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ファンインペラ用アルミナセラミックライニングに関する質問への回答

2025-11-07

セラミックの取り付けについて

当社では、耐摩耗セラミックを固定するために、ダブテール溝インレイ構造と強力な接着剤を組み合わせて使用しています。このプロセスはより困難ですが、ダブテール溝の方向に沿ってわずかな隙間でセラミック片を接続できます。製品開発以来、同じブレードから4つ以上のセラミック片が剥がれた例はありません（剥離は主に、インペラーの吊り上げ中にワイヤーロープが誤ってブレードに引っかかることによって発生します）。さらに、セラミック片の設計はサイズと重量の両方を考慮しているため、個々のセラミック片が損傷しても、インペラー全体の動的バランスに影響を与えることはありません。

重摩耗の問題を解決するには？

耐摩耗セラミックスは、産業分野における高耐摩耗材料として、その耐摩耗性を、原料選択、粉末調製、焼結プロセスの3つの主要因の精密な制御に負っています。

原料選択：高純度α-アルミナと結晶成長抑制剤を使用しています。

粉末調製：均一に分散した、流動性の高い造粒粉末を製造するために、高度なプロセスを使用しています。

焼結プロセス：焼結パラメータと温度を厳密に制御することで、過剰な結晶成長を効果的に抑制し、内部の気孔率を減らし、高密度な焼結構造を形成します。

耐摩耗セラミックスの追加がインペラーの全体的な性能に与える影響

すべてのセラミックブロックの総重量は約60kgです。インペラーの金属加工中に削減された金属の重量を差し引くと、インペラーの最終的な総重量は、元のインペラーよりも約5〜6kgしか多くありません。セラミックスを追加しても、ファンの元の構造形状は変わらないため、ファンの流量への影響は無視できます。

高温でのセラミック剥離の問題を解決するには？

ファンインペラーは、200℃を超える環境で長時間動作します。従来のエポキシ樹脂接着剤は耐熱性がなく、経年劣化しやすいため、長期間の使用には適していません（ダブテール溝やスポット溶接を使用しても、接着剤は高温で脆くなり、崩れやすくなります）。

当社では、「接着剤接着+ダブテール溝」の二重固定ソリューションを採用し、高温耐性無機接着剤を使用しています。この接着剤は、鋼とセラミックスの両方に対して優れた接着性、加工性、チキソトロピー性を示し、室温で硬化し、高強度、高靭性、高温および経年劣化に対する耐性を備えています。-50℃から500℃の温度範囲内では、ライナーは経年劣化や剥離なしに長期間安定して動作できます。

風力タービンの振動と輸送によるセラミック剥離の問題を解決するには？

風力タービンインペラーは運転中に激しく振動するため、接着剤には高いせん断強度と耐震性の両方が必要です。当社の接着剤は2.5MPaのせん断強度を備えており、強い振動環境下でのセラミックスの安定性を効果的に確保し、剥離のリスクを大幅に低減します。

起動またはシャットダウン中の急激な加熱と冷却がセラミックスに与える影響に対処するには？

ユニットの起動とシャットダウン中の急速な加熱と冷却環境では、セラミックスと鋼の熱膨張係数の違いと、有機接着剤の脆さにより、セラミックシート全体が剥離しやすくなります。当社の無機接着剤の配合を改善し、その熱膨張係数（9×10⁻⁶ m/m・K）が鋼とセラミックスの間になるようにしました。同時に、接着剤のマイクロファイバー構造を利用して、熱膨張の違いによって生じる圧縮応力を緩和し、極端な温度変化下でのセラミックスの長期的な信頼性の高い動作を保証します。

セラミックの隙間の問題を解決するには？

成熟した技術を使用してセラミックの隙間を1mm以下に制御し、風向きに垂直な千鳥状の接着方法を使用することにより、風向きに沿った連続的な隙間の形成を回避し、気流による隙間の浸食を減らし、セラミック片の微小な隙間の正確なドッキングを実現できます。

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