超高温用金属間化合物の新しい低温製造プロセスの開発と組織制御

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07555228
• Section: 試験
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 丸山 俊夫 東京工業大学, 工学部, 教授 (20114895)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小林 久理真 静岡理工科大学, 物質科学科, 助教授 (40288402) ; 南口 誠 東京工業大学, 工学部, 助手 (90272666) ; 須佐 匡裕 東京工業大学, 工学部, 助教授 (90187691)
• Keywords: 金属間化合物 / Mo(Si,Al)_2 / ディップコーティング / 液相反応焼結

Research Abstract

MoをSi飽和Al融体に浸けると,Mo表面にMo(Si,Al)_2が生成する.このような合成法はディップ法と呼ばれ,低温で金属間化合物を被覆する方法として期待されている.上記のMo(Si,Al)_2のディップ法における反応成長機構を組織観察とGaによるトレーサー実験により検討した.ディップ法によるMo(Si,Al)_2は成長方向に平行な針状組織で,その径は約0.2μmであった.また,X線回折からディップしたMo(Si,Al)_2は成長方向に対し(301)面が配向していることがわかった.また,XRDによる格子定数の測定およびEPMAによる組成分析からディップ法によるMo(Si,Al)_2はAl-Si融体を含んでいる可能性が高いことがわかった.
あらかじめディップにより作成したMo(Si,Al)_2をGaを含むAl-Si融体にディップした結果,融体側からGa濃度が減少する濃度勾配が観察され,その濃度分布にはかなりムラがあることがわかった.このGaは固溶したものではなく,Mo(Si,Al)_2皮膜中にある融体のGaが検出されたものと考えられる.Ga濃度のムラは皮膜中のクラックなど,融体の多い部分を測定したものと考えられる.
以上の結果から,皮膜中の微細な細孔を融体が移動し,反応界面であるMo/Mo(Si,Al)_2界面にAlおよびSiを供給している可能性が高いことがわかった.
さらに,Mo(Si,Al)_2の低温焼成法として,Mo,Si,Alを出発原料に液相反応焼結を試みた.800℃の焼結では,Mo(Si,Al)_2とMo_5Si_3が得られるが,十分な強度を有するには至らなかった.1000℃の実験ではMo(Si,Al)_2とMo_5Si_3が得られた.800℃に比較すると,固化が進んでいるものの表面にクラックが観察された.また,いずれの焼結でもポーラスな組織であることがわかった.