再利用・リサイクル型鉄アルミナイド基多元系複合材料の創製とその材料特性

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11650706
• Research Institution: TOHOKU UNIVERSITY
• Principal Investigator: 吉見 享祐 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (80230803)
• Keywords: 鉄 / アルミニウム / 金属間化合物 / 原子空孔 / リサイクル / 環境

Research Abstract

1. 空孔クラスタリングによるFeAl金属間化合物のメソポーラス化
急冷凝固法によって作製したB2型金属間化合物FeAlのリボンを450℃付近で熱処理を行うことによって、表面にならびにリボン内部に数十ナノメーターの大きさの微細なポアーが多量に生成することを見出した。走査型、透過型各電子顕微鏡、原子間力顕微鏡を用いて、ポアーの結晶学的形態を明らかにしたほか、熱分析法によって空孔クラスタリングに関するエネルギー論的解釈を与えた。
2. リサイクルFe-Al合金の組織と高温酸化特性
ベアリング作製時に排出される高炭素クロム軸受鋼の研削スラッジと、廃アルミニウム缶のペレットを用いて、Fe-Al基合金を熔製した。熔製後の組織を観察し構成相の同定を行うと共に、1400℃までの高温酸化特性を調査し、鉄、アルミニウムスクラップ材の再利用の可能性を検討した。その結果、ニ元系Fe-Al金属間化合物と同等の、極めて優れた高温耐酸化性がリサイクルFe-Al合金でも得られ、スクラップ利用により付加価値の高い合金の作製が可能であることを示した。
3. アルミナイドおよびシリサイドの機械的性質に対する理論的考察
上記のFe-Al基合金の力学特性に解釈を与えるために、FeAlならびにFe_3Siに対して転位の弾性的安定性を調査し、キンク対とジョグ対の安定性と変形機構について検討を行った。さらに、これら金属間化合物の破壊抵抗力を予測するために半経験的モデルを提案し、これまでに報告されている実験データとの比較から、この半経験的モデルが金属間化合物相の破壊抵抗力を予測するのに有効であることを示した。

Research Products

• [Publications] 吉見享祐: "地球環境とエントロピーと金属材料科学"月刊うちゅう. 17・11. 4-10 (2001)
• [Publications] 吉見享祐: "材料の循環機能とPoint Defect Engineering"バウンダリー. 16・9. 4-5 (2000)
• [Publications] M.H.Yoo, K.Yoshimi: "An empirical model for ideal work of adhesion : transition-metal aluminides and silicides"Intermetallics. 8・9-11. 1215-1224 (2000)
• [Publications] M.H.Yoo, K.Yoshimi, S.Hanada: "Dislocation stability and deformation mechanisms of iron aluminides and silicide"Acta materialia. 47・13. 3579-3588 (1999)