ファインセラミックスの微構造と機械的・熱的特性に及ぼすメカノケミカル効果

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06453090
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 斎藤 文良 東北大学, 素材工学研究所, 教授 (10007198)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 吉澤 友一 東北大学, 素材工学研究所, 助手 (00200973) ; 葛西 栄輝 東北大学, 素材工学研究所, 助教授 (50134044)
• Keywords: ファインセラミックス / メカノケミカル効果 / 微製造 / 機械的特性 / 熱的特性

Research Abstract

標記研究課題に対し、平成6年度に実施した研究は以下の通りである。
(1)粉砕過程における原料粉体の結晶構造と粉体物性変化
原料粉体として、アルミナ、シリカ、タルクあるいはカオリナイト等を用い、ファインセラミックス(アルミナ、シリカ、ムライト、コ-デエライト、フォルステライトなど)の組成に合致するように混合・調合し、これをボールミル(低エネルギー型粉砕機)及び遊星ミル(高エネルギー型粉砕機)により粉砕した。これより、粉砕産物の粒径、比表面積等の粉体物性を測定すると共に、X線回折パターンを求め、粉砕工程と原料の結晶構造変化や粉体物性との関連性を明らかにした。
(2)原料粉体の均一化及び焼結体の組成と粉砕工程との関連
混合粉砕による原料粉体相互の微視的均一化の度合いをエネルギー分散型スペクトル(EDS)分析により定量的に評価すると共に、粉砕産物から焼結体を作成し、焼結体の微構造や微視的組成についても高分解能電子顕微鏡およびEDS分析により評価し、粉砕工程と原料粉体の組成の均一化及び焼結体微構造との関連性を明確にした。
(3)焼結体の常温における機械的曲げ強度及び熱膨張係数と粉砕工程との関連
常温において、焼結体の3点曲げ試験を行い、強度値と原料粉体に対する粉砕工程との関連性を明らかにした。また、同様に、石英を標準物質として、約1000℃までの範囲における焼結体の熱膨張係数を測定し、測定値と粉砕工程との関連性を明確にした。
以上の研究成果を踏まえ、次年度(平成7年度)は、焼結体の機械的強度と熱膨張係数の測定を重点的に実施し、特に、前者については、高温度でのデータの蓄積を行う予定である。これらの成果を総合して、原料に発現するメカノケミカル効果が、どのように焼結体特性に影響するかを定量的に評価し、ファインセラミックス製造プロセスへの活用のための最適化設計指針を得る予定である。