高性能複合材料を対象とした無損傷切断接合加工とそのシステム化

1991 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 03402047
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 西口 公之 大阪大学, 工学部, 教授 (50028940)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高橋 康夫 大阪大学, 溶接工学研究所, 助教授 (80144434) ; 松山 欽一 大阪大学, 工学部, 助手 (80029305)
• Keywords: 複合材料構造体 / ウォ-タジェット加工 / 表面蒸着 / 低温固相接合 / 材質の熱変質回避

Research Abstract

本研究は,近年その重要性が急速に増しているセラミックスと金属及び異種金属による接合体を,熱歪と熱変質無しに加工・接合し,高機能な複合体構造物を信頼性をもって作成するためのプロセスとそのシステムの最適化の手法を確立することを目的としたものである。熱影響をほとんど与えない切断加工法としてウォ-タジェット切断法を選び,材質劣化の少ない接合法として低温固相接合法を選んで研究を進めている。
平成3年度は,この一連の研究の第1歩として,ウォ-タジェット切断現象に対しては切断品質に直接関係する超高圧(200〜300MPa)の切断水噴流の構造解析手法の確立を図った。具体的には本年度購入したレ-ザドップラ流速計に加えて本研究の代表者らによって世界で初めて開発した片持ち梁式の総圧測定器とを併用して高圧水の噴流構造を観測し,これとこの噴流によって切断された切断特性とを対比することによって,従来の壊食法という手段は切断機構解明には向びつき難いこと,切断噴流に砥粒を混入した場合としない場合で切断機構が異なると想定されること,砥粒を混入して切断能力を上げているアブレシブウォ-タジェット切断の切断溝形成現象は板厚方向に2分割して考えると説明し易いことなどを明らかにした。
また,低温固相接成加工法に関しては,現在安定な接合が困難とされているセラミックスと金属の接合について研究し,金属表面にチタンなどの活性金属を蒸着させるとセラミックスとの接合が容易となることを見い出した。この固相接合法に関しては異種材料間の接合状況を観測する手法も重要となるため,平成3年度にはオ-ジェ分光分析法の適用化についても検討し,セラミックスー金属間の接合エネルギ-の計測にこの手法が有効であることも明らかにした。