2006 Fiscal Year Annual Research Report
ナノ制御粒界相を有する高温高硬度材料の作製及び産業分野への応用のための基礎的研究
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15560588
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| Research Institution | Tokai University |
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Principal Investigator |
松下 純一 東海大学, 工学部, 教授 (50281746)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
新原 晧一 長岡技術科学大学, 工学研究科, 教授 (40005939)
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| Keywords | ホウ化ケイ素 / ナノコンポジット / ホウ化物 / 高温材料 / 硬度 / 粒界 / 焼結 / 焼結体 |
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| Research Abstract |
1000℃以上で、硬度の低下が認められないあるいは低下が少ない優れた硬質セラミック材料の開発をめざし昨年度に引き続き研究を行った。すなわち、ナノメートルオーダーで粒界相を最適に制御したホウ化物系コンポジットの作製を行い、得られた材料の産業分野への応用展開に関する研究を目的とした。
本年度は、SiB_6の高温特性挙動を比較検討する目的で、Si-B-Cの3元系セラミックスの合成およびホウ化物のTaB_2セラミックスの高温酸化特性を調べた。Si-BおよびSi-B-CにB_4Cを添加し、1400℃で2時間、アルゴンガス中で合成を行い、合成試料を得た。
得られた試料のビッカース硬度を調べた結果、B_4Cを未添加の試料のビッカース硬度は、13GPaの値を示した。B4Cを1mass%添加した試料は、15GPa、B_4Cを5mass%添加した試料は、最大値の20GPaを示し、B_4Cを10mass%添加した試料は、18GPaの値を示した。
試料の成分同定はX線回折法により測定した。試料表面の状態は、走査型電子顕微鏡を用いて観察を行った。X線回折分析の結果、SiおよびBの他に、SiB_6と考えられる回折ピークを強く認めた。この結果から、SiとBが反応してSiB_6相を生成したものと考えられる。
さらに、TaB_2試料の酸化特性を調べるために高温酸化実験を行った。大気中、600℃まで、良好な耐酸化性を示したが、それ以上の酸化温度条件では、TaB_2相がTa_2O_5相へ変化し、Taの酸化物が生成することが明らかになり、SiB_6の耐酸化特性の優位性を認めることができた。
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