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JP7627992B2 - Method for manufacturing thermal sprayed film-coated member and thermal sprayed film-coated member - Google Patents
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  • Coating By Spraying Or Casting (AREA)

Description

本発明は、溶射膜被覆部材の製造方法および溶射膜被覆部材に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a thermal sprayed film-coated member and a thermal sprayed film-coated member.

基材の保護や機能向上の目的で、基材の表面に溶射被膜を形成することが行われている。例えば、炭化珪素(SiC)や酸化アルミニウム(Al)、窒化アルミニウム(AlN)等で形成されたセラミックス基材の耐プラズマ性や耐摩耗性、断熱性等を高めるために、イットリア(Y)、チタニア(TiO)、クロミア(Cr)等のセラミックスが溶射されることがある。 For the purpose of protecting the substrate and improving its performance, a thermal spray coating is formed on the surface of the substrate. For example, ceramics such as yttria (Y 2 O 3 ), titania (TiO 2 ), and chromia (Cr 2 O 3 ) are sometimes sprayed onto the ceramic substrate made of silicon carbide (SiC), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), aluminum nitride ( AlN ), etc., to improve the plasma resistance, wear resistance, and heat insulation properties of the substrate.

従来、基材にセラミックス溶射膜を被覆するには、溶射膜を成膜する前に溶射膜を密着させるために基材表面を粗面化する工程を必須としていた。例えば、ブラスト加工によって基材の表面を粗化することが可能であるが、セラミックス基材などの非金属基材に対してはクラックが発生することによる基材材料の強度低下やクラックに起因する基材破損が生じる虞があるため、ブラスト加工が十分にできない場合があった。そのためクラックを誘起しないようにブラストフリーでセラミックス基材にセラミックス膜を溶射により成膜する方法が要望されていた。 Conventionally, in order to coat a substrate with a ceramic sprayed film, a process of roughening the substrate surface was essential before the sprayed film was formed in order to allow the sprayed film to adhere to the substrate. For example, it is possible to roughen the substrate surface by blasting, but blasting may not be sufficient for non-metallic substrates such as ceramic substrates, as cracks may occur, reducing the strength of the substrate material or causing damage to the substrate due to cracks. For this reason, there has been a demand for a blast-free method of forming a ceramic film on a ceramic substrate by spraying, without inducing cracks.

特許文献1には、SiC焼結体をブラストで粗面化し、その後に表面を酸化処理し、その上にY溶射膜を形成することで、酸化によるSiOとYが複酸化物を形成し原子レベルで結合して密着しているセラミックス溶射皮膜被覆部材が開示されている。特許文献2には、SiC基材にレーザを照射することにより表面に薄い酸化膜SiO層を形成し、マイクロクラックを埋めるとともに酸化膜とAl溶射膜の化学的な密着力を得ることができる溶射皮膜被覆部材の製造方法が開示されている。特許文献3には、基材にAlを用い、スラリー原料の粒子径D10と基材との関係において、0.4<D10/Ra≦0.9にあるスラリー及び溶射方法が開示されている。 Patent Document 1 discloses a ceramic sprayed coating member in which a SiC sintered body is roughened by blasting, the surface is then oxidized, and a Y2O3 sprayed film is formed thereon, so that SiO2 and Y2O3 form a double oxide by oxidation and bond at the atomic level to form an adhesive bond. Patent Document 2 discloses a method for manufacturing a sprayed coating member in which a thin oxide film SiO2 layer is formed on the surface by irradiating a SiC substrate with a laser, filling microcracks, and obtaining chemical adhesive strength between the oxide film and the Al2O3 sprayed film. Patent Document 3 discloses a slurry and a spraying method in which Al is used as the substrate, and the relationship between the particle diameter D10 of the slurry raw material and the substrate is 0.4<D10/Ra≦0.9.

特開2014-162934号公報JP 2014-162934 A WO2016/170895WO2016/170895 特開2018-154895号公報JP 2018-154895 A

しかしながら、特許文献1は、基材および溶射皮膜の材料として使用できるものを、それぞれ、珪素を含有する材料およびシリカ質層よりも融点が高い材料に限定しているため、一般的なセラミックス基材およびセラミックス溶射材料に適用することが難しい。また、特許文献2は、レーザ照射によって酸化膜が形成されやすい材料を基材として使用しているため、一般的なセラミックス基材に適用することが難しい。 However, Patent Document 1 limits the materials that can be used as the substrate and the thermal spray coating to materials that contain silicon and have a higher melting point than the siliceous layer, respectively, making it difficult to apply to general ceramic substrates and ceramic thermal spray materials. Furthermore, Patent Document 2 uses as the substrate a material that is prone to forming an oxide film by laser irradiation, making it difficult to apply to general ceramic substrates.

また、特許文献3は、基材にセラミックスを使用することができることが記載されているものの、実際にはアルミニウム基材に対して実験を行っており、密着力が弱くなる傾向があるセラミックス基材およびセラミックス溶射膜の組み合わせでも同様の結果が得られるかどうかは不明である。 In addition, although Patent Document 3 describes that ceramics can be used for the substrate, the experiments were actually conducted on an aluminum substrate, and it is unclear whether similar results can be obtained with the combination of a ceramic substrate and a ceramic sprayed film, which tends to have weak adhesion.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、セラミックス焼結体からな基材に対してブラスト加工を行わない場合であっても、セラミックス溶射膜の密着強度の向上ができ、セラミックス焼結体基材の基材材料強度低下や基材破損の虞を低減できる溶射膜被覆部材の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention was made in consideration of these circumstances, and aims to provide a method for manufacturing a sprayed film-coated member that can improve the adhesion strength of a ceramic sprayed film even when a blasting process is not performed on a substrate made of a ceramic sintered body, and can reduce the risk of a decrease in the substrate material strength of the ceramic sintered body substrate and damage to the substrate.

(1)上記の目的を達成するため、本発明の溶射膜被覆部材の製造方法は、SiC、AlN、またはAl を含む焼結体からなるセラミックス焼結体基材の被溶射面の空間容積Vvv(μm/μm)を所定の範囲に調整する調整工程と、前記基材の被溶射面を水と平均粒子径D50が0.5μm以上6μm以下の範囲に含まれるセラミックス原料粉末とからなるスラリーをプラズマ溶射して被覆する被覆工程と、を含み、前記調整工程は、前記空間容積Vvvおよび前記平均粒子径D50に対して、0.001≦(Vvv/(D50))≦0.40の範囲になるように調整することを特徴としている。 (1) In order to achieve the above-mentioned object, the manufacturing method of a thermal sprayed film coated member of the present invention includes an adjusting step of adjusting the spatial volume Vvv ( μm3 / μm2) of the surface to be sprayed of a ceramic sintered body substrate made of a sintered body containing SiC, AlN, or Al2O3 to a predetermined range , and a coating step of coating the surface to be sprayed of the substrate by plasma spraying a slurry composed of water and a ceramic raw material powder having an average particle diameter D50 in the range of 0.5 μm or more and 6 μm or less, wherein the adjusting step is characterized in that the spatial volume Vvv and the average particle diameter D50 are adjusted to be in the range of 0.001≦(Vvv/(D50) 3 )≦0.40.

これにより、基材の被溶射面をブラスト加工によって粗面化する工程を設けることなく溶射膜を基材に密着させることができ、セラミックス基材に対してブラスト加工を行うことによる基材材料強度低下や基材破損の虞を低減することができる。 This allows the sprayed film to adhere closely to the substrate without the need for a process of roughening the substrate surface by blasting, reducing the risk of a decrease in substrate material strength or substrate damage caused by blasting a ceramic substrate.

(2)また、本発明の溶射膜被覆部材の製造方法において、前記セラミックス焼結体は、SiC焼結体であることを特徴としている。これにより、脆性材料であり他のセラミックス材料との密着性がよくない材料であるSiC焼結体に、基材材料強度低下や基材破損の虞を低減しつつセラミックス溶射膜を成膜することができる。 (2) In addition, in the manufacturing method of the thermal sprayed film-coated member of the present invention, the ceramic sintered body is a SiC sintered body. This makes it possible to form a ceramic sprayed film on the SiC sintered body, which is a brittle material that does not adhere well to other ceramic materials, while reducing the risk of a decrease in the strength of the substrate material or damage to the substrate.

(3)また、本発明の溶射膜被覆部材の製造方法において、前記セラミックス焼結体は、Al焼結体であることを特徴としている。これにより、脆性材料であり他のセラミックス材料との密着性がよくない材料であるAl焼結体に、基材材料強度低下や基材破損の虞を低減しつつセラミックス溶射膜を成膜することができる。 (3) In the method for producing a thermal sprayed film-coated member of the present invention, the ceramic sintered body is an Al 2 O 3 sintered body. This makes it possible to form a ceramic thermal sprayed film on the Al 2 O 3 sintered body, which is a brittle material that does not adhere well to other ceramic materials, while reducing the risk of a decrease in the strength of the substrate material or damage to the substrate.

(4)また、本発明の溶射膜被覆部材の製造方法において、前記セラミックス焼結体は、AlN焼結体であることを特徴としている。これにより、脆性材料であり他のセラミックス材料との密着性がよくない材料であるAlN焼結体に、基材材料強度低下や基材破損の虞を低減しつつセラミックス溶射膜を成膜することができる。 (4) In addition, in the manufacturing method of the thermal sprayed film-coated member of the present invention, the ceramic sintered body is an AlN sintered body. This makes it possible to form a ceramic sprayed film on the AlN sintered body, which is a brittle material that does not adhere well to other ceramic materials, while reducing the risk of a decrease in the strength of the substrate material or damage to the substrate.

(5)また、本発明の溶射膜被覆部材の製造方法において、前記プラズマ溶射は、非酸化性ガスを用いることを特徴としている。これにより、不要な基材面の酸化を防止することができ、かつ溶射ガン部品の酸化劣化を防止することにより、密着力を確保した溶射施工を安定的に行なう事が可能となる。 (5) In addition, in the manufacturing method of the thermal sprayed film-coated member of the present invention, the plasma spraying is characterized by using a non-oxidizing gas. This makes it possible to prevent unnecessary oxidation of the substrate surface and prevent oxidative deterioration of the thermal spray gun parts, making it possible to perform stable thermal spraying while ensuring adhesion.

(6)また、本発明の溶射膜被覆部材の製造方法において、前記セラミックス原料粉末は、アルミナ、イットリア、ジルコニア、チタニア、クロミアおよびイットリウム・アルミナ・ガーネットの粉末またはこれらの任意の混合粉末であることを特徴としている。これらの材料は、他のセラミックス材料からなる基材との密着性がよくない場合があるが、本発明の製造方法により、セラミックス基材に強固に密着させることができる。 (6) In addition, in the manufacturing method of the thermal sprayed film coated member of the present invention, the ceramic raw material powder is a powder of alumina, yttria, zirconia, titania, chromia, and yttrium alumina garnet, or any mixed powder of these. These materials may not adhere well to substrates made of other ceramic materials, but the manufacturing method of the present invention can make them adhere firmly to the ceramic substrate.

(7)また、本発明の溶射膜被覆部材の製造方法において、前記空間容積Vvvは、0.01以上0.30以下であることを特徴としている。これにより、研磨加工や研削加工によってセラミックス焼結体基材の被溶射面の空間容積Vvvを所定の範囲に調整することができる。 (7) In addition, in the manufacturing method of the thermal sprayed film-coated member of the present invention, the spatial volume Vvv is 0.01 or more and 0.30 or less. This makes it possible to adjust the spatial volume Vvv of the sprayed surface of the ceramic sintered body substrate to a predetermined range by polishing or grinding.

(8)また、本発明の溶射膜被覆部材は、セラミックス焼結体基材と、前記セラミックス焼結体基材の被溶射面に設けられた溶射膜と、からなる溶射膜被覆部材であって、前記セラミックス焼結体基材の前記被溶射面の空間容積Vvv(μm/μm)、および前記溶射膜を形成するセラミックス平均粒子径D50(μm)に対して、0.001≦(Vvv/(D50))≦0.40を満たし、前記セラミックス焼結体基材は、SiC、AlN、またはAl を含む焼結体であり、前記セラミックス焼結体基材および前記溶射膜を構成する元素どうしの化学結合が存在しないことを特徴としている。これにより、基材材料強度低下や基材破損の虞が低減された溶射膜被覆部材とすることができる。 (8) The sprayed film-coated member of the present invention is a sprayed film-coated member consisting of a ceramic sintered body substrate and a sprayed film provided on the sprayed surface of the ceramic sintered body substrate, wherein the spatial volume Vvv ( μm3 / μm2 ) of the sprayed surface of the ceramic sintered body substrate and the average particle diameter D50 (μm) of the ceramic forming the sprayed film satisfy 0.001≦(Vvv/(D50) 3 )≦0.40, the ceramic sintered body substrate is a sintered body containing SiC, AlN, or Al2O3, and there is no chemical bond between the elements constituting the ceramic sintered body substrate and the sprayed film. This makes it possible to obtain a sprayed film-coated member with reduced risk of deterioration of the substrate material strength or damage to the substrate.

(9)また、本発明の溶射膜被覆部材は、セラミックス焼結体基材と、前記セラミックス焼結体基材の被溶射面に設けられた溶射膜と、からなる溶射膜被覆部材であって、前記セラミックス焼結体基材の前記被溶射面の空間容積Vvv(μm/μm)、および前記溶射膜を形成するセラミックス平均粒子径D50(μm)に対して、0.002≦(Vvv/(D50))≦0.40を満たし、前記セラミックス焼結体基材は、SiC焼結体、AlN焼結体、または純度が99.5%以上のAl焼結体であることを特徴としている。これにより、基材材料強度低下や基材破損の虞が低減された溶射膜被覆部材とすることができる。
(9) The sprayed film-coated member of the present invention is a member comprising a ceramic sintered body substrate and a sprayed film provided on the sprayed surface of the ceramic sintered body substrate, wherein the spatial volume Vvv ( μm3 / μm2 ) of the sprayed surface of the ceramic sintered body substrate and the average particle diameter D50 (μm) of the ceramic forming the sprayed film satisfy 0.002≦(Vvv/(D50) 3 )≦0.40, and the ceramic sintered body substrate is a SiC sintered body, an AlN sintered body, or an Al2O3 sintered body with a purity of 99.5% or more. This allows the sprayed film-coated member to be reduced in the risk of a decrease in the strength of the substrate material or damage to the substrate.

(10)また、本発明の溶射膜被覆部材において、前記セラミックス焼結体基材は、SiC焼結体、Al焼結体、またはAlN焼結体であり、前記溶射膜は、アルミナ、イットリア、ジルコニア、チタニア、クロミア、イットリウム・アルミニウム・ガーネットのいずれか1つまたは2つ以上の組み合わせからなることを特徴としている。これにより、基材材料強度低下や基材破損の虞が低減された溶射膜被覆部材とすることができる。 (10) In the thermal sprayed film-coated member of the present invention, the ceramic sintered body substrate is a SiC sintered body, an Al2O3 sintered body, or an AlN sintered body, and the thermal sprayed film is made of one or a combination of two or more of alumina, yttria, zirconia, titania, chromia, and yttrium aluminum garnet. This makes it possible to obtain a thermal sprayed film-coated member in which the risk of a decrease in the strength of the substrate material and a breakage of the substrate are reduced.

(11)また、本発明の溶射膜被覆部材において、前記溶射膜は、アルミナ、イットリア、ジルコニア、チタニア、クロミア、イットリウム・アルミニウム・ガーネットのいずれか1つまたは2つ以上の組み合わせからなることを特徴としている。これにより、基材材料強度低下や基材破損の虞が低減された溶射膜被覆部材とすることができる。 (11) In addition, in the thermal sprayed film-coated member of the present invention, the thermal sprayed film is characterized by being made of one or a combination of two or more of alumina, yttria, zirconia, titania, chromia, and yttrium aluminum garnet. This makes it possible to obtain a thermal sprayed film-coated member with reduced risk of deterioration of the substrate material strength and damage to the substrate.

本発明によれば、セラミックス焼結体からなる基材に対してブラスト加工を行わない場合であっても、セラミックス溶射膜の密着強度の向上ができ、セラミックス焼結体基材の基材材料強度低下や基材破損の虞を低減しつつ、セラミックス溶射膜を成膜した、溶射膜被覆部材を製造できる。 According to the present invention, even if blasting is not performed on a substrate made of a ceramic sintered body, the adhesion strength of the ceramic sprayed film can be improved, and a sprayed film-coated member can be manufactured by forming a ceramic sprayed film while reducing the risk of a decrease in the substrate material strength of the ceramic sintered body substrate or damage to the substrate.

本発明の一実施形態の溶射被覆部材を示す模式図である。1 is a schematic diagram showing a thermal spray coated member according to one embodiment of the present invention. 実施例および比較例の製造条件および評価を示す表である。1 is a table showing production conditions and evaluations of Examples and Comparative Examples. 実施例および比較例の製造条件および評価を示す表である。1 is a table showing production conditions and evaluations of Examples and Comparative Examples.

本発明者らは、鋭意研究の結果、セラミックス焼結体基材の被溶射面の空間容積Vvv(μm/μm)を、溶射する原料粒子の平均粒子径D50に対して調整すること、すなわち、溶射粒子の体積と基材の空間容積の関係が一定の範囲を充足するように調整することで、セラミックス焼結体からなる基材に対してブラスト加工を行わない場合であっても、セラミックス溶射膜の密着強度の向上ができ、セラミックス焼結体基材の基材材料強度低下や基材破損の虞を低減しつつ、セラミックス溶射膜を成膜した、溶射膜被覆部材を製造できることを見出し、本発明を完成させた。 As a result of intensive research, the inventors have discovered that by adjusting the spatial volume Vvv ( μm3 / μm2 ) of the sprayed surface of a ceramic sintered body substrate relative to the average particle diameter D50 of the raw material particles to be sprayed, i.e., by adjusting the relationship between the volume of the spray particles and the spatial volume of the substrate so that it falls within a certain range, it is possible to improve the adhesion strength of the ceramic sprayed film even when the substrate made of a ceramic sintered body is not subjected to blast processing, and to manufacture a sprayed film-coated component on which a ceramic sprayed film is formed while reducing the risk of a decrease in the substrate material strength of the ceramic sintered body substrate or damage to the substrate, and have completed the present invention.

すなわち、本発明の溶射膜被覆部材の製造方法は、セラミックス焼結体基材の被溶射面の空間容積Vvv(μm/μm)を所定の範囲に調整する調整工程と、前記基材の被溶射面を水と平均粒子径D50が0.5μm以上6μm以下の範囲に含まれるセラミックス原料粉末とからなるスラリーをプラズマ溶射して被覆する被覆工程と、を含み、前記調整工程は、前記空間容積Vvvおよび前記平均粒子径D50に対して、0.001≦(Vvv/(D50))≦0.40の範囲になるように調整する。以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、構成図において、各構成要素の大きさは概念的に表したものであり、必ずしも実際の寸法比率を表すものではない。 That is, the manufacturing method of a thermal sprayed film coated member of the present invention includes an adjusting step of adjusting the spatial volume Vvv ( μm3 / μm2 ) of the surface to be sprayed of a ceramic sintered body substrate to a predetermined range, and a coating step of plasma spraying a slurry consisting of water and a ceramic raw material powder having an average particle diameter D50 in the range of 0.5 μm to 6 μm to coat the surface to be sprayed of the substrate, the adjusting step adjusting the spatial volume Vvv and the average particle diameter D50 to be in the range of 0.001≦(Vvv/(D50) 3 )≦0.40. Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that in the configuration diagram, the size of each component is represented conceptually and does not necessarily represent the actual dimensional ratio.

[溶射膜被覆部材の製造方法]
まず、セラミックス焼結体基材を準備する。セラミックス焼結体基材は、様々な材料で形成されたものを使用することができる。例えば、SiC焼結体、窒化珪素焼結体、窒化アルミニウム焼結体のような非酸化性セラミックスや、Al焼結体、Y焼結体等の酸化物やYAGなどの複酸化物等を使用することができる。セラミックス焼結体基材は、SiC焼結体、AlN焼結体、またはAl焼結体で形成されていることが好ましい。これにより、脆性材料であり他のセラミックス材料との密着性がよくない材料であるSiC焼結体、AlN焼結体、またはAl焼結体に、基材材料の強度低下や基材破損の虞を低減しつつセラミックス溶射膜を成膜することができる。
[Method of manufacturing thermal sprayed film coated member]
First, a ceramic sintered body substrate is prepared. The ceramic sintered body substrate can be made of various materials. For example, non-oxidizing ceramics such as SiC sintered body, silicon nitride sintered body, and aluminum nitride sintered body, oxides such as Al 2 O 3 sintered body and Y 2 O 3 sintered body, and composite oxides such as YAG can be used. The ceramic sintered body substrate is preferably made of SiC sintered body, AlN sintered body, or Al 2 O 3 sintered body. This makes it possible to form a ceramic sprayed film on SiC sintered body, AlN sintered body, or Al 2 O 3 sintered body, which are brittle materials and have poor adhesion to other ceramic materials, while reducing the risk of strength reduction of the substrate material and substrate damage.

セラミックス焼結体基材は、どのような方法によって作製されたものであってもよい。製造条件は基材の種類によって適宜選択される。例えば、ホットプレス法やHIPを用いることができる。例えば、ホットプレス法を用いる場合、原料粉末および焼結助剤粉末の混合粉末を成形することで成形体を作製し、これを焼成することで焼結体を作製することができる。このとき、例えば、焼成温度は1650~1950℃の温度範囲、より好ましくは1750~1900℃の温度範囲に含まれるように調節される。焼成時間(焼成温度の保持時間)は、2~10時間の時間範囲に含まれるように調節される。焼成時のプレス圧力は、1~15MPaの圧力範囲に含まれるように調節される。なお、これらの焼成温度や焼成時間は、原料粉末や焼結助剤粉末の種類等によっても変更される。 The ceramic sintered body substrate may be produced by any method. The production conditions are appropriately selected depending on the type of substrate. For example, hot pressing or HIP can be used. For example, when using the hot pressing method, a mixed powder of raw material powder and sintering aid powder is molded to produce a molded body, which is then fired to produce a sintered body. In this case, for example, the firing temperature is adjusted to be within the temperature range of 1650 to 1950°C, more preferably 1750 to 1900°C. The firing time (the time for which the firing temperature is held) is adjusted to be within the time range of 2 to 10 hours. The pressing pressure during firing is adjusted to be within the pressure range of 1 to 15 MPa. Note that these firing temperatures and firing times can be changed depending on the types of raw material powder and sintering aid powder, etc.

次に、準備したセラミックス焼結体基材の被溶射面の空間容積Vvv(μm/μm)を所定の範囲に調整する。準備したセラミックス焼結体基材の被溶射面を、例えば、研磨加工、研削加工等の加工をすることにより、空間容積Vvvを所定の範囲に調整する。なお、本明細書において、空間容積Vvvとは、負荷面積率80%における谷部の空隙容積のことをいう。空間容積Vvv(μm/μm)の計測は、ISO 25178に準拠して、コヒーレンス相関干渉計等を使用して行うことができる。 Next, the spatial volume Vvv (μm 3 /μm 2 ) of the sprayed surface of the prepared ceramic sintered body base material is adjusted to a predetermined range. The sprayed surface of the prepared ceramic sintered body base material is processed, for example, by polishing, grinding, or the like, to adjust the spatial volume Vvv to a predetermined range. In this specification, the spatial volume Vvv refers to the void volume of the valley portion at a load areal ratio of 80%. The spatial volume Vvv (μm 3 /μm 2 ) can be measured using a coherence correlation interferometer or the like in accordance with ISO 25178.

被溶射面の加工は、ブラスト加工であってもよいが、使用する研磨材や吹き付け強度により、セラミックス焼結体基材などの非金属基材に対しては微小なクラックが発生することがある。このようなクラックにより、基材材料の強度低下やクラックに起因する基材破損が生じる虞があるため、ブラスト加工を行う場合は、十分に注意する必要がある。すなわち、ブラスト加工を行う場合は、基材の材質等に応じて、クラックが生じないように行う。本発明の方法は、被溶射面を粗面化する必要がないため、クラックが生じる吹き付け強度でブラスト加工を行う必要はない。したがって、強度を調整したうえで、ブラスト加工を用いることも可能である。 The surface to be sprayed may be processed by blasting, but depending on the abrasive used and the spraying strength, microcracks may occur in non-metallic substrates such as ceramic sintered substrates. Such cracks may reduce the strength of the substrate material or cause damage to the substrate due to the cracks, so great care must be taken when performing blasting. In other words, when performing blasting, it is necessary to avoid cracks depending on the material of the substrate. Since the method of the present invention does not require roughening of the surface to be sprayed, it is not necessary to perform blasting at a spraying strength that would cause cracks. Therefore, it is possible to use blasting after adjusting the strength.

しかし、研磨加工または研削加工であれば、問題となるクラックが発生する虞が小さいため、セラミックス焼結体基材の被溶射面の加工を行う場合は、研磨加工または研削加工であることが好ましい。また、焼結体の被溶射面の空間容積Vvvが、焼結後の焼き肌面の状態で所定の範囲にある場合は、加工を行わなくてもよい。 However, since polishing or grinding is less likely to cause problematic cracks, polishing or grinding is preferable when processing the sprayed surface of a ceramic sintered body substrate. Also, if the spatial volume Vvv of the sprayed surface of the sintered body is within a specified range in the state of the baked surface after sintering, processing is not necessary.

被溶射面の調整は、後述する被覆工程で使用するスラリーに含まれるセラミックス原料粉末の平均粒子径D50に応じて、空間容積Vvvおよび平均粒子径D50に対して、0.001≦(Vvv/(D50))≦0.40の範囲になるように調整する。この調整は、使用するセラミックス原料粉末の平均粒子径D50に基づいて、被溶射面の加工を行った後、空間容積Vvvの計測を行い、上記範囲に含まれない場合、さらに被溶射面の加工を行う方法で調整してもよいし、被溶射面の加工を行った後、空間容積Vvvの計測を行い、空間容積Vvvの計測結果に基づいて、使用するセラミックス原料粉末を変更することで調整してもよい。なお、空間容積Vvv(μm/μm)は、0.01以上0.30以下であることが好ましい。 The sprayed surface is adjusted according to the average particle diameter D50 of the ceramic raw material powder contained in the slurry used in the coating process described below, so that the spatial volume Vvv and average particle diameter D50 are in the range of 0.001≦(Vvv/(D50) 3 )≦0.40. This adjustment may be made by processing the sprayed surface based on the average particle diameter D50 of the ceramic raw material powder used, and then measuring the spatial volume Vvv, and if it is not within the above range, further processing the sprayed surface, or by processing the sprayed surface, measuring the spatial volume Vvv, and changing the ceramic raw material powder used based on the measurement result of the spatial volume Vvv. The spatial volume Vvv ( μm3 / μm2 ) is preferably 0.01 or more and 0.30 or less.

次に、平均粒子径D50が0.5μm以上6μm以下の範囲に含まれるセラミックス原料粉末と水とを準備し、混合することでスラリーを調整する。セラミックス原料粉末の平均粒子径D50は、0.5μm以上6μm以下であることが好ましい。D50が0.5μmより小さい場合、スラリーの粘性が高くなるため、溶射が困難になり膜質が悪化する。また、6μmより大きい場合、安定してスラリーを輸送できないため膜質が悪化する。平均粒子径D50は、レーザ回折/散乱式粒子径分布測定装置の乾式測定または湿式測定を用いて計測することができる。セラミックス原料粉末の粒度分布は、シャープであることが好ましい。 Next, prepare ceramic raw material powder with an average particle size D50 in the range of 0.5 μm to 6 μm and water, and mix them to prepare a slurry. The average particle size D50 of the ceramic raw material powder is preferably 0.5 μm to 6 μm. If D50 is smaller than 0.5 μm, the viscosity of the slurry increases, making thermal spraying difficult and deteriorating the film quality. If D50 is larger than 6 μm, the slurry cannot be transported stably, and the film quality deteriorates. The average particle size D50 can be measured using a laser diffraction/scattering type particle size distribution measuring device in dry or wet measurement. It is preferable that the particle size distribution of the ceramic raw material powder is sharp.

セラミックス原料粉末は、様々な材料を使用することができる。セラミックス原料粉末は、例えば、アルミナ(Al)、イットリア(Y)、ジルコニア(ZrO)、チタニア(TiO)、クロミア(Cr)、イットリウム・アルミニウム・ガーネット(YAl12、YAGとも表記する)、窒化珪素(Si)、炭化珪素(SiC)、窒化アルミニウム(AlN)の粉末またはこれらの任意の混合粉末を使用することが好ましい。これらの材料は、基材の保護や機能向上など様々な目的で使用されるが、基材がセラミックス焼結体で形成されている場合、基材との密着性が問題になることがある。本発明の製造方法は、基材がセラミックス焼結体で形成されている場合であっても、基材材料の強度低下や基材破損の虞を低減しつつ、これらの材料を使用したセラミックス溶射膜を成膜することができる。 Various materials can be used as the ceramic raw material powder. For example, it is preferable to use alumina (Al 2 O 3 ), yttria (Y 2 O 3 ), zirconia (ZrO 2 ), titania (TiO 2 ), chromia (Cr 2 O 3 ), yttrium aluminum garnet (Y 3 Al 5 O 12 , also written as YAG), silicon nitride (Si 3 N 4 ), silicon carbide (SiC), aluminum nitride (AlN) powder, or any mixed powder of these. These materials are used for various purposes such as protecting the substrate and improving its function, but when the substrate is formed of a ceramic sintered body, adhesion to the substrate may become a problem. The manufacturing method of the present invention can form a ceramic sprayed film using these materials while reducing the risk of strength reduction of the substrate material and substrate damage, even when the substrate is formed of a ceramic sintered body.

また、スラリーの濃度は、10wt%以上40wt%以下であることが好ましく、20wt%以上40wt%以下であることがより好ましい。スラリーの濃度が10wt%より小さい場合、施工に時間がかかり、生産性が低減するため工業的ではない。また、40wt%より大きい場合、粘性が高くなり、安定してスラリーを輸送することができなくなる。 The concentration of the slurry is preferably 10 wt% or more and 40 wt% or less, and more preferably 20 wt% or more and 40 wt% or less. If the concentration of the slurry is less than 10 wt%, application takes a long time and productivity decreases, making it unsuitable for industrial use. If the concentration is more than 40 wt%, the viscosity increases and the slurry cannot be transported stably.

そして、調整したスラリーを、基材の被溶射面にプラズマ溶射して被覆する。溶射に使用するガスは、非酸化性ガスであることが好ましい。非酸化性ガスとしては、例えば、Arガス、HガスもしくはNガスまたはこれらの任意の組み合わせの混合ガスを用いることができる。上記スラリーが、チューブポンプを介してノズルに供給され、ガスを用いてプラズマ溶射される。 The prepared slurry is then plasma sprayed onto the substrate surface to be sprayed. The gas used for spraying is preferably a non-oxidizing gas. As the non-oxidizing gas, for example, Ar gas, H2 gas, N2 gas, or a mixed gas of any combination of these gases can be used. The above slurry is supplied to a nozzle via a tube pump and plasma sprayed using the gas.

プラズマ溶射の工程の前に、スラリーを投入しないガスのみによって、基材の被溶射面をプラズマ照射する工程を設けてもよい。このような工程を設けることで、基材の被溶射面が予熱され、プラズマ溶射した際に溶融したセラミックス原料粉末がボイドに侵入しやすくなる。 Before the plasma spraying process, a process may be performed in which the surface of the substrate to be sprayed is irradiated with plasma using only gas without adding slurry. By performing such a process, the surface of the substrate to be sprayed is preheated, and the molten ceramic raw material powder is more likely to penetrate into the voids during plasma spraying.

これらの結果、図1に示されているような、基材1の被溶射面10を被覆する当該スラリー由来のセラミックス溶射膜2が形成される。セラミックス溶射膜2の厚さは50~500μmに調節されることが好ましい。溶射膜2の厚さが50μm未満であると当該溶射膜2の耐プラズマ性や耐摩耗性、断熱性等の機能が低下する虞が増大するためである。また、溶射膜2の厚さが500μmを超えると当該溶射膜2の内部応力が大きくなり密着力の低下または剥離が生じる虞が増大するためである。セラミックス溶射膜2の気孔率は1~5%に調節されることが好ましい。 As a result, as shown in FIG. 1, a ceramic sprayed film 2 is formed from the slurry, covering the sprayed surface 10 of the substrate 1. The thickness of the ceramic sprayed film 2 is preferably adjusted to 50-500 μm. If the thickness of the sprayed film 2 is less than 50 μm, there is a high risk of the plasma resistance, abrasion resistance, heat insulation, and other functions of the sprayed film 2 decreasing. If the thickness of the sprayed film 2 exceeds 500 μm, the internal stress of the sprayed film 2 increases, increasing the risk of a decrease in adhesion or peeling. The porosity of the ceramic sprayed film 2 is preferably adjusted to 1-5%.

このような製造方法により、セラミックス焼結体からなる基材に対してブラスト加工を行わない場合であっても、セラミックス溶射膜の密着強度の向上ができ、セラミックス焼結体基材の基材材料強度低下や基材破損の虞を低減しつつ、セラミックス溶射膜を成膜した、溶射膜被覆部材を製造できる。 This manufacturing method can improve the adhesion strength of the ceramic sprayed film even when the substrate made of a ceramic sintered body is not subjected to blasting, and can produce a sprayed film-coated component with a ceramic sprayed film while reducing the risk of a decrease in the substrate material strength of the ceramic sintered body substrate or damage to the substrate.

本発明の製造方法は、セラミックス焼結体基材の被溶射面の空間容積Vvvの大きさと原料粉末の平均粒子径D50が適合しているため、原料粉末粒子が溶融した溶融粒子径が基材の表面に残存する数μm以下のボイドに適量侵入し、これを核としてパンケーキ(スプラット)を形成して基材と密着しているものと推察される。すなわち、基材を研削、研磨加工した状態の面に残存する微小なボイドでミクロンなアンカー効果が発生して密着するため、基材に粗面化のためのブラスト加工をする必要がなく基材へのクラックの誘因リスクを回避することができる。 In the manufacturing method of the present invention, the size of the spatial volume Vvv of the sprayed surface of the ceramic sintered body substrate is compatible with the average particle diameter D50 of the raw material powder, so it is presumed that the molten particle diameter of the molten raw material powder particles penetrates an appropriate amount into voids of several μm or less remaining on the surface of the substrate, forming pancakes (splats) with these as nuclei and adhering to the substrate. In other words, the minute voids remaining on the surface of the substrate after grinding and polishing create a micron-sized anchor effect, which allows for adhesion, so there is no need to blast the substrate to roughen it, and the risk of inducing cracks in the substrate can be avoided.

[溶射膜被覆部材]
本発明の溶射膜被覆部材は、セラミックス焼結体基材と、セラミックス焼結体基材の被溶射面に設けられた溶射膜と、からなる。セラミックス焼結体基材の被溶射面の空間容積Vvv(μm/μm)、および溶射膜を形成するセラミックス原料の平均粒子径D50(μm)に対して、0.001≦(Vvv/(D50))≦0.40を満たす。また、セラミックス焼結体基材および溶射膜を構成する元素どうしの化学結合が存在しない。
[Thermal sprayed film coated member]
The thermal sprayed film-coated member of the present invention comprises a ceramic sintered body substrate and a thermal sprayed film provided on the surface to be sprayed of the ceramic sintered body substrate. The spatial volume Vvv ( μm3 / μm2 ) of the surface to be sprayed of the ceramic sintered body substrate and the average particle diameter D50 (μm) of the ceramic raw material forming the thermal sprayed film satisfy 0.001≦(Vvv/(D50) 3 )≦0.40. In addition, there is no chemical bond between the elements constituting the ceramic sintered body substrate and the thermal sprayed film.

セラミックス焼結体基材および溶射膜を構成する元素どうしの化学結合が存在しないとは、いわゆるアンカー効果によって溶射膜と基材が物理的に密着している状態を言う。すなわち基材に存在する細かい谷部に溶融状態の溶射粒子が入り込み、この谷内で溶射粒子が固化する。そして、冷却され固化した溶射粒子が基材に圧縮応力を及ぼし、その結果として、基材と固化した溶射粒子間に働く摩擦力で、基材と溶射膜が密着している状態となっている。セラミックス焼結体基材および溶射膜を構成する元素どうしの化学結合が存在しないことは、セラミックス焼結体基材と溶射膜との間に反応層が形成されていないことで確かめられる。 The absence of chemical bonds between the elements that make up the ceramic sintered body substrate and the sprayed film refers to a state in which the sprayed film and the substrate are physically adhered to each other by the so-called anchor effect. In other words, the molten sprayed particles penetrate into the fine valleys in the substrate and solidify within these valleys. The cooled and solidified sprayed particles then exert a compressive stress on the substrate, and as a result, the substrate and the sprayed film are adhered to each other by the frictional force acting between the substrate and the solidified sprayed particles. The absence of chemical bonds between the elements that make up the ceramic sintered body substrate and the sprayed film can be confirmed by the absence of a reaction layer formed between the ceramic sintered body substrate and the sprayed film.

また、セラミックス焼結体基材の被溶射面の空間容積Vvv(μm/μm)は、コヒーレンス相関干渉計を使用して測定することができる。本明細書における被溶射面の空間容積Vvv(μm/μm)は、負荷面積率を80%として測定した値である。また、溶射膜を形成するセラミックス原料の平均粒子径D50(μm)は、レーザ回折/散乱法による粒子径測定装置により測定することができる。 The spatial volume Vvv ( μm3 / μm2 ) of the sprayed surface of the ceramic sintered body substrate can be measured using a coherence correlation interferometer. The spatial volume Vvv ( μm3 / μm2 ) of the sprayed surface in this specification is a value measured with an areal load ratio of 80%. The average particle diameter D50 (μm) of the ceramic raw material forming the sprayed film can be measured with a particle diameter measuring device using a laser diffraction/scattering method.

セラミックス焼結体基材は、様々な材料から選択することができる。例えば、SiC焼結体、窒化珪素焼結体、窒化アルミニウム焼結体のような非酸化性セラミックスや、Al焼結体、Y焼結体等の酸化物やYAGなどの複酸化物等とすることができる。セラミックス焼結体基材は、SiC焼結体、AlN焼結体、またはAl焼結体で形成されていることが好ましい。これにより、脆性材料であり他のセラミックス材料との密着性がよくない材料であるSiC焼結体、AlN焼結体、またはAl焼結体からなるセラミックス焼結体基材に、セラミックス溶射膜を成膜した溶射膜被覆部材を構成でき、基材材料の強度低下や基材破損の虞を低減できる。 The ceramic sintered body substrate can be selected from various materials. For example, it can be non-oxidizing ceramics such as SiC sintered body, silicon nitride sintered body, aluminum nitride sintered body, oxides such as Al 2 O 3 sintered body, Y 2 O 3 sintered body, and composite oxides such as YAG. The ceramic sintered body substrate is preferably formed of SiC sintered body, AlN sintered body, or Al 2 O 3 sintered body. This allows a sprayed film-coated member to be formed by forming a ceramic sprayed film on a ceramic sintered body substrate made of SiC sintered body, AlN sintered body, or Al 2 O 3 sintered body, which is a brittle material and has poor adhesion to other ceramic materials, and reduces the risk of strength reduction of the substrate material and substrate damage.

溶射膜は、アルミナ、イットリア、ジルコニア、チタニア、クロミア、イットリウム・アルミニウム・ガーネットのいずれか1つまたは2つ以上の組み合わせからなることが好ましい。これにより、基材材料強度低下や基材破損の虞が低減された溶射膜被覆部材とすることができ、様々な用途に適用できる。2つ以上の組み合わせからなるとは、溶射膜が異なる原料からなる粒子の混合物によって形成されていることをいう。 The sprayed film is preferably made of one or a combination of two or more of alumina, yttria, zirconia, titania, chromia, and yttrium aluminum garnet. This allows the sprayed film-coated member to be made with reduced risk of lowering the strength of the substrate material and of substrate damage, making it suitable for a variety of applications. "Made of a combination of two or more" means that the sprayed film is formed from a mixture of particles made from different raw materials.

本発明の溶射膜被覆部材は、セラミックス焼結体基材と溶射膜がアンカー効果で密着しているため、基材材料強度低下や基材破損の虞が低減された溶射膜被覆部材とすることができる。 The sprayed film-coated member of the present invention is a sprayed film-coated member in which the ceramic sintered body substrate and the sprayed film are adhered to each other by the anchor effect, reducing the risk of a decrease in the strength of the substrate material or damage to the substrate.

[実施例および比較例]
(実施例1)
(基材準備工程)
純度98%、平均粒子径0.5μmのSiC原料粉末に、焼結助剤としてカーボン及びBC及び有機バインダーを添加し、CIP(冷間等方圧加圧)成形法により、1ton/cmで静水圧成形をして、SiC成形体を作製した。次に、SiC成形体をN雰囲気において、2000℃で3時間常圧焼成してSiC焼結体を作製した。次に、SiC焼結体を縦100mm×横100mm×厚さ5mmの略矩形板状(または略正方形板状)に加工しSiC焼結体基材を作製した。このとき、SiC焼結体基材の一方の主面を研磨加工することにより、空間容積Vvv(μm/μm)を0.010に調整し、プラズマ溶射工程で使用する原料粉末の平均粒子径D50を0.5μmとすることで、(Vvv/(D50))の値を0.0800に調整した。なお、空間容積Vvvは、コヒーレンス相関干渉計(テーラーホブソン社製)を使用して測定した。このようにして、実施例1のSiC焼結体基材を準備した。
[Examples and Comparative Examples]
Example 1
(Substrate preparation process)
Carbon and B4C and an organic binder were added as sintering aids to SiC raw material powder with a purity of 98% and an average particle size of 0.5 μm, and the powder was isostatically pressed at 1 ton/ cm2 by CIP (cold isostatic pressing) molding to produce a SiC molded body. Next, the SiC molded body was sintered at normal pressure for 3 hours at 2000°C in an N2 atmosphere to produce a SiC sintered body. Next, the SiC sintered body was processed into a substantially rectangular plate (or substantially square plate) with a length of 100 mm, a width of 100 mm, and a thickness of 5 mm to produce a SiC sintered body base material. At this time, one of the main surfaces of the SiC sintered body base material was polished to adjust the spatial volume Vvv ( μm3 / μm2 ) to 0.010, and the average particle size D50 of the raw material powder used in the plasma spraying process was set to 0.5 μm, thereby adjusting the value of (Vvv/(D50) 3 ) to 0.0800. The spatial volume Vvv was measured using a coherence correlation interferometer (manufactured by Taylor Hobson Co., Ltd.) In this manner, the SiC sintered body substrate of Example 1 was prepared.

(プラズマ照射工程)
次に、高速プラズマ溶射機を用いて非酸化性ガスプラズマを基材の被溶射面に対して照射または噴射し、被溶射面の予熱を行った。非酸化性ガスとして、Arガス、NガスおよびHガスの混合ガスが用いられた。溶射機を構成するノズルに対するArガスの供給量が100l/minに制御され、Nガスの供給量70l/minに制御され、かつ、Hガスの供給量が70l/minに制御された。
(Plasma irradiation process)
Next, a non-oxidizing gas plasma was irradiated or sprayed onto the substrate surface to be sprayed using a high-speed plasma spraying machine, and the surface to be sprayed was preheated. A mixture of Ar gas, N2 gas, and H2 gas was used as the non-oxidizing gas. The supply rate of Ar gas to the nozzle constituting the spraying machine was controlled to 100 l/min, the supply rate of N2 gas was controlled to 70 l/min, and the supply rate of H2 gas was controlled to 70 l/min.

高速プラズマ溶射機を構成するノズルに対する印加電流を250Aに制御することにより、当該ノズルへの供給電力が65kWに調節された。ノズルの先端と基材の被溶射面との間隔を75mmに調節した。基材に対するノズルの走査速度または変位速度を850mm/sに調節した。これにより、Arガス、NガスおよびHガスの混合ガスのプラズマが生成され、当該プラズマがノズルの先端から基材の被溶射面に対して照射または噴射された。プラズマの照射または噴射による被溶射面の予熱は、3分間行った。 The current applied to the nozzle constituting the high-speed plasma spraying machine was controlled to 250 A, and the power supplied to the nozzle was adjusted to 65 kW. The distance between the tip of the nozzle and the surface of the substrate to be sprayed was adjusted to 75 mm. The scanning speed or displacement speed of the nozzle relative to the substrate was adjusted to 850 mm/s. This generated plasma of a mixed gas of Ar gas, N2 gas, and H2 gas, and the plasma was irradiated or sprayed from the tip of the nozzle onto the surface of the substrate to be sprayed. The preheating of the surface to be sprayed by irradiating or spraying the plasma was performed for 3 minutes.

(プラズマ溶射工程)
そして、高速プラズマ溶射機をそのまま用いて、Yスラリーを、非酸化性ガスを用いて基材の被溶射面に対してプラズマ溶射した。スラリーは、平均粒子径D50が0.5μmである純度99.9%以上のY原料粉末300gと、水700gとを混合することによりYスラリーを調整した。非酸化性ガスとして、Arガス、NガスおよびHガスの混合ガスが用いられた。溶射機を構成するノズルに対するArガスの供給量を100l/minに制御し、Nガスの供給量を70l/minに制御し、かつ、Hガスの供給量を70l/minに制御した。これにより、溶射速度が600~700mm/sに制御された。
(Plasma spraying process)
Then, the high-speed plasma spraying machine was used as it was to plasma spray the Y 2 O 3 slurry onto the substrate surface to be sprayed using a non-oxidizing gas. The slurry was prepared by mixing 300 g of Y 2 O 3 raw material powder with a purity of 99.9% or more and an average particle size D50 of 0.5 μm with 700 g of water. As the non-oxidizing gas, a mixed gas of Ar gas, N 2 gas , and H 2 gas was used. The supply amount of Ar gas to the nozzle constituting the spraying machine was controlled to 100 l/min, the supply amount of N 2 gas was controlled to 70 l/min, and the supply amount of H 2 gas was controlled to 70 l/min. As a result, the spraying speed was controlled to 600 to 700 mm/s.

高速プラズマ溶射機を構成するノズルに対する印加電流を250Aに制御することにより、当該ノズルへの供給電力が65kWに調節された。ノズルの先端と基材の被溶射面との間隔を75mmに調節した。基材に対するノズルの走査速度または変位速度を850mm/sに調節した。これにより、Arガス、NガスおよびHガスの混合ガスのプラズマが生成され、当該プラズマにより溶融された原料粉末がノズルの先端から基材の被溶射面に対して噴射された。このように、SiC焼結体基材の被溶射面がY溶射膜により被覆されている実施例1の溶射膜被覆部材を形成した。 The current applied to the nozzle constituting the high-speed plasma spraying machine was controlled to 250A, and the power supplied to the nozzle was adjusted to 65kW. The distance between the tip of the nozzle and the surface of the substrate to be sprayed was adjusted to 75mm. The scanning speed or displacement speed of the nozzle relative to the substrate was adjusted to 850mm/s. This resulted in the generation of plasma of a mixed gas of Ar gas, N2 gas, and H2 gas, and the raw material powder melted by the plasma was sprayed from the tip of the nozzle to the surface of the substrate to be sprayed. In this way, the sprayed film-coated member of Example 1 was formed, in which the surface of the SiC sintered body substrate to be sprayed was coated with a Y2O3 sprayed film .

(実施例2)
実施例2は、実施例1と空間容積Vvvおよび平均粒子径D50が異なる実施例である。基材準備工程において被溶射面のSiC焼結体基材の一方の主面を研削加工することにより、空間容積Vvvを0.190に調整し、スラリーに含まれる原料粉末の平均粒子径D50を1.0μmとすることで(Vvv/(D50))の値を0.1900に調整した。そのほかは、実施例1と同一条件にしたがって、実施例2の溶射膜被覆部材を形成した。
Example 2
Example 2 is an example with a different spatial volume Vvv and average particle diameter D50 from Example 1. In the substrate preparation step, one main surface of the SiC sintered substrate to be sprayed was ground to adjust the spatial volume Vvv to 0.190, and the average particle diameter D50 of the raw material powder contained in the slurry was set to 1.0 μm, adjusting the value of (Vvv/(D50) 3 ) to 0.1900. Other than that, the thermal sprayed film-coated member of Example 2 was formed under the same conditions as Example 1.

(実施例3)
実施例3は、実施例1と空間容積Vvvおよび平均粒子径D50が異なる実施例である。基材準備工程において被溶射面のSiC焼結体基材の一方の主面を研削加工することにより、空間容積Vvvを0.060に調整し、スラリーに含まれる原料粉末の平均粒子径D50を1.0μmとすることで(Vvv/(D50))の値を0.0600に調整した。そのほかは、実施例1と同一条件にしたがって、実施例3の溶射膜被覆部材を形成した。
Example 3
Example 3 is an example with a different spatial volume Vvv and average particle diameter D50 from Example 1. In the substrate preparation step, one main surface of the SiC sintered substrate to be sprayed was ground to adjust the spatial volume Vvv to 0.060, and the average particle diameter D50 of the raw material powder contained in the slurry was set to 1.0 μm, adjusting the value of (Vvv/(D50) 3 ) to 0.0600. Other than that, the thermal sprayed film-coated member of Example 3 was formed under the same conditions as Example 1.

(実施例4)
実施例4は、実施例1と空間容積Vvvおよび平均粒子径D50が異なる実施例である。基材準備工程において被溶射面のSiC焼結体基材の一方の主面を研削加工することにより、空間容積Vvvを0.190に調整し、スラリーに含まれる原料粉末の平均粒子径D50を3.0μmとすることで(Vvv/(D50))の値を0.0070に調整した。そのほかは、実施例1と同一条件にしたがって、実施例4の溶射膜被覆部材を形成した。
Example 4
Example 4 is an example with a different spatial volume Vvv and average particle diameter D50 from Example 1. In the substrate preparation step, one main surface of the SiC sintered substrate to be sprayed was ground to adjust the spatial volume Vvv to 0.190, and the average particle diameter D50 of the raw material powder contained in the slurry was set to 3.0 μm, adjusting the value of (Vvv/(D50) 3 ) to 0.0070. Other than that, the thermal sprayed film-coated member of Example 4 was formed under the same conditions as Example 1.

(実施例5)
実施例5は、実施例1と溶射原料の種類、空間容積Vvvおよび平均粒子径D50が異なる実施例である。基材準備工程において被溶射面のSiC焼結体基材の一方の主面を研削加工することにより、空間容積Vvvを0.190に調整し、スラリーに含まれる原料粉末の種類をAlとし、平均粒子径D50を3.0μmとすることで(Vvv/(D50))の値を0.0070に調整した。そのほかは、実施例1と同一条件にしたがって、実施例5の溶射膜被覆部材を形成した。
Example 5
Example 5 is an example that differs from Example 1 in the type of thermal spray raw material, spatial volume Vvv, and average particle diameter D50. In the substrate preparation process, one main surface of the SiC sintered substrate to be thermal sprayed was ground to adjust the spatial volume Vvv to 0.190, the type of raw material powder contained in the slurry was Al2O3 , and the average particle diameter D50 was 3.0 μm, adjusting the value of (Vvv/(D50) 3 ) to 0.0070. The thermal sprayed film-coated member of Example 5 was formed under the same conditions as Example 1 otherwise.

(実施例6)
実施例6は、実施例1と溶射原料の種類、空間容積Vvvおよび平均粒子径D50が異なる実施例である。基材準備工程において被溶射面のSiC焼結体基材の一方の主面を研削加工することにより、空間容積Vvvを0.190に調整し、スラリーに含まれる原料粉末の種類をYAGとし、平均粒子径D50を3.0μmとすることで(Vvv/(D50))の値を0.0070に調整した。そのほかは、実施例1と同一条件にしたがって、実施例6の溶射膜被覆部材を形成した。
Example 6
Example 6 is an example that differs from Example 1 in the type of thermal spray raw material, spatial volume Vvv, and average particle diameter D50. In the substrate preparation process, one main surface of the SiC sintered substrate to be thermal sprayed was ground to adjust the spatial volume Vvv to 0.190, the type of raw material powder contained in the slurry was YAG, and the average particle diameter D50 was 3.0 μm, so that the value of (Vvv/(D50) 3 ) was adjusted to 0.0070. The thermal sprayed film-coated member of Example 6 was formed under the same conditions as Example 1 otherwise.

(実施例7)
実施例7は、実施例1と溶射原料の種類、空間容積Vvvおよび平均粒子径D50が異なる実施例である。基材準備工程において被溶射面のSiC焼結体基材の一方の主面を研削加工することにより、空間容積Vvvを0.190に調整し、スラリーに含まれる原料粉末の種類を8mоl%Y-ZrOとし、平均粒子径D50を3.0μmとすることで(Vvv/(D50))の値を0.0070に調整した。そのほかは、実施例1と同一条件にしたがって、実施例7の溶射膜被覆部材を形成した。
(Example 7)
Example 7 is an example that differs from Example 1 in the type of thermal spray raw material, spatial volume Vvv, and average particle diameter D50. In the substrate preparation step, one main surface of the SiC sintered substrate to be thermal sprayed was ground to adjust the spatial volume Vvv to 0.190, the type of raw material powder contained in the slurry was 8 mol% Y 2 O 3 -ZrO 2 , and the average particle diameter D50 was 3.0 μm, so that the value of (Vvv/(D50) 3 ) was adjusted to 0.0070. Other than that, the thermal sprayed film-coated member of Example 7 was formed under the same conditions as Example 1.

(実施例8)
実施例8は、実施例1と溶射原料の種類、空間容積Vvvおよび平均粒子径D50が異なる実施例である。基材準備工程において被溶射面のSiC焼結体基材の一方の主面を研削加工することにより、空間容積Vvvを0.190に調整し、スラリーに含まれる原料粉末の種類をTiOとし、平均粒子径D50を3.0μmとすることで(Vvv/(D50))の値を0.0070に調整した。そのほかは、実施例1と同一条件にしたがって、実施例8の溶射膜被覆部材を形成した。
(Example 8)
Example 8 is an example that differs from Example 1 in the type of thermal spray raw material, spatial volume Vvv, and average particle diameter D50. In the substrate preparation process, one main surface of the SiC sintered substrate to be thermal sprayed was ground to adjust the spatial volume Vvv to 0.190, the type of raw material powder contained in the slurry was TiO2 , and the average particle diameter D50 was 3.0 μm, so that the value of (Vvv/(D50) 3 ) was adjusted to 0.0070. The thermal sprayed film-coated member of Example 8 was formed under the same conditions as Example 1 otherwise.

(実施例9)
実施例9は、実施例1と溶射原料の種類、空間容積Vvvおよび平均粒子径D50が異なる実施例である。基材準備工程において被溶射面のSiC焼結体基材の一方の主面を研削加工することにより、空間容積Vvvを0.190に調整し、スラリーに含まれる原料粉末の種類をCrとし、平均粒子径D50を3.0μmとすることで(Vvv/(D50))の値を0.0070に調整した。そのほかは、実施例1と同一条件にしたがって、実施例9の溶射膜被覆部材を形成した。
(Example 9)
Example 9 is an example that differs from Example 1 in the type of thermal spray raw material, spatial volume Vvv, and average particle diameter D50. In the substrate preparation process, one main surface of the SiC sintered substrate to be thermal sprayed was ground to adjust the spatial volume Vvv to 0.190, the type of raw material powder contained in the slurry was Cr2O3 , and the average particle diameter D50 was 3.0 μm, so that the value of (Vvv/(D50) 3 ) was adjusted to 0.0070. The thermal sprayed film-coated member of Example 9 was formed under the same conditions as Example 1 otherwise.

(実施例10)
(基材準備工程)
実施例10は、実施例1と基材の原料の種類、空間容積Vvvおよび平均粒子径D50が異なる実施例である。純度99.5%、平均粒子径0.5μmのAl原料粉末に、焼結助剤としてMgO及び有機バインダーを添加し、CIP成形法により、1ton/cmで静水圧成形をして、Al成形体を作製した。次に、Al成形体を大気雰囲気において、1600℃で3時間常圧焼成してAl焼結体を作製した。次に、Al焼結体を縦100mm×横100mm×厚さ5mmの略矩形板状(または略正方形板状)に加工しAl焼結体基材を作製した。このとき、Al焼結体基材の一方の主面を研削加工することにより、空間容積Vvvを0.150に調整した。このように、実施例10のAl焼結体基材を準備した。
(Example 10)
(Substrate preparation process)
Example 10 is an example in which the type of raw material, spatial volume Vvv and average particle diameter D50 of the substrate are different from those of Example 1. MgO and an organic binder were added as sintering aids to Al 2 O 3 raw material powder with a purity of 99.5% and an average particle diameter of 0.5 μm, and the Al 2 O 3 molded body was produced by isostatic pressing at 1 ton/cm 2 using the CIP molding method. Next, the Al 2 O 3 molded body was sintered at normal pressure at 1600 ° C for 3 hours in an air atmosphere to produce an Al 2 O 3 sintered body. Next, the Al 2 O 3 sintered body was processed into a substantially rectangular plate (or substantially square plate) with a length of 100 mm, a width of 100 mm and a thickness of 5 mm to produce an Al 2 O 3 sintered body substrate. At this time, the spatial volume Vvv was adjusted to 0.150 by grinding one main surface of the Al 2 O 3 sintered body substrate. In this manner, the Al 2 O 3 sintered body substrate of Example 10 was prepared.

上記の基材準備工程で準備したAl焼結体基材に対し、スラリーに含まれるY原料粉末の平均粒子径D50を3.0μmとすることで(Vvv/(D50))の値を0.0056に調整した。そのほかは、実施例1と同一条件にしたがって、実施例10の溶射膜被覆部材を形成した。 The value of (Vvv/(D50) 3 ) was adjusted to 0.0056 by setting the average particle diameter D50 of the Y2O3 raw material powder contained in the slurry to 3.0 μm for the Al2O3 sintered body substrate prepared in the above substrate preparation process. The thermal sprayed film coated member of Example 10 was formed under the same conditions as Example 1 except for the above.

(実施例11)
実施例11は、実施例1と空間容積Vvvが異なる実施例である。基材準備工程において被溶射面のSiC焼結体基材の一方の主面を研削加工することにより、空間容積Vvvを0.042に調整することで(Vvv/(D50))の値を0.3360に調整した。そのほかは、実施例1と同一条件にしたがって、実施例11の溶射膜被覆部材を形成した。
Example 11
Example 11 is an example in which the spatial volume Vvv is different from Example 1. In the substrate preparation step, one main surface of the SiC sintered substrate to be sprayed was ground to adjust the spatial volume Vvv to 0.042, thereby adjusting the value of (Vvv/(D50) 3 ) to 0.3360. The thermal sprayed film-coated member of Example 11 was formed under the same conditions as Example 1.

(実施例12)
実施例12は、実施例1と空間容積Vvvおよび平均粒子径D50が異なる実施例である。基材準備工程において被溶射面のSiC焼結体基材の一方の主面を研削加工することにより、空間容積Vvvを0.042に調整し、スラリーに含まれる原料粉末の平均粒子径D50を1.0μmとすることで(Vvv/(D50))の値を0.0420に調整した。そのほかは、実施例1と同一条件にしたがって、実施例12の溶射膜被覆部材を形成した。
Example 12
Example 12 is an example with a different spatial volume Vvv and average particle diameter D50 from Example 1. In the substrate preparation step, one main surface of the SiC sintered substrate to be sprayed was ground to adjust the spatial volume Vvv to 0.042, and the average particle diameter D50 of the raw material powder contained in the slurry was set to 1.0 μm, adjusting the value of (Vvv/(D50) 3 ) to 0.0420. Other than that, the thermal sprayed film-coated member of Example 12 was formed under the same conditions as Example 1.

(実施例13)
実施例13は、実施例1と空間容積Vvvおよび平均粒子径D50が異なる実施例である。基材準備工程において被溶射面のSiC焼結体基材の一方の主面をサンドブラスト加工することにより、空間容積Vvvを0.550に調整し、スラリーに含まれる原料粉末の平均粒子径D50を3.0μmとすることで(Vvv/(D50))の値を0.0204に調整した。そのほかは、実施例1と同一条件にしたがって、実施例13の溶射膜被覆部材を形成した。
Example 13
Example 13 is an example with a different spatial volume Vvv and average particle diameter D50 from Example 1. In the substrate preparation step, one main surface of the SiC sintered substrate to be sprayed was sandblasted to adjust the spatial volume Vvv to 0.550, and the average particle diameter D50 of the raw material powder contained in the slurry was set to 3.0 μm, adjusting the value of (Vvv/(D50) 3 ) to 0.0204. The remaining conditions were the same as those of Example 1, and the thermal sprayed film-coated member of Example 13 was formed.

(実施例14)
実施例14は、実施例1と空間容積Vvvおよび平均粒子径D50が異なる実施例である。基材準備工程において被溶射面のSiC焼結体基材の一方の主面をサンドブラスト加工することにより、空間容積Vvvを0.550に調整し、スラリーに含まれる原料粉末の平均粒子径D50を4.5μmとすることで(Vvv/(D50))の値を0.0060に調整した。そのほかは、実施例1と同一条件にしたがって、実施例14の溶射膜被覆部材を形成した。
(Example 14)
Example 14 is an example with a different spatial volume Vvv and average particle diameter D50 from Example 1. In the substrate preparation step, one main surface of the SiC sintered substrate to be sprayed was sandblasted to adjust the spatial volume Vvv to 0.550, and the average particle diameter D50 of the raw material powder contained in the slurry was set to 4.5 μm, adjusting the value of (Vvv/(D50) 3 ) to 0.0060. The remaining conditions were the same as those of Example 1, and the thermal sprayed film-coated member of Example 14 was formed.

(実施例15)
実施例15は、実施例1と空間容積Vvvおよび平均粒子径D50が異なる実施例である。基材準備工程において被溶射面のSiC焼結体基材の一方の主面をサンドブラスト加工することにより、空間容積Vvvを0.320に調整し、スラリーに含まれる原料粉末の平均粒子径D50を3.0μmとすることで(Vvv/(D50))の値を0.0119に調整した。そのほかは、実施例1と同一条件にしたがって、実施例15の溶射膜被覆部材を形成した。
(Example 15)
Example 15 is an example with a different spatial volume Vvv and average particle diameter D50 from Example 1. In the substrate preparation step, one of the main surfaces of the SiC sintered substrate to be sprayed was sandblasted to adjust the spatial volume Vvv to 0.320, and the average particle diameter D50 of the raw material powder contained in the slurry was set to 3.0 μm, adjusting the value of (Vvv/(D50) 3 ) to 0.0119. The remaining conditions were the same as those of Example 1, and the thermal sprayed film-coated member of Example 15 was formed.

(実施例16)
実施例16は、実施例1と空間容積Vvvおよび平均粒子径D50が異なる実施例である。基材準備工程において被溶射面のSiC焼結体基材の一方の主面をサンドブラスト加工することにより、空間容積Vvvを0.310に調整し、スラリーに含まれる原料粉末の平均粒子径D50を6.0μmとすることで(Vvv/(D50))の値を0.0014に調整した。そのほかは、実施例1と同一条件にしたがって、実施例16の溶射膜被覆部材を形成した。
(Example 16)
Example 16 is an example with a different spatial volume Vvv and average particle diameter D50 from Example 1. In the substrate preparation step, one of the main surfaces of the SiC sintered substrate to be sprayed was sandblasted to adjust the spatial volume Vvv to 0.310, and the average particle diameter D50 of the raw material powder contained in the slurry was set to 6.0 μm, adjusting the value of (Vvv/(D50) 3 ) to 0.0014. The remaining conditions were the same as those of Example 1, and the thermal sprayed film-coated member of Example 16 was formed.

(比較例1)
比較例1は、実施例1と空間容積Vvvが異なる比較例である。基材準備工程において被溶射面のSiC焼結体基材の一方の主面を研削加工することにより、空間容積Vvvを0.060に調整することで(Vvv/(D50))の値を0.4800に調整した。そのほかは、実施例1と同一条件にしたがって、比較例1の溶射膜被覆部材を形成した。
(Comparative Example 1)
Comparative Example 1 is a comparative example in which the spatial volume Vvv is different from that of Example 1. In the substrate preparation step, one main surface of the SiC sintered substrate to be sprayed was ground to adjust the spatial volume Vvv to 0.060, thereby adjusting the value of (Vvv/(D50) 3 ) to 0.4800. Other than that, the thermal sprayed film-coated member of Comparative Example 1 was formed under the same conditions as Example 1.

(比較例2)
比較例2は、実施例1と空間容積Vvvおよび平均粒子径D50が異なる比較例である。基材準備工程において被溶射面のSiC焼結体基材の一方の主面を研削加工することにより、空間容積Vvvを0.020に調整し、スラリーに含まれる原料粉末の平均粒子径D50を3.0μmとすることで(Vvv/(D50))の値を0.0007に調整した。そのほかは、実施例1と同一条件にしたがって、比較例2の溶射膜被覆部材を形成した。
(Comparative Example 2)
Comparative Example 2 is a comparative example having a different spatial volume Vvv and average particle diameter D50 from Example 1. In the substrate preparation step, one main surface of the SiC sintered substrate to be sprayed was ground to adjust the spatial volume Vvv to 0.020, and the average particle diameter D50 of the raw material powder contained in the slurry was set to 3.0 μm, adjusting the value of (Vvv/(D50) 3 ) to 0.0007. Other than that, the thermal sprayed film-coated member of Comparative Example 2 was formed under the same conditions as Example 1.

(比較例3)
比較例3は、実施例1と空間容積Vvvおよび平均粒子径D50が異なる比較例である。基材準備工程において被溶射面のSiC焼結体基材の一方の主面を研削加工することにより、空間容積Vvvを0.042に調整し、スラリーに含まれる原料粉末の平均粒子径D50を4.5μmとすることで(Vvv/(D50))の値を0.0005に調整した。そのほかは、実施例1と同一条件にしたがって、比較例3の溶射膜被覆部材を形成した。
(Comparative Example 3)
Comparative Example 3 is a comparative example having a different spatial volume Vvv and average particle diameter D50 from Example 1. In the substrate preparation step, one main surface of the SiC sintered substrate to be sprayed was ground to adjust the spatial volume Vvv to 0.042, and the average particle diameter D50 of the raw material powder contained in the slurry was set to 4.5 μm, adjusting the value of (Vvv/(D50) 3 ) to 0.0005. The remaining conditions were the same as those of Example 1, and the thermal sprayed film-coated member of Comparative Example 3 was formed.

(比較例4)
比較例4は、実施例1と空間容積Vvvおよび平均粒子径D50が異なる比較例である。基材準備工程において被溶射面のSiC焼結体基材の一方の主面を研削加工することにより、空間容積Vvvを0.042に調整し、スラリーに含まれる原料粉末の平均粒子径D50を6.0μmとすることで(Vvv/(D50))の値を0.0002に調整した。そのほかは、実施例1と同一条件にしたがって、比較例4の溶射膜被覆部材を形成した。
(Comparative Example 4)
Comparative Example 4 is a comparative example having a different spatial volume Vvv and average particle diameter D50 from Example 1. In the substrate preparation step, one main surface of the SiC sintered substrate to be sprayed was ground to adjust the spatial volume Vvv to 0.042, and the average particle diameter D50 of the raw material powder contained in the slurry was set to 6.0 μm, adjusting the value of (Vvv/(D50) 3 ) to 0.0002. The remaining conditions were the same as those of Example 1, and the thermal sprayed film-coated member of Comparative Example 4 was formed.

(比較例5)
比較例5は、実施例1と空間容積Vvvが異なる比較例である。基材準備工程において被溶射面のSiC焼結体基材の一方の主面をサンドブラスト加工することにより、空間容積Vvvを0.550に調整することで(Vvv/(D50))の値を4.4000に調整した。そのほかは、実施例1と同一条件にしたがって、比較例5の溶射膜被覆部材を形成した。
(Comparative Example 5)
Comparative Example 5 is a comparative example in which the spatial volume Vvv is different from that of Example 1. In the substrate preparation step, one main surface of the SiC sintered compact substrate to be sprayed was sandblasted to adjust the spatial volume Vvv to 0.550, thereby adjusting the value of (Vvv/(D50) 3 ) to 4.4000. Other than that, the thermal sprayed film-coated member of Comparative Example 5 was formed under the same conditions as Example 1.

(比較例6)
比較例6は、実施例1と空間容積Vvvおよび平均粒子径D50が異なる比較例である。基材準備工程において被溶射面のSiC焼結体基材の一方の主面をサンドブラスト加工することにより、空間容積Vvvを0.550に調整し、スラリーに含まれる原料粉末の平均粒子径D50を1.0μmとすることで(Vvv/(D50))の値を0.5500に調整した。そのほかは、実施例1と同一条件にしたがって、比較例6の溶射膜被覆部材を形成した。
(Comparative Example 6)
Comparative Example 6 is a comparative example having a different spatial volume Vvv and average particle diameter D50 from Example 1. In the substrate preparation step, one main surface of the SiC sintered substrate to be sprayed was sandblasted to adjust the spatial volume Vvv to 0.550, and the average particle diameter D50 of the raw material powder contained in the slurry was set to 1.0 μm to adjust the value of (Vvv/(D50) 3 ) to 0.5500. Other than that, the thermal sprayed film-coated member of Comparative Example 6 was formed under the same conditions as Example 1.

(比較例7)
比較例7は、実施例1と空間容積Vvvおよび平均粒子径D50が異なる比較例である。基材準備工程において被溶射面のSiC焼結体基材の一方の主面を研削加工することにより、空間容積Vvvを0.190に調整し、スラリーに含まれる原料粉末の平均粒子径D50を6.0μmとすることで(Vvv/(D50))の値を0.0009に調整した。そのほかは、実施例1と同一条件にしたがって、比較例7の溶射膜被覆部材を形成した。
(Comparative Example 7)
Comparative Example 7 is a comparative example having a different spatial volume Vvv and average particle diameter D50 from Example 1. In the substrate preparation step, one main surface of the SiC sintered substrate to be sprayed was ground to adjust the spatial volume Vvv to 0.190, and the average particle diameter D50 of the raw material powder contained in the slurry was set to 6.0 μm, adjusting the value of (Vvv/(D50) 3 ) to 0.0009. The thermal sprayed film-coated member of Comparative Example 7 was formed under the same conditions as Example 1 otherwise.

(比較例8)
比較例8は、従来の製造方法により製造した比較例である。基材準備工程において被溶射面のSiC焼結体基材の一方の主面をサンドブラスト加工することにより、空間容積Vvvを1.480に調整し、スラリーによる湿式溶射に替えて原料粉末をそのままガスで溶射する乾式溶射によって溶射を行った。原料粉末として顆粒状のYを使用した。原料粉末の顆粒の平均粒子径D50は30.0μmであった。形式的に(Vvv/(D50))の値を算出すると、0.0001であった。
(Comparative Example 8)
Comparative Example 8 is a comparative example manufactured by a conventional manufacturing method. In the substrate preparation process, one of the main surfaces of the SiC sintered body substrate to be sprayed was sandblasted to adjust the spatial volume Vvv to 1.480, and the spraying was performed by dry spraying in which the raw material powder was sprayed directly with gas instead of wet spraying with a slurry. Granular Y2O3 was used as the raw material powder. The average particle diameter D50 of the granules of the raw material powder was 30.0 μm. The value of (Vvv/(D50) 3 ) was calculated formally to be 0.0001.

(実施例17)
実施例17は、実施例10と空間容積Vvvおよび平均粒子径D50が異なる実施例である。基材準備工程において被溶射面の純度99.5%Al焼結体基材の一方の主面を研削加工することにより、空間容積Vvvを0.161に調整し、スラリーに含まれるY原料粉末の平均粒子径D50を1.0μmとすることで(Vvv/(D50))の値を0.1610に調整した。そのほかは、実施例10と同一条件にしたがって、実施例17の溶射膜被覆部材を形成した。
(Example 17)
Example 17 is an example with different spatial volume Vvv and average particle diameter D50 from Example 10. In the substrate preparation process, one main surface of the 99.5% pure Al2O3 sintered compact substrate to be sprayed was ground to adjust the spatial volume Vvv to 0.161, and the average particle diameter D50 of the Y2O3 raw material powder contained in the slurry was set to 1.0 μm to adjust the value of (Vvv/(D50) 3 ) to 0.1610. The remaining conditions were the same as those of Example 10 to form the thermal sprayed film-coated member of Example 17.

(比較例9)
比較例9は、実施例17と平均粒子径D50が異なる比較例である。スラリーに含まれるY原料粉末の平均粒子径D50を0.5μmとすることで(Vvv/(D50))の値を1.2880に調整した。そのほかは、実施例17と同一条件にしたがって、比較例9の溶射膜被覆部材を形成した。
(Comparative Example 9)
Comparative Example 9 is a comparative example having a different average particle diameter D50 from Example 17. The average particle diameter D50 of the Y2O3 raw material powder contained in the slurry was set to 0.5 μm, so that the value of (Vvv/(D50) 3 ) was adjusted to 1.2880. The other conditions were the same as those of Example 17, and the thermal sprayed film coated member of Comparative Example 9 was formed.

(実施例18)
実施例18は、実施例17と平均粒子径D50が異なる実施例である。スラリーに含まれるY原料粉末の平均粒子径D50を3.0μmとすることで(Vvv/(D50))の値を0.0060に調整した。そのほかは、実施例17と同一条件にしたがって、実施例18の溶射膜被覆部材を形成した。
(Example 18)
Example 18 is an example with a different average particle diameter D50 from Example 17. The average particle diameter D50 of the Y2O3 raw material powder contained in the slurry was set to 3.0 μm, so that the value of (Vvv/(D50) 3 ) was adjusted to 0.0060. The other conditions were the same as those of Example 17, and the thermal sprayed film-coated member of Example 18 was formed.

(実施例19)
実施例19は、実施例17と平均粒子径D50が異なる実施例である。スラリーに含まれるY原料粉末の平均粒子径D50を4.5μmとすることで(Vvv/(D50))の値を0.0018に調整した。そのほかは、実施例17と同一条件にしたがって、実施例19の溶射膜被覆部材を形成した。
(Example 19)
Example 19 is an example with a different average particle diameter D50 from Example 17. The average particle diameter D50 of the Y2O3 raw material powder contained in the slurry was set to 4.5 μm, so that the value of (Vvv/(D50) 3 ) was adjusted to 0.0018. The other conditions were the same as those of Example 17, and the thermal sprayed film coated member of Example 19 was formed.

(比較例10)
比較例10は、実施例17と平均粒子径D50が異なる比較例である。スラリーに含まれるY原料粉末の平均粒子径D50を6.0μmとすることで(Vvv/(D50))の値を0.0007に調整した。そのほかは、実施例17と同一条件にしたがって、比較例10の溶射膜被覆部材を形成した。
(Comparative Example 10)
Comparative Example 10 is a comparative example having a different average particle diameter D50 from Example 17. The average particle diameter D50 of the Y2O3 raw material powder contained in the slurry was set to 6.0 μm, so that the value of (Vvv/(D50) 3 ) was adjusted to 0.0007. The thermal sprayed film coated member of Comparative Example 10 was formed under the same conditions as Example 17.

(実施例20)
実施例20は、実施例17と溶射原料の種類、平均粒子径D50が異なる実施例である。スラリーに含まれる溶射原料をYAGとして、YAG原料粉末の平均粒子径D50を3.0μmとすることで(Vvv/(D50))の値を0.0060に調整した。そのほかは、実施例17と同一条件にしたがって、実施例20の溶射膜被覆部材を形成した。
(Example 20)
Example 20 is an example that differs from Example 17 in the type of thermal spray raw material and the average particle diameter D50. The thermal spray raw material contained in the slurry was YAG, and the average particle diameter D50 of the YAG raw material powder was set to 3.0 μm, so that the value of (Vvv/(D50) 3 ) was adjusted to 0.0060. The rest of the conditions were the same as those of Example 17, and the thermal sprayed film-coated member of Example 20 was formed.

(実施例21)
実施例21は、実施例17と溶射原料の種類、平均粒子径D50が異なる実施例である。スラリーに含まれる溶射原料を8mоl%Y-ZrOとして、8mоl%Y-ZrO原料粉末の平均粒子径D50を3.0μmとすることで(Vvv/(D50))の値を0.0060に調整した。そのほかは、実施例17と同一条件にしたがって、実施例21の溶射膜被覆部材を形成した。
(Example 21)
Example 21 is an example that differs from Example 17 in the type of spray raw material and the average particle diameter D50. The spray raw material contained in the slurry was 8 mol% Y2O3-ZrO2, and the average particle diameter D50 of the 8 mol% Y2O3-ZrO2 raw material powder was 3.0 μm, so that the value of (Vvv/(D50) 3 ) was adjusted to 0.0060. The rest of the conditions were the same as those of Example 17, and the sprayed film-coated member of Example 21 was formed.

(実施例22)
実施例22は、実施例17と基材、空間容積Vvvおよび平均粒子径D50が異なる実施例である。実施例17の基材準備工程において、Al原料粉末を純度99.8%とした。そして、純度99.8%Al焼結体基材の一方の主面を研削加工することにより、空間容積Vvvを0.047に調整し、スラリーに含まれるY原料粉末の平均粒子径D50を0.5μmとすることで(Vvv/(D50))の値を0.3760に調整した。そのほかは、実施例1と同一条件にしたがって、実施例22の溶射膜被覆部材を形成した。
(Example 22)
Example 22 is an example in which the substrate, spatial volume Vvv and average particle diameter D50 are different from those of Example 17. In the substrate preparation process of Example 17, the purity of the Al2O3 raw material powder was set to 99.8%. Then, one main surface of the 99.8% purity Al2O3 sintered compact substrate was ground to adjust the spatial volume Vvv to 0.047, and the average particle diameter D50 of the Y2O3 raw material powder contained in the slurry was set to 0.5 μm, so that the value of (Vvv/(D50) 3 ) was adjusted to 0.3760. The sprayed film-coated member of Example 22 was formed under the same conditions as Example 1.

(実施例23)
実施例23は、実施例22と平均粒子径D50が異なる実施例である。スラリーに含まれるY原料粉末の平均粒子径D50を1.0μmとすることで(Vvv/(D50))の値を0.0470に調整した。そのほかは、実施例22と同一条件にしたがって、実施例23の溶射膜被覆部材を形成した。
(Example 23)
Example 23 is an example with a different average particle diameter D50 from Example 22. The average particle diameter D50 of the Y2O3 raw material powder contained in the slurry was set to 1.0 μm, so that the value of (Vvv/(D50) 3 ) was adjusted to 0.0470. The other conditions were the same as those of Example 22, and the thermal sprayed film-coated member of Example 23 was formed.

(実施例24)
実施例24は、実施例22と平均粒子径D50が異なる実施例である。スラリーに含まれるY原料粉末の平均粒子径D50を3.0μmとすることで(Vvv/(D50))の値を0.0017に調整した。そのほかは、実施例22と同一条件にしたがって、実施例24の溶射膜被覆部材を形成した。
(Example 24)
Example 24 is an example with a different average particle diameter D50 from Example 22. The average particle diameter D50 of the Y2O3 raw material powder contained in the slurry was set to 3.0 μm, so that the value of (Vvv/(D50) 3 ) was adjusted to 0.0017. The other conditions were the same as those of Example 22, and the thermal sprayed film coated member of Example 24 was formed.

(比較例11)
比較例11は、実施例22と平均粒子径D50が異なる比較例である。スラリーに含まれるY原料粉末の平均粒子径D50を4.5μmとすることで(Vvv/(D50))の値を0.0005に調整した。そのほかは、実施例1と同一条件にしたがって、実施例22の溶射膜被覆部材を形成した。
(Comparative Example 11)
Comparative Example 11 is a comparative example in which the average particle diameter D50 is different from that of Example 22. The average particle diameter D50 of the Y2O3 raw material powder contained in the slurry was set to 4.5 μm, so that the value of (Vvv/(D50) 3 ) was adjusted to 0.0005. The thermal sprayed film coated member of Example 22 was formed under the same conditions as Example 1.

(比較例12)
比較例12は、実施例22と平均粒子径D50が異なる比較例である。スラリーに含まれるY原料粉末の平均粒子径D50を6.0μmとすることで(Vvv/(D50))の値を0.0002に調整した。そのほかは、実施例22と同一条件にしたがって、比較例12の溶射膜被覆部材を形成した。
(Comparative Example 12)
Comparative Example 12 is a comparative example having a different average particle diameter D50 from Example 22. The average particle diameter D50 of the Y2O3 raw material powder contained in the slurry was set to 6.0 μm, so that the value of (Vvv/(D50) 3 ) was adjusted to 0.0002. The other conditions were the same as those of Example 22, and the thermal sprayed film coated member of Comparative Example 12 was formed.

(実施例25)
(基材準備工程)
実施例25は、実施例1と基材の原料の種類、空間容積Vvvおよび平均粒子径D50が異なる実施例である。純度98%、平均粒子径0.5μmのAlN原料粉末に、焼結助剤としてY及び有機バインダーを添加し、CIP成形法により、1ton/cmで静水圧成形をして、AlN成形体を作製した。次に、AlN成形体を大気雰囲気において、550℃で12時間常圧焼成してAlN焼結体を作製した。次に、AlN焼結体を縦100mm×横100mm×厚さ5mmの略矩形板状(または略正方形板状)に加工しAlN焼結体基材を作製した。このとき、AlN焼結体基材の一方の主面を研削加工することにより、空間容積Vvvを0.158に調整した。このように、実施例25のAlN焼結体基材を準備した。
(Example 25)
(Substrate preparation process)
Example 25 is an example in which the type of raw material, spatial volume Vvv and average particle diameter D50 of the substrate are different from those of Example 1. Y 2 O 3 and an organic binder were added as sintering aids to AlN raw material powder with a purity of 98% and an average particle diameter of 0.5 μm, and the AlN molded body was produced by isostatic pressing at 1 ton/cm 2 using the CIP molding method. Next, the AlN molded body was sintered at normal pressure at 550 ° C for 12 hours in an air atmosphere to produce an AlN sintered body. Next, the AlN sintered body was processed into a substantially rectangular plate shape (or a substantially square plate shape) with a length of 100 mm, a width of 100 mm and a thickness of 5 mm to produce an AlN sintered body substrate. At this time, the spatial volume Vvv was adjusted to 0.158 by grinding one of the main surfaces of the AlN sintered body substrate. In this way, the AlN sintered body substrate of Example 25 was prepared.

上記の基材準備工程で準備したAlN焼結体基材に対し、スラリーに含まれるY原料粉末の平均粒子径D50を1.0μmとすることで(Vvv/(D50))の値を0.1580に調整した。そのほかは、実施例1と同一条件にしたがって、実施例25の溶射膜被覆部材を形成した。 The value of (Vvv/(D50) 3 ) was adjusted to 0.1580 by setting the average particle diameter D50 of the Y2O3 raw material powder contained in the slurry to 1.0 μm for the AlN sintered body substrate prepared in the above substrate preparation process. The thermal sprayed film coated member of Example 25 was formed under the same conditions as Example 1 except for the above.

(比較例13)
比較例13は、実施例25と平均粒子径D50が異なる比較例である。スラリーに含まれるY原料粉末の平均粒子径D50を0.5μmとすることで(Vvv/(D50))の値を1.2640に調整した。そのほかは、実施例25と同一条件にしたがって、比較例13の溶射膜被覆部材を形成した。
(Comparative Example 13)
Comparative Example 13 is a comparative example having a different average particle diameter D50 from Example 25. The average particle diameter D50 of the Y2O3 raw material powder contained in the slurry was set to 0.5 μm, so that the value of (Vvv/(D50) 3 ) was adjusted to 1.2640. The other conditions were the same as those of Example 25, and the thermal sprayed film coated member of Comparative Example 13 was formed.

(実施例26)
実施例26は、実施例25と平均粒子径D50が異なる実施例である。スラリーに含まれるY原料粉末の平均粒子径D50を3.0μmとすることで(Vvv/(D50))の値を0.0059に調整した。そのほかは、実施例25と同一条件にしたがって、実施例26の溶射膜被覆部材を形成した。
(Example 26)
Example 26 is an example with a different average particle diameter D50 from Example 25. The average particle diameter D50 of the Y2O3 raw material powder contained in the slurry was set to 3.0 μm, so that the value of (Vvv/(D50) 3 ) was adjusted to 0.0059. The other conditions were the same as those of Example 25, and the thermal sprayed film coated member of Example 26 was formed.

(実施例27)
実施例27は、実施例25と平均粒子径D50が異なる実施例である。スラリーに含まれるY原料粉末の平均粒子径D50を4.5μmとすることで(Vvv/(D50))の値を0.0017に調整した。そのほかは、実施例1と同一条件にしたがって、実施例25の溶射膜被覆部材を形成した。
(Example 27)
Example 27 is an example in which the average particle diameter D50 is different from that of Example 25. The average particle diameter D50 of the Y2O3 raw material powder contained in the slurry was set to 4.5 μm, so that the value of (Vvv/(D50) 3 ) was adjusted to 0.0017. The other conditions were the same as those of Example 1, and the thermal sprayed film coated member of Example 25 was formed.

(実施例28)
実施例28は、実施例25と溶射原料の種類、および平均粒子径D50が異なる実施例である。スラリーに含まれる溶射原料をYAGとして、YAG原料粉末の平均粒子径D50を3.0μmとすることで(Vvv/(D50))の値を0.0059に調整した。そのほかは、実施例25と同一条件にしたがって、実施例28の溶射膜被覆部材を形成した。
(Example 28)
Example 28 is an example that differs from Example 25 in the type of thermal spray raw material and the average particle diameter D50. The thermal spray raw material contained in the slurry was YAG, and the average particle diameter D50 of the YAG raw material powder was set to 3.0 μm, so that the value of (Vvv/(D50) 3 ) was adjusted to 0.0059. The thermal sprayed film-coated member of Example 28 was formed under the same conditions as Example 25 otherwise.

(実施例29)
実施例29は、実施例25と溶射原料の種類、および平均粒子径D50が異なる実施例である。スラリーに含まれる溶射原料を8mоl%Y-ZrOとして、8mоl%Y-ZrO原料粉末の平均粒子径D50を3.0μmとすることで(Vvv/(D50))の値を0.0059に調整した。そのほかは、実施例25と同一条件にしたがって、実施例29の溶射膜被覆部材を形成した。
(Example 29)
Example 29 is an example that differs from Example 25 in the type of spray raw material and the average particle diameter D50. The spray raw material contained in the slurry was 8 mol% Y 2 O 3 -ZrO 2 , and the average particle diameter D50 of the 8 mol% Y 2 O 3 -ZrO 2 raw material powder was set to 3.0 μm, so that the value of (Vvv/(D50) 3 ) was adjusted to 0.0059. Otherwise, the thermal sprayed film-coated member of Example 29 was formed under the same conditions as Example 25.

(比較例14)
比較例14は、実施例25と平均粒子径D50が異なる比較例である。スラリーに含まれるY原料粉末の平均粒子径D50を6.0μmとすることで(Vvv/(D50))の値を0.0007に調整した。そのほかは、実施例25と同一条件にしたがって、比較例14の溶射膜被覆部材を形成した。
(Comparative Example 14)
Comparative Example 14 is a comparative example having a different average particle diameter D50 from Example 25. The average particle diameter D50 of the Y2O3 raw material powder contained in the slurry was set to 6.0 μm, so that the value of (Vvv/(D50) 3 ) was adjusted to 0.0007. The thermal sprayed film coated member of Comparative Example 14 was formed under the same conditions as Example 25.

(実施例30)
実施例30は、実施例25と空間容積Vvv、および平均粒子径D50が異なる実施例である。基材準備工程において被溶射面のAlN焼結体基材の一方の主面を研削加工することにより、空間容積Vvvを0.042に調整し、スラリーに含まれるY原料粉末の平均粒子径D50を0.5μmとすることで(Vvv/(D50))の値を0.3360に調整した。そのほかは、実施例25と同一条件にしたがって、実施例30の溶射膜被覆部材を形成した。
(Example 30)
Example 30 is an example with a different spatial volume Vvv and average particle diameter D50 from Example 25. In the substrate preparation process, one of the main surfaces of the AlN sintered substrate to be sprayed was ground to adjust the spatial volume Vvv to 0.042, and the average particle diameter D50 of the Y2O3 raw material powder contained in the slurry was set to 0.5 μm to adjust the value of (Vvv/(D50) 3 ) to 0.3360. The remaining conditions were the same as those of Example 25 to form the thermal sprayed film-coated member of Example 30.

(実施例31)
実施例31は、実施例30と平均粒子径D50が異なる実施例である。スラリーに含まれるY原料粉末の平均粒子径D50を1.0μmとすることで(Vvv/(D50))の値を0.042に調整した。そのほかは、実施例30と同一条件にしたがって、実施例31の溶射膜被覆部材を形成した。
(Example 31)
Example 31 is an example with a different average particle diameter D50 from Example 30. The average particle diameter D50 of the Y2O3 raw material powder contained in the slurry was set to 1.0 μm, so that the value of (Vvv/(D50) 3 ) was adjusted to 0.042. The other conditions were the same as those of Example 30, and the thermal sprayed film coated member of Example 31 was formed.

(実施例32)
実施例32は、実施例30と平均粒子径D50が異なる実施例である。スラリーに含まれるY原料粉末の平均粒子径D50を3.0μmとすることで(Vvv/(D50))の値を0.0016に調整した。そのほかは、実施例30と同一条件にしたがって、実施例32の溶射膜被覆部材を形成した。
(Example 32)
Example 32 is an example with a different average particle diameter D50 from Example 30. The average particle diameter D50 of the Y2O3 raw material powder contained in the slurry was set to 3.0 μm, so that the value of (Vvv/(D50) 3 ) was adjusted to 0.0016. The other conditions were the same as those of Example 30, and the thermal sprayed film coated member of Example 32 was formed.

(実施例33)
実施例33は、実施例30と溶射原料の種類、および平均粒子径D50が異なる実施例である。スラリーに含まれる溶射原料をYAGとして、YAG原料粉末の平均粒子径D50を3.0μmとすることで(Vvv/(D50))の値を0.0016に調整した。そのほかは、実施例30と同一条件にしたがって、実施例33の溶射膜被覆部材を形成した。
(Example 33)
Example 33 is an example that differs from Example 30 in the type of thermal spray raw material and the average particle diameter D50. The thermal spray raw material contained in the slurry was YAG, and the average particle diameter D50 of the YAG raw material powder was set to 3.0 μm, so that the value of (Vvv/(D50) 3 ) was adjusted to 0.0016. The rest of the conditions were the same as those of Example 30, and the thermal sprayed film-coated member of Example 33 was formed.

(実施例34)
実施例34は、実施例30と溶射原料の種類、および平均粒子径D50が異なる実施例である。スラリーに含まれる溶射原料を8mоl%Y-ZrOとして、8mоl%Y-ZrO原料粉末の平均粒子径D50を3.0μmとすることで(Vvv/(D50))の値を0.0016に調整した。そのほかは、実施例30と同一条件にしたがって、実施例34の溶射膜被覆部材を形成した。
(Example 34)
Example 34 is an example that differs from Example 30 in the type of thermal spray raw material and the average particle diameter D50. The thermal spray raw material contained in the slurry was 8 mol% Y2O3 - ZrO2 , and the average particle diameter D50 of the 8 mol% Y2O3 - ZrO2 raw material powder was 3.0 μm, so that the value of (Vvv/(D50) 3 ) was adjusted to 0.0016. The rest of the conditions were the same as those of Example 30, and the thermal sprayed film-coated member of Example 34 was formed.

(比較例15)
比較例15は、実施例30と平均粒子径D50が異なる比較例である。スラリーに含まれるY原料粉末の平均粒子径D50を4.5μmとすることで(Vvv/(D50))の値を0.0005に調整した。そのほかは、実施例30と同一条件にしたがって、比較例15の溶射膜被覆部材を形成した。
(Comparative Example 15)
Comparative Example 15 is a comparative example having a different average particle diameter D50 from Example 30. The average particle diameter D50 of the Y2O3 raw material powder contained in the slurry was set to 4.5 μm, so that the value of (Vvv/(D50) 3 ) was adjusted to 0.0005. The other conditions were the same as those of Example 30, and the thermal sprayed film coated member of Comparative Example 15 was formed.

各実施例および各比較例の溶射膜被覆部材を、外観の観察および密着力の測定により評価した。外観は、目視により溶射膜、基材のクラック、剥離の有無を観察した。密着力の測定は、JIS H8402に準拠して基材に溶射膜が形成されたφ25mmの試験片を用いて測定された。図2および図3の表には、各実施例および各比較例の溶射膜被覆部材の評価結果が製造条件とともに示されている。 The sprayed film-coated members of each Example and Comparative Example were evaluated by observing their appearance and measuring their adhesion. The appearance was evaluated by visually inspecting the sprayed film and the substrate for cracks and peeling. Adhesion was measured using a φ25 mm test piece with a sprayed film formed on a substrate in accordance with JIS H8402. The tables in Figures 2 and 3 show the evaluation results of the sprayed film-coated members of each Example and Comparative Example, along with the manufacturing conditions.

実施例1~16の溶射膜被覆部材は、(Vvv/(D50))の値が0.001以上0.40以下に調整されており、外観の観察による結果も密着力の値もいずれも良好であった。 The thermal sprayed film coated members of Examples 1 to 16 had a (Vvv/(D50) 3 ) value adjusted to be 0.001 or more and 0.40 or less, and both the results of the appearance observation and the adhesion values were good.

一方、比較例1、5、6の溶射膜被覆部材は、(Vvv/(D50))の値が0.4より大きくなっている。このとき、外観の観察による結果に問題はなかったが、密着力の値が小さかった。これらの比較例は、基材のVvvに対し溶融粒子径が小さすぎる場合、または基材がブラスト加工されVvvが大きくなりすぎた状態にある場合に相当すると考えられる。このような場合、基材の表面の狭隘部に溶融粒子が侵入して密着するが、そのままでは基材を全面覆うことができず、耐電圧特性が十分に発揮されない等の不具合が発生する虞がある。更に、その上に溶融粒子を堆積していくとアンカー効果が十分に発揮されず溶射膜界面で剥離が発生する。そのため、特に基材のブラスト加工面ではセラミック溶射膜との密着力が十分得られなかったと推察される。 On the other hand, the sprayed film coated members of Comparative Examples 1, 5, and 6 have a value of (Vvv/(D50) 3 ) larger than 0.4. In this case, the results of the observation of the appearance were fine, but the adhesion value was small. These comparative examples are considered to correspond to the case where the molten particle diameter is too small compared to the Vvv of the substrate, or the substrate is blasted and Vvv is too large. In such a case, the molten particles penetrate into the narrow part of the substrate surface and adhere to it, but if left as it is, the substrate cannot be covered entirely, and there is a risk of problems such as insufficient voltage resistance characteristics. Furthermore, if the molten particles are deposited on it, the anchor effect is not fully exerted and peeling occurs at the sprayed film interface. Therefore, it is presumed that the adhesion to the ceramic sprayed film was not sufficient, especially on the blasted surface of the substrate.

また、比較例2~4、7の溶射膜被覆部材は、(Vvv/(D50))の値が0.001より小さくなっている。このとき、比較例2~4は外観の観察による結果、剥離が生じていた。そのため有効な密着力の測定ができなかった。また、比較例7は、外観の観察による結果に問題はなかったが、密着力の値が小さかった。比較例2~4は、基材のVvvに対し溶融粒子径が大きすぎ状態にある場合に相当すると考えられる。このような場合、溶融粒子が基材の数μm以下の微小なボイド部を埋め、残りの融液が厚く堆積して固化する。固化する際に働く応力をアンカー部分で保持できないため、基材に溶射膜を形成することができない現象が生じると推察される。また、比較例7は、比較例2~4と比較して表面粗さRaが大きかったため固化する際に働く応力をアンカー部分で保持できたと考えられるが、密着力が十分に生じる程度には表面粗さRaが大きくはなかったため、密着力の値が小さくなったと推察される。 In addition, the sprayed film coated members of Comparative Examples 2 to 4 and 7 had a value of (Vvv/(D50) 3 ) smaller than 0.001. In this case, the results of observing the appearance of Comparative Examples 2 to 4 showed that peeling had occurred. Therefore, effective measurement of adhesion was not possible. In Comparative Example 7, the results of observing the appearance were fine, but the adhesion value was small. Comparative Examples 2 to 4 are considered to correspond to a state in which the molten particle diameter is too large compared to the Vvv of the substrate. In such a case, the molten particles fill minute voids of the substrate of several μm or less, and the remaining molten liquid accumulates thickly and solidifies. It is presumed that a phenomenon occurs in which the anchor portion cannot hold the stress acting during solidification, and therefore the sprayed film cannot be formed on the substrate. In Comparative Example 7, the surface roughness Ra was larger than that of Comparative Examples 2 to 4, and therefore it is considered that the anchor portion was able to hold the stress acting during solidification, but the surface roughness Ra was not large enough to generate sufficient adhesion, and therefore it is presumed that the adhesion value was small.

また、比較例8は、従来の製造方法によって密着力を高めることができるようにブラスト加工により表面粗さRaを大きくしたため、密着力の値は大きかったが、外観の観察により、クラックの発生が確認された。 In addition, in Comparative Example 8, the surface roughness Ra was increased by blasting to increase the adhesion strength using the conventional manufacturing method, so the adhesion strength value was high, but the occurrence of cracks was confirmed by observing the appearance.

実施例1~15の溶射膜被覆部材は、Vvvの値が0.01以上0.30以下であったが、その密着力は10MPa以上であり、さらに良好な密着力が得られることが示された。 The thermal sprayed film coated members of Examples 1 to 15 had Vvv values of 0.01 or more and 0.30 or less, but their adhesion was 10 MPa or more, indicating that even better adhesion could be obtained.

実施例17~34の溶射膜被覆部材は、基材の純度が99.5%以上のAl焼結体、純度99.8%以上のAl焼結体、AlN焼結体であって、(Vvv/(D50))の値が0.001以上0.40以下に調整されており、外観の観察による結果も密着力の値もいずれも良好であった。 The sprayed film-coated members of Examples 17 to 34 were made of Al 2 O 3 sintered compacts with a substrate purity of 99.5% or more, Al 2 O 3 sintered compacts with a substrate purity of 99.8% or more, or AlN sintered compacts, and the (Vvv/(D50) 3 ) values were adjusted to 0.001 or more and 0.40 or less, and both the results of the appearance observation and the adhesion values were good.

特に、(Vvv/(D50))の値が0.002以上0.40以下であった、実施例1~15、17、18、20~23、25、26、28~31は、密着力が高かった。 In particular, Examples 1 to 15, 17, 18, 20 to 23, 25, 26, and 28 to 31, in which the value of (Vvv/(D50) 3 ) was 0.002 or more and 0.40 or less, had high adhesive strength.

一方、比較例9、13の溶射膜被覆部材は、(Vvv/(D50))の値が0.4より大きくなっている。このとき、外観の観察による結果に問題はなかったが、密着力の値が小さかった。これらの比較例は、基材のVvvに対し溶融粒子径が小さすぎる場合、または基材がブラスト加工されVvvが大きくなりすぎた状態にある場合に相当すると考えられる。このような場合、基材の表面の狭隘部に溶融粒子が侵入して密着するが、そのままでは基材を全面覆うことができず、耐電圧特性が十分に発揮されない等の不具合が発生する虞がある。更に、その上に溶融粒子を堆積していくとアンカー効果が十分に発揮されず溶射膜界面で剥離が発生する。そのため、特に基材のブラスト加工面ではセラミック溶射膜との密着力が十分得られなかったと推察される。 On the other hand, the sprayed film coated members of Comparative Examples 9 and 13 have a value of (Vvv/(D50) 3 ) larger than 0.4. In this case, the results of the observation of the appearance were fine, but the adhesion value was small. These comparative examples are considered to correspond to the case where the molten particle diameter is too small compared to the Vvv of the substrate, or the substrate is blasted and Vvv is too large. In such a case, the molten particles penetrate into the narrow part of the substrate surface and adhere to it, but if left as it is, the substrate cannot be covered entirely, and there is a risk of problems such as insufficient voltage resistance characteristics. Furthermore, if the molten particles are deposited on it, the anchor effect is not fully exerted and peeling occurs at the sprayed film interface. Therefore, it is presumed that the adhesion to the ceramic sprayed film was not sufficient, especially on the blasted surface of the substrate.

また、比較例10~12、14、15の溶射膜被覆部材は、(Vvv/(D50))の値が0.002より小さくなっている。このとき、比較例10~12、14、15は外観の観察による結果、剥離が生じていた。そのため有効な密着力の測定ができなかった。比較例10~12、14、15は、基材のVvvに対し溶融粒子径が大きすぎ状態にある場合に相当すると考えられる。このような場合、溶融粒子が基材の数μm以下の微小なボイド部を埋め、残りの融液が厚く堆積して固化する。固化する際に働く応力をアンカー部分で保持できないため、基材に溶射膜を形成することができない現象が生じると推察される。 Moreover, the sprayed film coated members of Comparative Examples 10 to 12, 14, and 15 had a value of (Vvv/(D50) 3 ) smaller than 0.002. In this case, in Comparative Examples 10 to 12, 14, and 15, peeling was observed by visual inspection. Therefore, effective measurement of adhesion was not possible. Comparative Examples 10 to 12, 14, and 15 are considered to correspond to cases in which the molten particle diameter is too large compared to the Vvv of the substrate. In such cases, the molten particles fill minute voids in the substrate of several μm or less, and the remaining molten liquid accumulates thickly and solidifies. It is presumed that the anchor portion cannot hold the stress acting during solidification, resulting in a phenomenon in which a sprayed film cannot be formed on the substrate.

本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の思想と範囲に含まれる様々な変形および均等物に及ぶことはいうまでもない。また、各図面に示された構成要素の構造、形状、数、位置、大きさ等は説明の便宜上のものであり、適宜変更しうる。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and it goes without saying that it covers various modifications and equivalents that fall within the spirit and scope of the present invention. Furthermore, the structure, shape, number, position, size, etc. of the components shown in each drawing are for convenience of explanation and may be changed as appropriate.

1 セラミックス焼結体基材
2 セラミックス溶射膜
10 被溶射面
1 Ceramic sintered body substrate 2 Ceramic thermal spray coating 10 Surface to be thermally sprayed

Claims (11)

溶射膜被覆部材の製造方法であって、
SiC、AlN、またはAl を含む焼結体からなるセラミックス焼結体基材の被溶射面の空間容積Vvv(μm/μm)を所定の範囲に調整する調整工程と、
前記基材の被溶射面を水と平均粒子径D50が0.5μm以上6μm以下の範囲に含まれるセラミックス原料粉末とからなるスラリーをプラズマ溶射して被覆する被覆工程と、を含み、
前記調整工程は、前記空間容積Vvvおよび前記平均粒子径D50に対して、
0.001≦(Vvv/(D50))≦0.40
の範囲になるように調整することを特徴とする溶射膜被覆部材の製造方法。
A method for producing a thermal sprayed film-coated member, comprising the steps of:
an adjusting step of adjusting the spatial volume Vvv (μm 3 /μm 2 ) of the sprayed surface of the ceramic sintered body substrate made of a sintered body containing SiC, AlN, or Al 2 O 3 to a predetermined range;
a coating step of coating the surface to be sprayed of the substrate by plasma spraying a slurry made of water and a ceramic raw material powder having an average particle size D50 in the range of 0.5 μm to 6 μm,
The adjustment step is performed with respect to the spatial volume Vvv and the average particle diameter D50,
0.001≦(Vvv/(D50) 3 )≦0.40
The method for producing a thermal sprayed film-coated member, comprising adjusting the temperature so that the temperature is within the range of
前記セラミックス焼結体基材は、SiC焼結体からなることを特徴とする請求項1に記
載の溶射膜被覆部材の製造方法。
2. The method for producing a thermal sprayed film-coated member according to claim 1, wherein the ceramic sintered body substrate is made of a SiC sintered body.
前記セラミックス焼結体基材は、Al焼結体からなることを特徴とする請求項1に記載の溶射膜被覆部材の製造方法。 The method for producing a thermal sprayed film coated member according to claim 1, wherein the ceramic sintered body base material is made of an Al2O3 sintered body. 前記セラミックス焼結体基材は、AlN焼結体からなることを特徴とする請求項1に記載の溶射膜被覆部材の製造方法。 The method for manufacturing a thermal sprayed film-coated member according to claim 1, characterized in that the ceramic sintered body substrate is made of an AlN sintered body. 前記プラズマ溶射は、非酸化性ガスを用いることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記載の溶射膜被覆部材の製造方法。 The method for manufacturing a sprayed film-coated member according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the plasma spraying uses a non-oxidizing gas. 前記セラミックス原料粉末は、アルミナ、イットリア、ジルコニア、チタニア、クロミア、イットリウム・アルミニウム・ガーネットの粉末またはこれらの任意の混合粉末であることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれかに記載の溶射膜被覆部材の製造方法。 The method for manufacturing a thermal sprayed film-coated member according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the ceramic raw material powder is a powder of alumina, yttria, zirconia, titania, chromia, yttrium aluminum garnet, or any mixture of these powders. 前記空間容積Vvvは、0.01以上0.30以下であることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれかに記載の溶射膜被覆部材の製造方法。 The method for manufacturing a thermal sprayed film-coated member according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the spatial volume Vvv is 0.01 or more and 0.30 or less. セラミックス焼結体基材と、前記セラミックス焼結体基材の被溶射面に設けられた溶射膜と、からなる溶射膜被覆部材であって、
前記セラミックス焼結体基材の前記被溶射面の空間容積Vvv(μm/μm)、および前記溶射膜を形成するセラミックス平均粒子径D50(μm)に対して、
0.001≦(Vvv/(D50))≦0.40
を満たし、
前記セラミックス焼結体基材は、SiC、AlN、またはAl を含む焼結体であり、
前記セラミックス焼結体基材および前記溶射膜を構成する元素どうしの化学結合が存在しないことを特徴とする溶射膜被覆部材。
A thermal sprayed film-coated member comprising a ceramic sintered body substrate and a thermal sprayed film provided on a surface to be thermally sprayed of the ceramic sintered body substrate,
With respect to the spatial volume Vvv (μm 3 /μm 2 ) of the surface to be sprayed of the ceramic sintered body substrate and the average particle diameter D50 (μm) of the ceramic forming the sprayed film,
0.001≦(Vvv/(D50) 3 )≦0.40
Fulfilling
The ceramic sintered body base material is a sintered body containing SiC, AlN, or Al 2 O 3 ,
A thermal sprayed film-coated member, characterized in that no chemical bond exists between the elements constituting the ceramic sintered body substrate and the thermal sprayed film.
セラミックス焼結体基材と、前記セラミックス焼結体基材の被溶射面に設けられた溶射膜と、からなる溶射膜被覆部材であって、
前記セラミックス焼結体基材の前記被溶射面の空間容積Vvv(μm/μm)、および前記溶射膜を形成するセラミックス平均粒子径D50(μm)に対して、
0.002≦(Vvv/(D50))≦0.40
を満たし、
前記セラミックス焼結体基材は、SiC焼結体、AlN焼結体、または純度が99.5%以上のAl焼結体であることを特徴とする溶射膜被覆部材。
A thermal sprayed film-coated member comprising a ceramic sintered body substrate and a thermal sprayed film provided on a surface to be thermally sprayed of the ceramic sintered body substrate,
With respect to the spatial volume Vvv (μm 3 /μm 2 ) of the surface to be sprayed of the ceramic sintered body substrate and the average particle diameter D50 (μm) of the ceramic forming the sprayed film,
0.002≦(Vvv/(D50) 3 )≦0.40
Fulfilling
The thermal sprayed film-coated member, wherein the ceramic sintered body substrate is a SiC sintered body, an AlN sintered body, or an Al2O3 sintered body having a purity of 99.5% or more.
前記セラミックス焼結体基材は、SiC焼結体、Al焼結体、またはAlN焼結体であり、
前記溶射膜は、アルミナ、イットリア、ジルコニア、チタニア、クロミア、イットリウム・アルミニウム・ガーネットのいずれか1つまたは2つ以上の組み合わせからなることを特徴とする請求項8に記載の溶射膜被覆部材。
The ceramic sintered body substrate is a SiC sintered body, an Al 2 O 3 sintered body, or an AlN sintered body,
9. The member coated with a thermal spray film according to claim 8, wherein the thermal spray film is made of one or a combination of two or more of alumina, yttria, zirconia, titania, chromia, and yttrium aluminum garnet.
前記溶射膜は、アルミナ、イットリア、ジルコニア、チタニア、クロミア、イットリウム・アルミニウム・ガーネットのいずれか1つまたは2つ以上の組み合わせからなることを特徴とする請求項9に記載の溶射膜被覆部材。 The sprayed film-coated member according to claim 9, characterized in that the sprayed film is made of one or a combination of two or more of alumina, yttria, zirconia, titania, chromia, and yttrium aluminum garnet.
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