炭素繊維強化複合材料の熱障壁コーティング

炭素繊維強化プラスチック（CFRP）複合材は、スーパーカー、航空機、宇宙部品などの軽量で高性能な用途に広く使用されています。しかし、炭素繊維は熱的に安定しているものの、マトリックス材料の熱耐久性の低さは、材料の性能にとって依然として重大な問題です。本研究では、CFRP複合材のための新しいAl2O3ベースの熱障壁コーティング（TBC）を提案しました。このTBCは、平均直径が9.27μmのα相Al2O3粒子で構成されています。TBCとCFRP基材間の強い接着力は、三点曲げ試験を用いて評価されました。CFRP基材が500〜700℃の炎にさらされたとき、1.45mmの厚さのTBCは、CFRP基材の表面温度を188〜228℃に低下させることによって、著しく保護しました。このTBC/CFRP複合体の熱機械的応答は、熱衝撃試験後に分析されました。驚くべきことに、TBC/CFRP複合体の純粋な曲げ強度の50％が保持され、一方、純粋なCFRPは95％も著しく低下しました。