新規評価法に立脚するアルミナ焼結体の破壊源形成原因の直接的解明と強度変動抑止

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11305045
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Research Institution: Nagaoka University of Technology
• Principal Investigator: 植松 敬三 長岡技術科学大学, 工学部, 教授 (00110726)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 内田 希 長岡技術科学大学, 工学部, 助教授 (00193897)
• Keywords: 評価法 / アルミナ / 焼結体 / セラミックス / 破壊源 / 製造法 / 特性 / 成形体

Research Abstract

本申請者の開発した新規評価法が、セラミックス製造時の破壊源やその形成過程を具体的に解析する能力を有することに着目し、まずこれを駆使してアルミナセラミックス製造プロセスにおける破壊源形成過程を追跡してその生成原因を解明し、次に破壊源が強度特性に及ぼす影響を直接的に検証して強度変動の原因を解明し、さらにまた破壊源形成防止法を提案して、セラミックス製造工学の革新に資することを目的に、アルミナセラミックスの加圧成形による製造を対象に研究を行った。本年度は原料粉体の評価と製造プロセス前半段階に重点をおいて検討した。
原料粉体の構造評価では粉体のSEM写真を画像解析により詳細に検討した。極微量の粗大粒子を新規方法で評価した。粒子はアスペクト比1.5程度で、やや延伸した形状をもつこと、また粗大粒子を3000ppm程度含むことを明らかにした。
スラリー中の粉体粒子分散状態の評価では、粉体のスラリー内部での粉体粒子の凝集状態と分散剤濃度の間の関係を調ベ、それらの間に明確な関係があることを明らかにした。
噴霧乾燥による粉体顆粒の調製と評価では、種々の分散状態のスラリーを噴霧乾燥機で乾燥させて顆粒を調製した。乾燥空気の温度と風量、ディスク回転数、およびスラリー供給速度等が顆粒構造に著しい影響を及ぼし、また圧縮性や変形性等の特性に大きな影響を及ぼすことを明らかにした。
焼結体の調製とその構造評価では、成形体の大形欠陥が焼結時に成長することを直接的に示した。