無機系先端材料の組織制御と塑性加工性,表面加工性およびトライボロジ-

1991 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 03213102
• Research Institution: Kyoto Institute of Technology
• Principal Investigator: 西川 友三 京都工芸繊維大学, 工芸学部, 教授 (90005215)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 逆井 基次 豊橋技術科学大学, 工学部, 教授 (50124730) ; 田中 啓介 名古屋大学, 工学部, 教授 (80026244) ; 三科 博司 理化学研究所, 表面界面工学研究室, 研究員 ; 安田 栄一 東京工業大学, 工業材料研究所, 教授 (70016830) ; 辻本 得蔵 科学技術庁, 金属材料技術研究所・第3研究グループ, 総合研究官
• Keywords: セラミックス / TiーAl系合金 / ナノ・ミクロ複合体 / 超塑性 / 耐クリ-プ性 / トライボロジ- / 残留応力 / 組織制御

Research Abstract

組織制御と塑性加工関係では:
1.強度3000MPa以上のものの開發よりも,3000MPaのものをうるためのプロセシングの安定性の向上の研究に重点をおいた。1つの結論として,スリップ・キャスチング成形法は一軸加圧成形法にくらべて有利であると判断された。
2.強度3000MPaの發現機構については,焼結体に存在する残留応力,ZrO_2部分の転位による変形,ZrO_2ーAl_2C_3間の相互拡散,その他こうあれば強くなるであろうと考えられる多くの条件の重畳がもたらしたものであると考えられた。
3.10%程度のZrO_2を含むMgO焼結体においては,MgOの粒成長が抑制され,予期した通り,このMgOーZrO_2系の焼結体で超塑性的挙動が確認された。
4.SiC/MgO複合焼結体で,ナノ分散したSiC微粒子は,MgOの拡散や,転位の移動を抑制し,MgO焼結体の耐クリ-プ特性をいちじるしく向上させることを明らかにした。
5.TiーAl2元素TiAl基合金は,加工熱処理によって(α+γ)2相層状構造から(α+γ)微細等軸粒組織に変えることができた。またこの微細等軸粒組織では数100%におよぶ超塑性を發現した。
表面加工,トライボロジ-関係では:
1.酸化物セラミックスにたいするAg,Pt,Cuなどの金属の摩耗摩擦について,環境雰囲気との関係をしらべ,新しい多くの知見をえた。
2.非酸化物セラミックスについても,トライボロジ-的な多くの知見をえた。
3.ZrO_2・Al_2O_3系複合セラミックスの表面加工後に残る残留応力について,ZrO_2,Al_2O_3それぞれについて詳細な新しいデ-タを提出した。

Research Products

• [Publications] 四方 良一: "高強度ZrO_2ーAl_2O_3複合体の機械的性質と組織の評価" 粉体および粉末冶金. 38. 369-73 (1991)
• [Publications] 四方 良一: "Y・TZPの表面改質による熱劣化の改善" 材料. 40. 927-33 (1991)
• [Publications] Y.Okamoto: "Diffusion Controlled and Interface-Reaction Controlled Deformation in Fine-Grained Alumina and Y・TZP" Proc.of International Conference on Superplasticity in Advanced Materials. 269-74 (1991)
• [Publications] 四方 良一: "3000MPaの強度をもつZrO_2ーAl_2O_3複合体の特性評価" ジルコニアセラミックス. 11. 85-96 (1991)
• [Publications] Y.Okamoto: "Creep Fracture of Polycrystalline Mullite" Proc.of 1st International Conference of Science of Engineering Ceramics. 501-506 (1991)
• [Publications] 四方 良一: "高強度ZrO_2ーAl_2O_3複合体の微細構造" 粉体および粉末冶金. 39. 92-97 (1992)
• [Publications] M.Nobuki: "Superplasticity of TiAl Intermetallics." Advanced Structure Materials. 2. 791-96 (1991)
• [Publications] M.Nobuki: "Microstructures and Deformation Properties in TiAl Intermetallics Containing Ti_3 Al." Proc.of Inter.Sympo.on Intermetallic Compounds-Structure and Mechanical Properties.931-37 (1991)
• [Publications] M.Nobuki: "Influence of Alloy Composition on Hot-Deformation Properties of Ti-Al Binary Intermetallics." ISIJ International. 31. 931-37 (1991)
• [Publications] E.Yasuda: "The Effects of Fine SiC Particles on the Creep of MgO at High Temperatures." J.of the Ceramic Soc.Japan. 100. 150-55 (1992)
• [Publications] E.Yasuda: "High Temperature Creep of SiC/MgO Nanocomposite." Proc.of the 1st International Symposium on the Science of Engineering Ceramics. 431-36 (1991)
• [Publications] Y.Ikuma: "Oxygen Ionic Conductivity Inferred From Tracer Diffusion in Yttria-Tetragonal Zirconia Polycrystals." Proc.of the 2nd International Symposium on Solod Oxide Fuel Cells.395-400 (1991)
• [Publications] Y.Ikuma: "Oxygen Diffusion in Y_2O_3-Containing Tetragonal Zirconia Polycrystals (Y-TZP)." National Institute of Standards and Technology Special Publication 804,Chemistry of Electronic Ceramic Materials,Proceedings of the International Conference.283-88 (1991)
• [Publications] 伊熊 泰郎: "各種粒径のY添加正方晶ZrO_2多結晶体における酸素拡散" 日本セラミックス協会学術論文誌. 99. 101-03 (1991)
• [Publications] 森 誠之: "セラミックスと潤滑(吸着と化学反応)" トライボロジスト. 36. 130-34 (1991)
• [Publications] H.Hiratsuka: "Friction and Wear of Al_2O_3,ZrO_2 and SiO_2 Rubbed Aqainst Pure Metals." Wear of Materials(The American Soc.of Mechanical Eng.). 375-81 (1991)
• [Publications] K.Hiratsuka: "Friction Catalysis in the Synthesis of CO_2 during Adhesive Wear." Proc.of the 34th Japan Congress on Materials Research. 34. 119-23 (1991)
• [Publications] K.Hiratsuka: "Gas ADsorption onto Metal Surfaces During Wear." Proc.of the 34th Japan Congress on Materials Research. 34. 125-28 (1991)
• [Publications] 榎本 明弘: "アルミナ対金属の摩擦・摩耗に対する金属の酸化活性の影響と雰囲気酸素の効果" トライボロジスト. 36. 51-56 (1991)
• [Publications] 平塚 健一: "SEMによる凝着摩耗粉生成機構の解明(第一報)" トライボロジスト. 36. 212-18 (1991)
• [Publications] 平塚 健一: "SEMによる凝着摩耗粉生成機構の解明(第二報)" トライボロジスト. 36. 228-34 (1991)
• [Publications] 三科 博司: "窒化けい素の凝着摩耗に及ぼす雰囲気気体の影響" トライボロジスト. 36. 403-413 (1991)
• [Publications] 三科 博司: "雰囲気気体の化学吸着と摩耗の雰囲気特性" トライボロジスト. 36. 699-706 (1991)
• [Publications] 鈴木 賢治: "研削された窒化けい素の残留応力と欠陥" 材料. 40. 818-24 (1991)
• [Publications] K.Tanaka: "Evaluation of Critical Defect Size of Ceramics Based on R-Curve Method." Fracture Mechanics of Ceramics,Vol.9.
• [Publications] K.Tanaka: "X-Ray Diffraction Study on Residual Stress." Residual Stress-III.
• [Publications] K.Tanaka: "X-Ray Measurement of Macrostress and Microstress in ZrO_2-Al_2O_3" Residual Stress-III.
• [Publications] K.Tanaka: "Bending Strength of Ground Ceramics" Residual Stress-III.
• [Publications] 逆井 基次: "脆性材料の表面変形" 材料.