超微粒子およびMA法を使ったナノクリスタル材料の作製法の開発とその物性評価

1990 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 02805085
• Research Institution: Toyohashi University of Technology
• Principal Investigator: 梅本 実 豊橋技術科学大学, 工学部, 助教授 (90111921)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 福本 昌宏 豊橋技術科学大学, 工学部, 講師 (80173368) ; 岡根 功 豊橋技術科学大学, 工学部, 教授 (80169127)
• Keywords: 超微粒子 / メカニカルアロイング / 加圧焼結 / 銅 / パイプ圧延 / 混合超微粒子 / 微細結晶粒 / 粒成長

Research Abstract

本研究は粒径が0.1ミクロンから数ナノメ-タ-の大きさの材料を超微粒子およびメカニカルアロイング法により作製し、その物性を評価しようとするものである。初年度である本年度は本科研費で購入した粉末送給装置を超微粒子製造装置に直結させ、チャンバ-内圧と粉末送給速度と超微粒子のサイズの関係を調べた。次に作製した超微粒子からホットプレスおよびパイプ圧延によりバルク体を作製し、結晶粒径と成形条件の関係を調べた。さらにCu超微粒子にAlN超微粒子を混合し、焼結させ、粒成長に対するAlN混合の効果を調べた。得られた主な結果は次の通りである。
1)チャンバ-内圧を下げる程又粉末供給量を少なくする程得られる超微粒子のサイズは小さくなった。
2)Cu超微粒子をホットプレスにより加圧焼結すると、密度は加圧力の増加および焼結温度の上昇と共に増加した。
3)Cu超微粒子焼結体の結晶粒は焼結温度が150℃以上では焼結温度の上昇と共に増大し、それに伴って焼結体の硬度は減少した。
4)パイプ圧延により作製したバルク材は密度が95%以上あり、超微粒子の一部は塑性変形していた。
5)Cu超微粒子にAlN超微粒子を混合させると高温での粒成長が抑制され、1000℃においても粒径は0.3μmと極めて微細であった。
6)ボ-ルミルによるメカニカルアロイングで作製したTiーAl粉末の焼結体は0.1μm程度の非常に微細な結晶粒であった。