2004 Fiscal Year Annual Research Report
| Project/Area Number |
14350348
|
|---|
| Research Institution | TOKYO INSTITUTE OF TECHNOLOGY |
|---|
Principal Investigator |
若井 史博 東京工業大学, 応用セラミックス研究所, 教授 (30293062)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
赤津 隆 東京工業大学, 応用セラミックス研究所, 講師 (40231807)
篠田 豊 東京工業大学, 応用セラミックス研究所, 助手 (30323843)
|
|---|
| Keywords | ナノ結晶材料 / 超塑性 / 窒化ケイ素 |
|---|
| Research Abstract |
1.窒化ケイ素系ナノ複合材料の開発と超塑性特性の検討
共有結合性結晶である窒化ケイ素は強固な原子間力のため、優れた強度、耐熱性、靭性をもつセラミックスであるが、脆性材料であり、加工が困難である。高温でナノ結晶材料が巨大な伸びを示す超塑性が窒化ケイ素でも発見されたことによって、超塑性利用成形加工技術の可能性が出現したが、変形速度が10^<-5>-10^-4 s^<-1>と極めて遅く、実用化のためには加工速度の高速化が強く望まれている。本年度は、結晶粒径がナノメートルスケールである窒化ケイ素系ナノ複合材料を開発し、その超塑性変形特性を調べることによって、窒化ケイ素における高速超塑性の可能性を検討した。
アモルファス・窒化ケイ素(Si_3N_4)粉末と金属チタン(Ti)との混合粉末をメカニカルアロイングして得られたSi-Ti-N系アモルファス粉末に、焼結助剤としてイットリアとアルミナを添加し、高温熱間静水圧成形(HIP)することによって窒化ケイ素-窒化チタン(TiN)-Si_2N_2Oのナノ複合材料を製造した。材料は微細な等軸粒組織からなり、平均粒径は96nmであった。ナノ複合材料は1600℃において1X10^<-2>s^<-1>以上のひずみ速度で圧縮変形が可能であり、従来に比べて10〜100倍の高速化が達成された。また、ナノ複合材料は1300℃でも巨大な変形を示し、従来の窒化ケイ素系材料に比べて、200〜300℃低温での超塑性加工が可能となった。
|
