ミクロ領域に生じる衝撃誘起反応熱を利用するクラックフリーバルク体の衝撃粉末成形法

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15360391
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 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): 友重 竜一 崇城大学, 工学部, 助教授 (90258640) ; 伊東 繁 熊本大学, 衝撃・極限環境研究センター, 教授 (80069567) ; 藤田 昌大 崇城大学, 工学部, 教授 (20040389)
• Keywords: 粉末成形 / 衝撃圧縮 / クラックフリーバルク体 / 爆発加工 / 衝撃波 / 衝撃誘起反応熱

Research Abstract

本年度は、主に回収実験のための新しい装置の設計と、得られた材料組織・特性の解析について中心に研究を行った。ここではまず、Al-SiCp複合材料についてバルク化の可能性を検討したが、従来用いられてきた収束断面を有する水中衝撃波発生装置ではなく、収束断面とせず平行断面で圧力の収束効果を期待しない装置を考案して実験を行った。この装置を用いることで、水層の厚さを変化させることで圧力値をコントロールでき、均一な圧力発生状況が得られることが知られた。対象材料(主に変形する軟相)も軟らかいことから、成形の状況も良好でクラックのない均質な成形体が得られた。得られた成形体は力学特性も良好で、曲げ試験などによっても塑性変形を示すような良好な粒子間接合が得られることが知られた。ただしこの場合、粒子間の反応はミクロなレベル(光学顕微鏡レベル)では生じていなかった。さらに温度コントロールして衝撃圧縮する装置を試作し、いくつかの粉末混合体について回収実験を行ったが、実験回数が限られるため良好な実験条件を把握するには至らなかった。この点は今後の検討課題となった。回収された材料組織は、空隙の多い組織となり、急激な反応熱の発生とそれに伴う溶融が生じているものと思われた。今後は、この反応熱を如何にコントロールするかが重要なポイントになることが示唆された。この点は、熱(温度)履歴と衝撃圧力履歴の関係のコントロールが良好な成形状態を得る鍵となることを意味している。

Research Products

• [Publications] 李 政錫ほか: "水中衝撃波を用いるAl基複合材料の創製"平成15年度塑性加工春季講演会講演論文集. 181-182 (2003)
• [Publications] 李 政錫ほか: "各種複合材料の衝撃粉末成形法に関する研究"第54回塑性加工連合講演会講演論文集. 283-284 (2003)
• [Publications] Hokamoto, Kazuyuki et al.: "Al-SiCp Composites by Underwater Shock Compression"Materials Science Forum. 437-438. 169-172 (2003)
• [Publications] Raghukandan, K. et al.: "An investigation on underwater shock consolidated carbon fiber reinforced Al Composites"Journal of Materials Processing Technology. 134. 329-337 (2003)
• [Publications] Raghukandan, K. et al.: "Microstructural Characteristics of Underwater Shock Consolidated Aluminum Composites"Journal of Materials Science and Technology. 19-4. 341-345 (2003)