高速遠心成形マイクロ波焼成によるネットシェイプ超高強度ファインセラミックスの作製

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08555036
• Research Institution: HIROSHIMA UNIVERSITY
• Principal Investigator: 黒木 英憲 広島大学, 工学部, 教授 (80037853)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐治 他三郎 富士電波工業(株), 研究開発部, 部長 ; 田島 俊造 広島大学, 学校教育学部, 助教授 (40136130)
• Keywords: 遠心形成 / 高強度 / アルミナ / サブミクロン / ネットシェイプ / マイクロ波焼成 / 曲げ強さ

Research Abstract

田島らの考案した高速遠心成形法によるアルミナは,低温かつ短時間で焼成が完了し,均質な組織と優れた強度を持つ.そこで本研究では,焼成方法の改善による焼成体の機械的特性の更なる向上を目指して,新しい焼成方法として佐治らによって提案されている28MHzマイクロ波誘電加熱炉を使用した遠心成形アルミナの焼成を試みた.
以下に結果を示す.
1.安定に加熱することが出来る試料の設置方法並びに加熱プログラムを見いだした.これによって,非常に高い加熱速度で(従来の10倍)かつ,ほとんど温度匂配の無いままに加熱することが出来るようになった.
2.試料自体が直接に発熱するマイクロ波焼成においては,真空中における焼成が容易であることが見いだされた.さらに,真空中の焼成によって今までにない優れた特性を持った焼成体が得られることが確認された.
3.真空中におけるマイクロ波焼成では,従来の焼成方法に比べて約50K低い温度で十分に緻密化することが見いだされた.さらに,これにより同じ密度でも,より結晶粒径の細かい焼成体を得ることができるようになった.
4.上記の焼成法によって得られた焼成体は,4点曲げにおいて1140MPaの強度(3点曲げ換算で約1360MPa)を持っていることが確認された.これは今までに報告されたアルミナの強度としては,世界最高の値である.さらに,ビッカース硬さも,従来の焼成体に比べて約50MPa高い値が得られた.
5.破壊靱性値に関しては,従来の焼成方法による焼成体に比べて特に改善はされなかった.
6.以上より,本研究によって高速遠心形成マイクロ波焼成によるネットシェイプ超高強度ファインセラミックスの作製が可能なことが証明された.