超硬質・強靭ハイエントロピーセラミックスの開発と相安定性制御因子の解明
| Project/Area Number |
19K05074
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 26050:Material processing and microstructure control-related
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| Research Institution | Akita University |
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Principal Investigator |
仁野 章弘 秋田大学, 理工学研究科, 准教授 (80451649)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
関根 崇 秋田県産業技術センター, 先端機能素子開発部, 主任研究員 (70733559)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2020: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
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| Keywords | ハイエントロピーセラミックス / 硬質炭化物 / 炭化タングステン / 硬さ / 通電加圧焼結 / 破壊靭性値 / 炭化チタン / 炭化タンタル / 炭化ケイ素 / 窒化アルミニウム / 通電加圧焼結法 / ハイエントロピー / セラミックス / 焼結 |
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| Outline of Research at the Start |
ハイエントロピーセラミックスを利用した、新たな発想によるWCを含む超硬質工具セラミックスの開発を目的とする。ハイエントロピーセラミックスを含む緻密な超硬質セラミックスが合成できれば、ハイエントロピーセラミックスの相安定性を決める因子の解明、組織制御に対する知見が得られ、従来法の組織制御法では実現できなかった、超硬質で強靭な工具セラミックスの開発が期待できる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
原料の(W, Ti, Ta)C粉末は，通電加圧焼結装置を用いて，焼結温度1600℃～1700℃で合成した．いずれの焼結温度でも相対密度99%の緻密な焼結体が得られた．構成相はTaCと同様の立方晶の固溶体相単相となった．焼結時昇温中の収縮挙動の解析より，収縮は約1400℃でピークとなっており，バインダーレスのWCなど他の2元炭化物と比べて低い温度であった．固溶体中のTa量が機械的性質に及ぼす効果を明らかにするため，TaCを加えることで焼結体中のTa量を制御した．(W0.3Ti0.6Ta0.1)Cに対しTaCを最大50 mol%加えた．TaCを加えても収縮係数のピークは約1400℃程度であり，大きな変化は見られなかったため，焼結性には，顕著な影響をおよぼさなかった。構成相は，TaC量が増加しても，(W, Ti, Ta)C固溶体相単相となった．Ta量増加は，相安定性に影響しなかった．X線回折における固溶体相のピーク位置は，TaC量の増加によりTiC側からTaC側にシフトした．微細組織は，TaC量が増加しても顕著な違いはなく，粒状の均一な組織となった．平均結晶粒径は，TaC量が増加すると，わずかに小さくなった．ヤング率は，TaC量増加により高くなった．固溶体相中のTa量の増加はヤング率増加に効果的である．硬さは，TaC量が増えても大きな違いは見られなかった．破壊靭性値は，TaC無添加と比べると低い値となった．
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Report
(5 results)
Research Products
(15 results)
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[Journal Article] Synthesis and Mechanical Properties of AlN–WC Ceramics2020
Author(s)
Takashi Sekine, Akihiro Nino, Yasushi Sugawara, Shigeaki Sugiyama, Ken-ichi Ohguchi, Hitoshi Taimatsu
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Journal Title
Journal of the Japan Society of Powder and Powder Metallurgy
Volume: 67
Issue: 10
Pages: 581-587
DOI
NAID
ISSN
0532-8799, 1880-9014
Year and Date
2020-10-15
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