Rh基およびIr基超高温用金属間化合物の機械的性質

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09875163
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 寺田 芳弘 東京工業大学, 工学部, 助手 (40250485)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 毛利 哲夫 北海道大学, 工学研究科, 教授 (20182157)
• Keywords: 金属間化合物 / 高融点金属 / 化学量論組成 / 熱伝導率 / 熱膨張係数 / ビッカース硬度 / 降伏強度 / 靱性

Research Abstract

超高温での使用に耐えられる新材料として、Rh基およびIr基金属間化合物が有望である。Rh基およびIr基金属間化合物Rh_3X,Ir_3Xは、構成元素XをTi,Zr,Hf,V,NbおよびTaとした時にL1_2型の結晶構造を示す。計12種類のRh_3XおよびIr_3Xの物理的、機械的性質を広範に調査し、超高温構造用材料として有望な化合物をまず選定した。そして、全化合物の特性を明らかにした上で、選ばれた化合物について集中的にその機械的性質の調査を行い、十分な成果を得ることができた。なお、本研究において検討を行ったパラメータは、物理的性質では熱伝導率と熱膨張係数、機械的性質では硬さ、圧縮強度および靭性である。
結果1:Rh_3XおよびIr_3Xはいずれも、代表的なL1_2型金属間化合物であるNi_3Alに比べ熱伝導率が大きく、熱膨張係数は小さい。これらの特性は超高温構造用材料にとって適切である。熱伝導率では、Rh_3NbとIr_3Nbが100Wm_<-1>K_<-1>以上と大きく、熱膨張係数では、Rh_3Xはいずれも約10×10_<-6> K_<-1>、Ir_3Xはいずれも約8×10_<-6> K-1となる。結果2:Rh_3XはXをTi,Zr,HfおよびVとした時に高強度、高靭性を有する。これに対し、Ir_3XはRh_3Xに比べ全体的に低強度、低靭性である。超高温構造用材料として適した化合物としてRh_3Ti,Rh_3Zr,Rh_3HfおよびRh_3Vが有望である。結果3:加工の容易なRh_3Nbについて強度の温度依存性を調査した。その結果、強度の正の温度依存性が1000K付近で認められる。Ni_3AlなどのL1_2型金属間化合物と同様、Rh_3Xにおいても変形中にKear-Wilsdorf機構がはたらくことが推察される。

Research Products

• [Publications] R.Nino: "Phase Diagram of Ni_3V-Co_3V Pseudobinary system" J.Phase Equil.20. 29-34 (1999)
• [Publications] Y.Terada: "A Method for Seeking High Thermal Conductivity Compounds" Intermetallics. 6. 479-485 (1998)
• [Publications] Y.Terada: "Thermal Conductivity of Ni_3X and Pt_3X in Ordered and Disordereed States" Mater.Sci.Eng.A239-240. 907-914 (1997)
• [Publications] Y.Terada: "Thermal Conductivity in Intemetallic Compounds" Proc.3rd Pacific Rim Int.Conf.on Adv.Mat.Proc.2431-2436 (1998)
• [Publications] 大久保 賢二: "レーザーフラッシュ法による熱伝導率測定における最適計測条件" 熱処理. 38. 316-321 (1998)
• [Publications] Y.Terada: "Effects of Ternary Additions on Thermal Conductivity of NiAl" Intermetallics. (発表予定).
• [Publications] Y.Terada: "Thermal Conductivity in Pt-based Alloys" J.Alloys Comp. (発表予定).