life diagnosis is 30:50:20 vol%.
【0092】上記成形体を、窒素雰囲気の炉中で、昇温
速度1℃/minで1350℃まで加熱し、炉中で放冷し
て寿命診断用電圧測定の導電回路を有する反応焼結Si3
N4セラミックス焼結体を得た。得られた反応焼結のセ
ラミックス焼結体の表層部には、耐熱性を持たせるため
にプラズマ溶射によりSiC/ZrO2(80/20vol
%)の緻密なコーティング層の膜0.3mmを形成した。
反応焼結材では、表層部が多孔質なため、その気孔中に
もSiC/ZrO2が侵入し、接着強度の高い膜が得られ
る。そして、導電回路の端部に銅配線をろう付けし、外
部の測定器に配線を行った。The above molded body was heated in a furnace in a nitrogen atmosphere at a temperature rising rate of 1 ° C./min to 1350 ° C., and allowed to cool in the furnace to carry out reaction sintering Si having a conductive circuit for measuring voltage for life diagnosis. 3
An N 4 ceramics sintered body was obtained. The surface layer of the obtained reaction-sintered ceramics sintered body was subjected to plasma spraying in order to have heat resistance by SiC / ZrO 2 (80/20 vol).
%) Dense coating layer film 0.3 mm was formed.
Since the surface layer of the reaction-sintered material is porous, SiC / ZrO 2 also penetrates into the pores of the material to obtain a film having high adhesive strength. Then, copper wiring was brazed to the end of the conductive circuit, and the wiring was connected to an external measuring device.
【0093】本セラミックス構造部品をガスタービンの
燃焼器内張り部品に適用した。その結果、セラミックス
構造部品が燃焼試験によりSiC/ZrO2膜に亀裂が生
じると共に電圧の変化があらわれ、燃焼器内張り部品と
しての寿命診断が可能である。The ceramic structural component was applied to a combustor lining component of a gas turbine. As a result, the ceramic structural component is cracked in the SiC / ZrO 2 film by the combustion test, and a change in voltage appears, so that the life of the combustor lining component can be diagnosed.
【0094】上記の金属Si粉末の代わりに金属Al粉
末を用いて同様に寿命診断用電圧測定回路を有する新機
能性AlNセラミックス焼結体を反応焼結法により作製
し、燃焼器内張り部品に適用した。その結果、同様の結
果が得られ、寿命診断が可能であることが分かった。A new functional AlN ceramics sintered body having a voltage measuring circuit for life diagnosis was produced by the reaction sintering method by using the metal Al powder instead of the metal Si powder described above and applied to the combustor lining parts. did. As a result, the same result was obtained, and it was found that life diagnosis was possible.
【0095】又、上記のSi粉末にSi3N4、Si2N
2O、AlN、Al2O3、ZrO2、B4C、BN、ムライ
ト等の粉末、ウイスカ等を混合して同様に寿命診断用電
圧測定の導電回路を有する新機能性複合セラミックス焼
結(Si3N4/Si3N4、Si3N4/Si2N2O、Si3N4/A
lN、Si3N4/Al2O3、Si3N4/ZrO2、Si3N4/B
4C、Si3N4/BN、Si3N4/ムライト、Si3N4/SiC
等)を反応焼結法により作製し、燃焼器内張り部品に適
用した。その結果、同様の結果が得られ、寿命診断が可
能であることが分かった。Further, Si 3 N 4 and Si 2 N are added to the above Si powder.
2 O, AlN, Al 2 O 3 , ZrO 2 , B 4 C, BN, powders such as mullite, whiskers, etc. are mixed to form a new functional composite ceramics sintered body having a conductive circuit for voltage measurement for life diagnosis ( Si 3 N 4 / Si 3 N 4 , Si 3 N 4 / Si 2 N 2 O, Si 3 N 4 / A
1N, Si 3 N 4 / Al 2 O 3 , Si 3 N 4 / ZrO 2 , Si 3 N 4 / B
4 C, Si 3 N 4 / BN, Si 3 N 4 / Mullite, Si 3 N 4 / SiC
Etc.) were produced by the reaction sintering method and applied to combustor lining parts. As a result, the same result was obtained, and it was found that life diagnosis was possible.
【0096】本発明のセラミックスの成形は、ドクター
ブレード、金型粉末成形、CIP、射出成形、鋳込み成
形、押出し成形等各種部品形状に応じて可能で有る。The ceramics of the present invention can be molded according to various component shapes such as doctor blade, mold powder molding, CIP, injection molding, cast molding and extrusion molding.
【0097】前記グリ−ンシ−ト等の成形用バインダ
は、ポリビニルブチラ−ルやポリエチレン等の高分子材
料、シリコ−ン系化合物やポリシラン系化合物等一般に
セラミックス成形用のバインダとして用いられているも
のを使用することが出来る。これらのバインダの脱脂方
法は特に限定しないが、焼結時の昇温速度を制御するこ
とによって脱脂することが出来る。The molding binder such as the green sheet is generally used as a binder for molding ceramics such as polymer materials such as polyvinyl butyral and polyethylene, silicone compounds and polysilane compounds. Things can be used. The degreasing method of these binders is not particularly limited, but degreasing can be performed by controlling the temperature rising rate during sintering.
【0098】ここで、電圧測定回路の形成方法として以
下の方法が考えられる。カーボン等のファイバーと媒体
からなるスラリーをインクジェット法によりセラミック
ス成形体表面に回路パターンを形成する方法、カーボン
等のファイバーと媒体からなるスラリーを印刷により回
路パターンを形成する方法、等各種の方法により可能で
ある。Here, the following method can be considered as a method of forming the voltage measuring circuit. Possible by various methods such as a method of forming a circuit pattern on the surface of a ceramic molded body by an ink jet method using a slurry composed of fibers such as carbon and a medium, and a method of forming a circuit pattern by printing a slurry composed of fibers such as carbon and a medium. Is.
【0099】[実施例8]新機能性セラミックス構造部
品の原料として、ZrO2粉末:50重量部とSiO 2粉末:
30重量部、Al2O3粉末:20重量部に、トリエタノ
ールアミン:1重量部、蒸留水:65重量部添加、混合
し原料とした。この原料を鋳込み成形により金属溶湯用
タンディッシュ、鋳型注入口用耐火物、鋳型を作製し
た。成形の際に各部品内にC繊維束(直径100μm、
長さ50cm、1000本)を用いて寿命診断用電圧測
定の導電回路として形成した。[Embodiment 8] New Functional Ceramics Structure Section
As a raw material for products, ZrO2Powder: 50 parts by weight and SiO 2Powder:
30 parts by weight, Al2O3Powder: 20 parts by weight of triethano
Amine: 1 part by weight, distilled water: 65 parts by weight, mixed
And used as raw material. For molten metal by casting this raw material
Make tundish, refractory for mold inlet, mold
It was C fiber bundles (diameter 100 μm,
Voltage measurement for life diagnosis using a length of 50 cm (1000 pieces)
It was formed as a constant conductive circuit.
【0100】上記成形体を、酸化雰囲気中で、昇温速度
5℃/minで1650℃まで加熱し2時間保持後、炉中
で放冷して寿命診断用電圧測定の導電回路を有するセラ
ミックス焼結体を得た。尚、前記バインダ等の脱脂は、
昇温過程で行なわれる。そして、寿命診断用の導電回路
の端部を銅配線を用いて外部の測定器に配線を行った。
又、寿命診断用の導電回路はSiC保護管で絶縁を保持
した。The above-mentioned molded body was heated in an oxidizing atmosphere at a temperature rising rate of 5 ° C./min to 1650 ° C., held for 2 hours, and then allowed to cool in a furnace to burn a ceramic having a conductive circuit for measuring voltage for life diagnosis. I got a union. The degreasing of the binder, etc.
This is done in the process of raising the temperature. Then, the end of the conductive circuit for life diagnosis was wired to an external measuring device using copper wiring.
Also, the conductive circuit for life diagnosis was kept insulated by a SiC protective tube.
【0101】本セラミックス構造部品を連続鋳造設備に
適用した。試験の結果、セラミックス構造部品が老朽化
し、亀裂が入ると同時に電圧が変化し、その変化を検知
して部品寿命を運転者に知らせることが出来る。これに
より、連続鋳造設備の保守を効率良く行うことが出来
る。This ceramic structural part was applied to a continuous casting facility. As a result of the test, the ceramic structural parts are deteriorated and cracks are generated, and at the same time, the voltage is changed, and the change can be detected to inform the driver of the life of the parts. Thereby, the continuous casting equipment can be efficiently maintained.
【0102】上記のセラミックス粉末の代わりにSi
C、Si2N2O、AlN、Al2O3、ZrO2、B4C、B
N、ムライト粉末等を用いて同様に寿命診断用電圧測定
回路を有する新機能性セラミックス焼結体(Si3N4、
Si2N2O、AlN、Al2O3、ZrO2、B4C、BN、
ムライト、Si3N4/SiC複合材、Al2O3/ZrO2複合
材、SiC/Al2O3複合材、Si3N4/ZrO2複合材、S
i3N4/Al2O3複合材、Si3N4/BN複合材、ムライト
/SiC複合材、ZrO2/BN複合材)を常圧焼結法によ
り作製し、連続鋳造設備部品に適用した。試験の結果、
同様の電圧の変化が現われ、寿命診断が可能であり、メ
ンテナンスが容易となった。Instead of the above ceramic powder, Si
C, Si 2 N 2 O, AlN, Al 2 O 3 , ZrO 2 , B 4 C, B
A new functional ceramics sintered body (Si 3 N 4 , which has a voltage measuring circuit for life diagnosis similarly using N, mullite powder, etc.)
Si 2 N 2 O, AlN, Al 2 O 3 , ZrO 2 , B 4 C, BN,
Mullite, Si 3 N 4 / SiC composite material, Al 2 O 3 / ZrO 2 composite material, SiC / Al 2 O 3 composite material, Si 3 N 4 / ZrO 2 composite material, S
i 3 N 4 / Al 2 O 3 composite material, Si 3 N 4 / BN composite material, mullite
/ SiC composite material, ZrO 2 / BN composite material) were produced by an atmospheric pressure sintering method and applied to continuous casting equipment parts. Test results,
Similar changes in voltage appear, life diagnosis is possible, and maintenance is easy.
【0103】本発明によれば、セラミックス又はセラミ
ックス焼結体のセラミックス構造部品自身に寿命診断用
誘導電流発生用の導電回路を設け、実際の使用状態下に
おいて構造部品の寿命を判断し、保守を決定する寿命診
断方法により、セラミックス構造部品の信頼性が向上し
各種プラントの部品、エンジン等の構造部品等への適用
が容易に可能になる。According to the present invention, the ceramic structural part of the ceramic or the ceramic sintered body itself is provided with the conductive circuit for generating the induced current for life diagnosis, and the life of the structural part is judged under the actual use condition to perform maintenance. The life diagnosis method to be determined improves the reliability of the ceramic structural parts, and can be easily applied to parts of various plants, structural parts such as engines and the like.
【0104】そして、セラミックス又はセラミックス焼
結体中に、1次元以上の配向を有する導電回路に誘導電
流を発生させ、セラミックス又はセラミックス焼結体表
面の亀裂、変形、温度、酸化等による電圧変化を測定す
ることにより、セラミックス又はセラミックス焼結体の
セラミックス構造部品の信頼性向上が図れるため、核融
合炉用第一壁、配管用耐摩耗壁、配管用耐腐食壁、配管
用耐薬品壁、ガスタービン動翼、ガスタービン静翼、ガ
スタービンノズル、ガスタービンシュラウド、燃焼器、
ダクト、熱交換器、軸受、自動車エンジン用ターボチャ
ージャロータ、金属溶湯用耐火材、金属溶湯用ラドル、
金属溶湯用タンディッシュ、メカニカルーシールリン
グ、ケミカルシールリング、プランジャ、サンドブラス
トノズル、溶接チップカバー、触媒担体等のセラミック
ス又はセラミックス焼結体の信頼性を著しく向上させる
ことが出来る。Then, an induced current is generated in a conductive circuit having one-dimensional or more orientation in the ceramics or ceramics sintered body, and a voltage change due to cracking, deformation, temperature, oxidation, etc. on the surface of the ceramics or ceramics sintered body. Since the reliability of ceramics or ceramic structural parts of ceramics sintered body can be improved by measuring, the first wall for fusion reactor, wear resistant wall for piping, corrosion resistant wall for piping, chemical resistant wall for piping, gas Turbine blade, gas turbine stationary blade, gas turbine nozzle, gas turbine shroud, combustor,
Ducts, heat exchangers, bearings, turbocharger rotors for automobile engines, refractory materials for molten metal, ladle for molten metal,
The reliability of ceramics or ceramics sintered bodies such as a tundish for molten metal, a mechanical seal ring, a chemical seal ring, a plunger, a sandblast nozzle, a welding tip cover, and a catalyst carrier can be remarkably improved.
【0105】以上この発明を上記の実施例について詳し
く説明したが、それを以ってこの発明をそれらの実施例
のみに限定するものではなく、この発明の精神を逸脱せ
ずして種々改変を加えて多種多様の変形をなし得ること
は云うまでもない。Although the present invention has been described in detail with respect to the above-described embodiments, the present invention is not limited to these embodiments by the above, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. In addition, it goes without saying that various modifications can be made.
【0106】[0106]
【発明の効果】本第1発明〜第4発明のセラミックス構
造部品の寿命予測方法によれば、実働しているセラミッ
クス構造部品の寿命予測が可能になり、信頼性の高いセ
ラミックス構造部品の寿命予測方法を提供することが出
来る。更に、セラミックス構造部品内に誘導電流を発生
させる導電回路を並べることにより、セラミックス構造
部品表面全体が検出可能となり、セラミックス構造部品
の寿命予測方法の信頼性が更に増す。そして、このセラ
ミックス構造部品の寿命予測方法は、複雑形状のセラミ
ックス構造部品にも適用が可能である。又、導電性セラ
ミックス、炭素、金属等を有する導電回路を設けること
により、一般的な導電回路の材質で表皮効果の大きい導
電回路を設けることが出来る。EFFECTS OF THE INVENTION According to the method of predicting the life of ceramic structural parts of the first to fourth aspects of the present invention, it is possible to predict the life of a ceramic structural part that is actually operating, and to predict the life of a highly reliable ceramic structural part. A method can be provided. Furthermore, by arranging conductive circuits that generate an induced current in the ceramic structural component, the entire surface of the ceramic structural component can be detected, and the reliability of the method for predicting the life of the ceramic structural component is further increased. The method of predicting the life of a ceramic structural component can be applied to a ceramic structural component having a complicated shape. Further, by providing a conductive circuit containing conductive ceramics, carbon, metal or the like, a conductive circuit having a large skin effect can be provided by using a material of a general conductive circuit.
【0107】本第5発明のセラミックス構造部品の保守
点検方法によれば、事前に破壊防止が可能になり、この
保守点検方法によりセラミックスの信頼性が大幅に向上
する。According to the maintenance / inspection method for ceramic structural parts of the fifth aspect of the present invention, destruction can be prevented in advance, and the reliability of ceramics is greatly improved by this maintenance / inspection method.
【0108】本第6発明〜第9発明の各種プラントの寿
命診断方法によれば、各種プラントを構成する複数の構
造部品の少なくとも1つがセラミックス焼結体より成
り、このセラミックス焼結体の導電回路の電圧変化に基
づいてセラミックス焼結体の寿命を予測するので、プラ
ントの各部品全体に導電回路を設けなくても、最大応力
が発生する近傍や摩耗が生じる構造部品に設けるだけで
寿命を監視出来る。十分に構造部品の表面又は表面近傍
に表皮効果が生ずるので、表面に発生した亀裂による電
圧変動と設定されたしきい値の比較により保守が必要で
あると判断した時、設備を止め、構造部品の交換を行な
うことが出来る。According to the method for diagnosing life of various plants of the sixth invention to the ninth invention, at least one of a plurality of structural parts constituting various plants is made of a ceramic sintered body, and the conductive circuit of the ceramic sintered body is used. Since the life of the ceramics sintered body is predicted based on the voltage change, the life can be monitored simply by installing it in the vicinity of the maximum stress and in the structural parts where wear occurs without providing a conductive circuit for all parts of the plant. I can. Since the skin effect is sufficiently generated on or near the surface of structural parts, when it is judged that maintenance is required by comparing the voltage fluctuation due to cracks generated on the surface with the set threshold value, the equipment is stopped and the structural parts Can be exchanged.
【0109】本第10発明、第11発明のセラミックス
構造部品によれば、このセラミックス焼結体に炭素、セ
ラミックス、金属、又は炭素繊維、セラミックス繊維、
金属繊維の少なくとも1つによって構成された導電回路
を設けたので、この導電回路で発生した表皮効果が十分
に発揮出来ると共に、この導電回路の炭素、セラミック
ス、金属、又は炭素繊維、セラミックス繊維、金属繊維
はセラミックス焼結体の強化材としての働きを有する。According to the ceramic structural parts of the tenth invention and the eleventh invention, carbon, ceramics, metal, or carbon fiber, ceramic fiber,
Since the conductive circuit constituted by at least one of the metal fibers is provided, the skin effect generated in this conductive circuit can be sufficiently exerted, and carbon, ceramics, metal, or carbon fiber, ceramic fiber, metal of this conductive circuit is provided. The fiber functions as a reinforcing material for the ceramic sintered body.
【0110】本第12発明のセラミックス構造部品によ
れば、本第10発明又は第11発明において、導電回路
は、この導電回路の外部回路に電気的に接続される端子
を有したので、本第10発明又は第11発明の効果に加
え、この導電回路の外部電源に電気的に接続することが
容易になる。According to the ceramic structure component of the twelfth invention, in the tenth invention or the eleventh invention, the conductive circuit has a terminal electrically connected to an external circuit of the conductive circuit. In addition to the effects of the tenth invention or the eleventh invention, it becomes easy to electrically connect to the external power source of this conductive circuit.
【0111】本第13発明のセラミックス構造部品によ
れば、本第10発明又は第11発明において、導電回路
は、セラミックス焼結体の熱応力を緩和する十分な温度
に加熱可能な抵抗値を有したので、本第10発明又は第
11発明の効果に加え、セラミックス焼結体を十分加熱
して外部からの熱応力を緩和する機能を持たせることが
可能であり、特に、急激な熱応力が発生した場合の応力
緩和に極めて有効である。According to the ceramic structural part of the thirteenth invention, in the tenth invention or the eleventh invention, the conductive circuit has a resistance value capable of being heated to a sufficient temperature for relaxing the thermal stress of the ceramic sintered body. Therefore, in addition to the effects of the tenth invention or the eleventh invention, it is possible to sufficiently heat the ceramics sintered body to relax the thermal stress from the outside. It is extremely effective in relaxing the stress when it occurs.
【0112】本第14発明のセラミックス構造部品によ
れば、本第10発明又は第11発明において、導電回路
の比誘電率は30以上又は導電回路の透磁率は1以上で
あるので、本第10発明又は第11発明の効果に加え、
セラミックス焼結体の十分な表皮効果をもたらすことが
出来る。According to the ceramic structure component of the fourteenth invention, in the tenth invention or the eleventh invention, the conductive circuit has a relative permittivity of 30 or more or the conductive circuit has a magnetic permeability of 1 or more. In addition to the effects of the invention or the eleventh invention,
It is possible to bring about a sufficient skin effect of the ceramics sintered body.
【0113】本第15発明のセラミックス構造部品によ
れば、本第10発明又は第11発明において、セラミッ
クス焼結体は、酸化物、窒化物、炭化物、炭窒化物、酸
窒化物、硼化物、ケイ化物の少なくとも1つからなるの
で、本第10発明又は第11発明の効果に加え、セラミ
ックス焼結体は、成形体から焼結体への焼結時の寸法変
化率が1%以下と小さく、成形体中に配向した寿命測定
用の誘導電流発生用の導電回路が変形、切断することな
くセラミックス焼結体中に配向され、導電回路自身にも
残留応力が残っていない。更に、セラミックス焼結体は
多孔質のため、構造部品に使用する際には、必要とされ
る特性を満足する物質を表面、内部にコーティング、含
浸させることが可能になる。又、セラミックス焼結体の
表面を緻密質の耐摩耗材、耐熱材、耐腐食材等で構成す
ることが出来る。SiCの導電回路は、耐熱部品の表面
亀裂を検出するのに有効である。そして、複合化、粒子
分散強化をすることにより単体よりも剛性を高めること
が出来る。According to the ceramic structural component of the fifteenth invention, in the tenth invention or the eleventh invention, the ceramic sintered body is an oxide, a nitride, a carbide, a carbonitride, an oxynitride, a boride, In addition to the effects of the tenth invention or the eleventh invention, the ceramic sintered body has a small dimensional change rate of 1% or less during sintering from a molded body to a sintered body, since it comprises at least one silicide. The conductive circuit for generating an induced current for life measurement oriented in the molded body is oriented in the ceramic sintered body without being deformed or cut, and no residual stress remains in the conductive circuit itself. Further, since the ceramic sintered body is porous, it becomes possible to coat or impregnate the surface or the inside with a substance satisfying the required characteristics when it is used for a structural part. Further, the surface of the ceramic sintered body can be made of a dense wear resistant material, heat resistant material, corrosion resistant material, or the like. The conductive circuit of SiC is effective for detecting surface cracks in heat resistant parts. Then, the rigidity can be increased more than that of the simple substance by compounding and strengthening the particle dispersion.
【0114】第16発明のセラミックス構造部品によれ
ば、導電回路は、C及び/又は、Si、Ti、Zr、Cr、
W、Moの何れか1つからなる単体又は窒化物、炭化
物、炭窒化物、硼化物、ケイ化物の少なくとも1つから
なるものであるので、このセラミックス焼結体は、成形
体から焼結体への焼結時の寸法変化率が1%以下と小さ
く、これに設けられた導電回路が変形、切断することな
くセラミックス焼結体中に配向され、導電回路自身にも
残留応力が残らない。更に、セラミックス焼結体は多孔
質なので、構造部品に使用する際には、必要とされる特
性を満足する物質を表面、内部にコーティング、含浸す
ることが可能になる。更に、セラミックス焼結体の表面
を緻密質の耐摩耗材、耐熱材、耐腐食材等で構成するこ
とが出来る。そして、SiCの導電回路は、耐熱部品の
表面亀裂を検出するのに有効である。According to the ceramic structural component of the 16th aspect of the invention, the conductive circuit comprises C and / or Si, Ti, Zr, Cr,
This ceramic sintered body is a compact or a sintered body because it is a simple substance made of any one of W and Mo or at least one of nitride, carbide, carbonitride, boride, and silicide. The dimensional change rate at the time of sintering is as small as 1% or less, the conductive circuit provided therein is oriented in the ceramic sintered body without being deformed or cut, and no residual stress remains in the conductive circuit itself. Furthermore, since the ceramic sintered body is porous, when used for structural parts, it becomes possible to coat or impregnate the surface or inside with a substance that satisfies the required properties. Further, the surface of the ceramic sintered body can be made of a dense wear resistant material, heat resistant material, corrosion resistant material, or the like. The SiC conductive circuit is effective for detecting surface cracks in the heat resistant component.
【0115】本第17発明のセラミックス構造部品の製
造方法によれば、焼結されたセラミック焼結体を強化し
たものを同時に容易に得ることが出来る。According to the method for manufacturing a ceramic structural component of the seventeenth aspect of the present invention, it is possible to easily obtain a reinforced sintered ceramic sintered body at the same time.
【0116】本第18発明のセラミックス構造部品の製
造方法によれば、金属粉末が反応性ガスと反応して生成
物を生成すると共に、この無機化合物やこの導電回路を
該生成物で結合することにより、気孔率が5〜30vo
l%の誘導電流発生用の導電回路が配向された反応焼結
のセラミックス焼結体が製造可能である。According to the method for producing a ceramic structural part of the eighteenth aspect of the present invention, the metal powder reacts with the reactive gas to produce a product, and at the same time, the inorganic compound and the conductive circuit are bound by the product. Has a porosity of 5 to 30 vo
It is possible to manufacture a reaction-sintered ceramics sintered body in which a conductive circuit for generating an induction current of 1% is oriented.
【0117】本第19発明のセラミックス構造部品の製
造方法によれば、焼結処理によって、その焼結温度に耐
えられないような誘導電流発生用の導電材料を導電回路
として設けることが可能になる。According to the method for manufacturing a ceramic structural part of the nineteenth aspect of the present invention, it becomes possible to provide, as a conductive circuit, a conductive material for generating an induced current that cannot withstand the sintering temperature by the sintering process. .
【図1】導電回路周囲に生ずる表皮効果を説明する断面
図である。FIG. 1 is a sectional view illustrating a skin effect generated around a conductive circuit.
【図2】他の導電回路周囲に生ずる表皮効果を説明する
断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a skin effect generated around another conductive circuit.
【図3】核融合炉第1壁部品の寿命監視用電圧測定回路
を示し、(A)は電圧測定回路の原理図、(B)は
(A)の I−I 線断面図である。FIG. 3 shows a voltage measuring circuit for monitoring the life of the first wall component of the fusion reactor, (A) is a principle diagram of the voltage measuring circuit, and (B) is a sectional view taken along line I-I of (A).
【図4】核融合炉第1壁部品の中性子照射時間と電圧変
化率との関係曲線図である。FIG. 4 is a relationship curve diagram between a neutron irradiation time and a voltage change rate of the first wall component of the fusion reactor.
【図5】核融合炉第1壁部品の寿命監視用セラミックス
焼結体の断面図である。FIG. 5 is a sectional view of a ceramics sintered body for life monitoring of the first wall component of the fusion reactor.
【図6】核融合炉第1壁部品の他の寿命監視用電圧測定
回路を示し、(A)は電圧測定回路の原理図、(B)は
(A)の II−II 線断面図である。FIG. 6 shows another voltage measuring circuit for monitoring the life of the first wall component of the fusion reactor, (A) is a principle diagram of the voltage measuring circuit, and (B) is a sectional view taken along line II-II of (A). .
【図7】ガスタービン用静翼部品の寿命監視用電圧測定
回路を示し、(A)は電圧測定回路の原理図、(B)は
(A)の III−III 線断面図である。FIG. 7 shows a voltage measuring circuit for life monitoring of a gas turbine stationary blade component, (A) is a principle view of the voltage measuring circuit, and (B) is a sectional view taken along line III-III of (A).
【図8】ガスタービン運転時間と電圧変化率との関係曲
線図である。FIG. 8 is a relationship curve diagram between a gas turbine operating time and a voltage change rate.
【図9】耐腐食配管用部品の寿命監視用電圧測定回路を
示す原理図である。FIG. 9 is a principle diagram showing a voltage measuring circuit for monitoring the life of corrosion-resistant pipe parts.
【図10】薬品(アルカリ、酸)腐食時間と電圧変化率と
の関係曲線図である。FIG. 10 is a relationship curve diagram between chemical (alkali, acid) corrosion time and voltage change rate.
【図11】配管形状部品の導電回路設置の実施例を示す
断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing an example of installation of a conductive circuit for a pipe-shaped component.
1 セラミックマトリックス(セラミックス構造部品) 2 試料 3 導電回路 5 高周波電源 6 電圧変化測定器 8 コーティグ層 10 亀裂 12 試料表面 14 表皮効果 15 表面層 17 端子 18 原子力プラントシステム 19 火力プラントシステム 20 化学プラントシステム DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ceramic matrix (ceramic structural component) 2 Sample 3 Conductive circuit 5 High frequency power supply 6 Voltage change measuring instrument 8 Coating layer 10 Crack 12 Sample surface 14 Skin effect 15 Surface layer 17 Terminal 18 Nuclear power plant system 19 Thermal power plant system 20 Chemical plant system
Claims (19)
傍に導電回路を設け、該導電回路に誘導電流を流し、そ
の電圧変化に基づいて前記セラミックス構造部品の寿命
を予測することを特徴とするセラミックス構造部品の寿
命予測方法。1. A ceramic structure characterized in that a conductive circuit is provided on or near the surface of the ceramic structural component, an induced current is passed through the conductive circuit, and the life of the ceramic structural component is predicted based on the voltage change. How to predict the life of parts.
傍に導電性セラミックスを有する導電回路を設け、該導
電回路に誘導電流を流し、その電圧変化に基づいて前記
セラミックス構造部品の寿命を予測することを特徴とす
るセラミックス構造部品の寿命予測方法。2. A ceramic circuit is provided with a conductive circuit having conductive ceramics on or near the surface thereof, an induced current is passed through the conductive circuit, and the life of the ceramic structural part is predicted based on the voltage change. A method for predicting the life of ceramic structural parts.
傍に炭素を有する導電回路を設け、該導電回路に誘導電
流を流し、その電圧変化に基づいて前記セラミックス構
造部品の寿命を予測することを特徴とするセラミックス
構造部品の寿命予測方法。3. A ceramic structural part is provided with a conductive circuit having carbon on or near the surface thereof, an induced current is passed through the conductive circuit, and the life of the ceramic structural part is predicted based on the voltage change. Life prediction method for ceramic structural parts.
傍に金属を有する導電回路を設け、該導電回路に誘導電
流を流し、その電圧変化に基づいて前記セラミックス構
造部品の寿命を予測することを特徴とするセラミックス
構造部品の寿命予測方法。4. A ceramic structure part is provided with a conductive circuit having a metal on or near the surface, an induced current is passed through the conductive circuit, and the life of the ceramic structure part is predicted based on the voltage change. Life prediction method for ceramic structural parts.
傍に導電回路を設け、該導電回路に誘導電流を流し、そ
の電圧変化を測定し、該電圧変化の変化量と予め求めら
れた前記セラミックス構造部品の寿命を示す電圧変化量
で表わされるしきい値とを比較し、前記電圧変化の変化
量が前記しきい値に達した時点で前記セラミックス構造
部品の保守、点検を行なうことを特徴とするセラミック
ス構造部品の保守点検方法。5. A ceramic structure part is provided with a conductive circuit on or near the surface thereof, an induced current is passed through the conductive circuit, the voltage change thereof is measured, and the change amount of the voltage change and the ceramic structure part previously obtained. And a threshold value represented by a voltage change amount indicating the life of the ceramic structure component, and when the change amount of the voltage change reaches the threshold value, maintenance and inspection of the ceramic structural component are performed. How to maintain and inspect structural parts.
ガスタービンにおいて、該ガスタービンを構成する複数
の構造部品の少なくとも1つがセラミックス焼結体より
成り、該セラミックス焼結体の表面又は表面近傍に導電
回路を設け、該導電回路に誘導電流を流し、その電圧変
化に基づいて前記セラミックス焼結体の寿命を監視する
ことを特徴とするガスタービンの寿命診断方法。6. In a gas turbine for rotating a turbine by combustion gas, at least one of a plurality of structural parts constituting the gas turbine is made of a ceramics sintered body, and a conductive circuit is provided on or near the surface of the ceramics sintered body. Is provided, an induction current is caused to flow through the conductive circuit, and the life of the ceramics sintered body is monitored based on the voltage change thereof.
を利用する原子力プラントにおいて、該原子力プラント
を構成する複数の構造部品の少なくとも1つがセラミッ
クス焼結体よりなり、該セラミックス焼結体の表面又は
表面近傍に導電回路を設け、該導電回路に誘導電流を流
し、その電圧変化に基づいて前記セラミックス焼結体の
寿命を監視することを特徴とする原子力プラントの寿命
診断方法。7. In a nuclear power plant using energy generated by nuclear fission, at least one of a plurality of structural parts constituting the nuclear power plant is made of a ceramics sintered body, and the ceramics sintered body is provided on or near the surface thereof. A life diagnostic method for a nuclear power plant, comprising providing a conductive circuit, flowing an induced current in the conductive circuit, and monitoring the life of the ceramic sintered body based on a voltage change thereof.
る核融合プラントにおいて、該核融合プラントを構成す
る複数の構造部品の少なくとも1つのプラズマに対向す
る側にセラミックス焼結体を設け、該セラミックス焼結
体の表面又は表面近傍に導電回路を設け、該導電回路に
誘導電流を流し、その電圧変化に基づいて前記セラミッ
クス焼結体の寿命を監視することを特徴とする核融合プ
ラントの寿命診断方法。8. In a nuclear fusion plant that generates energy by nuclear fusion, a ceramic sintered body is provided on the side of at least one plasma facing a plurality of structural parts constituting the nuclear fusion plant, and the ceramic sintered body is provided. A method for diagnosing the life of a nuclear fusion plant, characterized in that a conductive circuit is provided on the surface of or near the surface, an induced current is passed through the conductive circuit, and the life of the ceramic sintered body is monitored based on the voltage change.
で流れることによって電気エネルギーを発生する電磁流
体発電プラントにおいて、該電磁流体発電プラントを構
成する高温ガス排気ダクト内壁がセラミックス焼結体よ
りなり、該セラミックス焼結体の表面又は表面近傍に導
電回路を設け、該導電回路に誘導電流を流し、その電圧
変化に基づいて前記セラミックス焼結体の寿命を監視す
ることを特徴とする電磁流体発電プラントの寿命診断方
法。9. In a magnetohydrodynamic power plant that generates electrical energy by high-temperature gas plasma flowing at high speed across a magnetic field, a hot gas exhaust duct inner wall constituting the magnetohydrodynamic power plant is made of a ceramic sintered body, A magnetohydrodynamic power plant characterized in that a conductive circuit is provided on or near the surface of the ceramic sintered body, an induced current is passed through the conductive circuit, and the life of the ceramic sintered body is monitored based on the voltage change. Life diagnosis method.
クス構造部品において、該セラミックス焼結体の表面又
は表面近傍に炭素、セラミックス、金属の少なくとも1
つによって構成された誘導電流発生用の導電回路を設け
たことを特徴とするセラミックス構造部品。10. A ceramic structural component having a ceramics sintered body, wherein at least one of carbon, ceramics, and metal is provided on or near the surface of the ceramics sintered body.
A ceramic structural part characterized by comprising a conductive circuit for generating an induced current, which is composed of two parts.
クス構造部品において、該セラミックス焼結体の表面又
は表面近傍に炭素繊維、セラミックス繊維、金属繊維の
少なくとも1つによって構成された誘導電流発生用の導
電回路を設けたことを特徴とするセラミックス構造部
品。11. A ceramic structural part having a ceramics sintered body, wherein a conductive circuit for generating an induced current is formed on the surface of the ceramics sintered body or in the vicinity thereof by at least one of carbon fiber, ceramics fiber and metal fiber. A ceramic structural part characterized by being provided with.
電回路は、該導電回路の外部回路に電気的に接続される
端子を有したことを特徴とするセラミックス構造部品。12. The ceramic structural component according to claim 10 or 11, wherein the conductive circuit has a terminal electrically connected to an external circuit of the conductive circuit.
電回路は、前記セラミックス焼結体の熱応力を緩和する
十分な温度に加熱可能な抵抗値を有したことを特徴とす
るセラミックス構造部品。13. The ceramic structural component according to claim 10, wherein the conductive circuit has a resistance value capable of being heated to a temperature sufficient to relieve the thermal stress of the ceramic sintered body.
電回路の比誘電率は30以上又は前記導電回路の透磁率
は1以上であることを特徴とするセラミックス構造部
品。14. The ceramic structural component according to claim 10, wherein the conductive circuit has a relative permittivity of 30 or more, or the conductive circuit has a magnetic permeability of 1 or more.
ラミックス焼結体は、酸化物、窒化物、炭化物、炭窒化
物、酸窒化物、硼化物、ケイ化物の少なくとも1つから
なるものであることを特徴とするセラミックス構造部
品。15. The ceramic sintered body according to claim 10 or 11, comprising at least one of oxide, nitride, carbide, carbonitride, oxynitride, boride, and silicide. Ceramic structural parts characterized by:
クス構造部品において、該セラミックス焼結体の表面又
は表面近傍に導電回路を設け、該導電回路は、C及び/
又は、Si、Ti、Zr、Cr、W、Moの何れか1つから
なる単体又は窒化物、炭化物、炭窒化物、硼化物、ケイ
化物の少なくとも1つからなるものであることを特徴と
するセラミックス構造部品。16. A ceramic structural part having a ceramics sintered body, wherein a conductive circuit is provided on or near the surface of the ceramics sintered body, and the conductive circuit comprises C and / or
Alternatively, it is characterized in that it is made of any one of Si, Ti, Zr, Cr, W, and Mo, or at least one of nitride, carbide, carbonitride, boride, and silicide. Ceramic structure parts.
面又は表面近傍に炭素繊維及び/又は導電性セラミック
スよりなる誘導電流発生用の導電回路の形成用組成物を
設け、前記成形体及び前記形成用組成物を同時に焼結す
ることを特徴とするセラミックス構造部品の製造方法。17. A molded body having the ceramic powder is provided on the surface or in the vicinity of the molded body with a composition for forming a conductive circuit for generating an induced current, the composition comprising carbon fibers and / or conductive ceramics, and the molded body and the composition for forming. 1. A method for manufacturing a ceramic structural part, which comprises simultaneously sintering objects.
面近傍に炭素繊維及び/又は導電性セラミックスよりな
る誘導電流発生用の導電回路の形成用組成物を設け、前
記成形体及び前記形成用組成物を同時に窒化性、炭化
性、炭窒化性ガス雰囲気で焼結することを特徴とするセ
ラミックス構造部品の製造方法。18. A composition for forming a conductive circuit for generating an induced current, comprising carbon fibers and / or conductive ceramics, is provided on or near the surface of a molded product containing a metal powder, and the molded product and the forming composition are provided. 1. A method for manufacturing a ceramic structural part, which comprises simultaneously sintering an object in a nitriding, carbonizing, carbonitriding gas atmosphere.
は表面近傍に炭素繊維及び/又は導電性セラミックスよ
りなる誘導電流発生用の導電回路を設けたことを特徴と
するセラミックス構造部品の製造方法。19. A method for manufacturing a ceramic structural component, characterized in that a conductive circuit for generating an induced current made of carbon fibers and / or conductive ceramics is provided on or near the surface of a sintered ceramics body after sintering. .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6080435A JPH07286982A (en) | 1994-04-19 | 1994-04-19 | Life prediction method and maintenance inspection method for ceramic structural parts |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6080435A JPH07286982A (en) | 1994-04-19 | 1994-04-19 | Life prediction method and maintenance inspection method for ceramic structural parts |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07286982A true JPH07286982A (en) | 1995-10-31 |
Family
ID=13718193
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6080435A Pending JPH07286982A (en) | 1994-04-19 | 1994-04-19 | Life prediction method and maintenance inspection method for ceramic structural parts |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH07286982A (en) |
-
1994
- 1994-04-19 JP JP6080435A patent/JPH07286982A/en active Pending
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