高速メカニカル・アロイングによる金属間化合物-セラミック複合材料の創製

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04402047
• Research Institution: Faculty of Engineering, University of Tokyo
• Principal Investigator: 木原 諄二 東京大学, 工学部, 教授 (00010801)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 立澤 清彦 東京大学, 工学部, 助手 (70013729) ; 相澤 龍彦 東京大学, 工学部, 助教授 (10134660)
• Keywords: 繰り返し鍛造 / ダイ・システム / 高速化 / 共晶系 / 反応系 / 制御破砕成形 / セラミックス / 複合線材

Research Abstract

本年度が、3年間継続して研究開発してきた高速メカニカルアロイング研究の最終年度であり、その成果を以下の5つにまとめることができた。
(1)従来型のボールミリング・アトライティング方式によるMAに代わって、(i)高速MA化(プロセス時間を1/10〜1/10^2にする)、(ii)2次加工可能な大規模MA(kgオーダの収量)、(iii)温度・応力伝達・環境相互作用などの多様な制御性を有するフレキシブルMAを実現した。
(2)供晶系を用いて、ダイスシステム温度・環境・投入機械的エネルギーを制御し、MAの混合過程・均一化過程・反応過程を、実験的に記述することに成功した。
(3)新しい弾塑性解析システムを開発し、粉体間の相互作用、粉体とダイスシステムとの相互作用などを、直接的に、理論解析し、被加工材の変形機構を記述し、混合過程に及ぼす種々の材料学的因子ならびに力学的因子を理論的に考察した。
(4)セラミックスと金属シース材料からなる複合線材化に関する制御破砕成形プロセスを検討し、(i)破砕プロセスによってセラミック破砕粒と金属粒子とが均一に混合されること、(ii)A1インサートによりシース金属による劣化はなくなること、などを解明した。
MAにより微細混合されたサンプルを衝撃反応プロセシングに用い、新しい固相反応プロセシングの可能性ならびに高速機械的混合に及ぼす初期微細状態の影響を評価した。
以上、金属間化合物-セラミック複合化をはじめとして、新しいインターマテリアルズを固相状態でプロセシングの基礎を考究した。

Research Products

• [Publications] 立澤清彦・相澤龍彦・木原諄二: "Cu-Ag系の高速メカニカルアロイング" 伸銅技術研究会誌. 33. 62-63 (1994)
• [Publications] T.Aizawa,K.Tatsuzawa,J.Kihara: "Flexible Control of High Speed Mechanical Alloying for Bulk Amorphous Materials" PROC.Powder Metallurgy Warld Congress PM94. 3. 1337-1340 (1994)
• [Publications] T.Aizawa,J.Kihara: "Nano-Cryotallization by High Speed Mechanical Alloying" Proc.Powder Metallurgy World Congress PM94. 3. 1357-1360 (1994)
• [Publications] 相澤龍彦: "高融点金属アルミナイドの衝撃反応プロセシング" 日本金属学会誌. 34. 46-54 (1995)
• [Publications] T.Aizawa,J.Kihara,D.Benson: "Nontraditional Mechanical Alloying by the Controlled Plastic Deformation,Flow and Fracture processed" J.Institute of Metals. 59. (1995)
• [Publications] T.Aizawa et al.: "Shock Reactive Processing for Direct Synthesis of Refractory Metal Aluminides from Elemental Powders" J.Faculty of Engineering The University of Tokyo. XL111. 51-102 (1995)