ホットダイナミックコンパクション技術を利用したダイヤモンド関連物質バルク体の創製

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12555201
• Research Institution: Kumamoto University
• Principal Investigator: 外本 和幸 熊本大学, 衝撃・極限環境研究センター, 助教授 (70199462)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 氏本 泰弘 旭化成(株), 化薬研究所, 主幹研究員 ; 藤田 昌大 崇城大学, 工学部, 教授 (20040389) ; 伊東 繁 熊本大学, 衝撃・極限環境研究センター, 教授 (80069567)
• Keywords: 粉末成形 / ダイナミックコンパクション / ダイヤモンド / 高温衝撃成形 / ダイヤモンド関連物質

Research Abstract

本年度は、従来より高温の加熱環境を得ることを目標として、また新しく設置された衝撃・極限環境研究センターの爆発実験施設内で使用可能な装置を得ることを目標として、新型の高温衝撃負荷装置の開発とその性能評価を行った。到達可能温度は最高1500℃を目標とし、発熱体、粉末容器、熱電対などを、全てこの温度対応のものに変更した。また、従来は鋼製粉末容器について毎回の爆発実験ごとに新しいものを使用していたので、これを繰り返し使用可能なように、セラミックス製の粉末容器部分のみを交換するような設計に変更した。到達温度は1300℃程度までの良好な回収実験が可能であった。
予備実験としては、B_4C, TiB_2など、ダイヤモンド関連物質に次ぐ硬さを有するといわれる超硬材料粉末の衝撃成形を行い、1000℃の高温環境下で試料は良好に回収され、力学特性にも優れるようなバルク体を回収することに成功した。さらにこれまで実施できなかった1250〜1300℃程度で行ったダイヤモンド関連物質粉末の衝撃成形実験では、一部の試料(1250℃の実験)において回収実験に成形した。ただし成形体の硬度はかなり低く、良好な力学特性を持つものとはいえなかった。この試料に対するX線回折実験の結果からグラファイトの存在が確認され、グラファイト化の進行が力学特性を低下させたものと思われた。また、X線回折ピーク幅の広がりから推定された材料内の格子ひずみは0.2〜0.4%とかなり高く、1100℃で得られた結果(0.1%)よりかなり激しく変形による繊密化は行われていると考えられた。さらに最適な衝撃成形条件を探ることを目指して、実験を行いたいと考えている。より高温に過熱する実験では、バルク化は困難であるものの、B-C-N固溶体をはじめとする衝撃反応生成物に関して研究を進めたいと考えている。

Research Products

• [Publications] 外本 和幸 他: "The Use of High-Temperature Shock Consolidation Technique for Making Various Novel Bulk Materials"Proc. THERMEC'2000, CD-ROM, A3. 1-6 (2001)
• [Publications] 外本 和幸 他: "高温衝撃圧縮法によるダイヤモンド関連物質粉末の固化成形"第9回機械材料・材料加工技術講演会講演論文集. No.01-26. 101-102 (2001)