熱間等方加圧(HIP)法による開気孔性、高強度金属多孔体の作製

• Project/Area Number: 04650628
• Research Category: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 金属加工(含鋳造)
• Research Institution: Nagaoka University of Technology
• Principal Investigator: 石崎 幸三 長岡技術科学大学, 工学部, 教授 (10176183)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 弘津 禎彦 長岡技術科学大学, 工学部, 教授 (70016525)
• Project Period (FY): 1992
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1992)
• Budget Amount: ¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000); Fiscal Year 1992: ¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000)
• Keywords: 銅多孔体 / 熱間等方加圧法 / 開気孔率 / 気孔径分布 / コンピュータ・シミュレーション / 多孔質フィルター / 粉末充填

Research Abstract

本研究では、熱間等方加圧(以下HIP)法により、多孔体に要求される高気孔率・高強度を同時に満足する高性能な金属多孔体の作製及びその応用を目的とし、1.粉体及び成形体の特性評価 2.HIP法を使用した開気孔性の金属多孔体の作製3.作製した開気孔性金属多孔体の諸特性の測定、多孔体内部の微小構造の電子顕微鏡観察4.通常法の試料(常圧焼結)の気孔率と比較し、HIP法によって作製される金属多孔体の焼結機構の究明、熱力学的な評価5.金属粉末の粒径、成形圧力、HIP圧力を変化させた焼結実験による金属多孔体の内部構造制御、以上を総合的に考察し、HIP圧力が金属多孔体に及ぼす影響について調査研究を行った。
粉体及び成形体の特性評価では、HIP法で多孔体を作製する場合にグリーン成形体となる冷間等方圧加体をコンピュータ・シミュレートすることにより、等方粉末充填体を元に焼結法で作製される多孔体の特性評価を行った(日本セラミックス協会1993年年会で発表予定、論文投稿中)。HIP圧力が金属多孔体に及ぼす影響の調査では、原料粉末に銅を用いHIP・常圧焼結体の比較からHIP圧力が銅多孔体の気孔率、気孔径分布、ヤング率に与える影響を調べた。この結果、1.HIP圧力を増すことにより金属多孔体の強度は増加する2.HIP処理により常圧焼結よりも高い開気孔率が得られ、開気孔率の増加と共に増し、閉気孔が除去される3.気孔径分布の幅はHIP圧力の増加と共に狭くなるが、平均気孔径は変化しないことが判明した。
以上の得られた知見を基に、The American Ceramic Societyのプロシーディング集として出版されるポーラスマテリアル(1993年4月出版予定)へ2通の論文を投稿した。今後は、HIP法で作製した多孔質体の応用研究を行う予定であり、既に白金多孔体を作製し、電気化学検出器の作用電極としての応用研究を開始している。