2015 Fiscal Year Annual Research Report
革新的特性を有するホウ化物系超高温セラミックスの創製
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15H04163
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
目 義雄 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能材料研究拠点, 特命研究員 (00354217)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
VASYLKIV Oleg 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能材料研究拠点, 主任研究員 (00469785)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | ホウカ物セラミックス / 複合材料 / 配向体 / 共晶組織 / 力学特性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
Zr(Hf))B2－SiC系配向体を次の手法で作製した。Zr(Hf))B2およびSiC粉末をPEIを適量添加することにより、30vol%固体量のサスペンションを調整し、強磁場中（１２T）でスリップキャストした。CIP処理後、パルス通電加圧焼結により、緻密な焼結体を作製した。
ZrB2-SiC 系の破壊靱性値向上のためBN添加を試み、30vol%BN添加まで上昇に、その値は5.3±0.2 MPam1/2であった。強度は、5vol％BN添加まで上昇し（602 MPa）、その後減少した。また、HfB2-SiCおよび5 vol%WCを添加した系において、HPにより緻密焼結体を作製し、曲げ強度を測定した。焼結中に原料粉末表面の酸化物が除去されることを熱力学的考察から明らかにし,1600℃においても強度は、WC未添加系で389MPa、添加系で658MPaと大きな値を示した。特に、WC添加系では、(Hf,W)B2, (Hf,W)C およびWB が析出し大きな高温強度を示すと解釈された。
TiB2-TaC 、TiB2-NbC 、B4C-TaB2、B4C-VB2系において、パルス通電加圧加熱により共晶組織を作製し、系統的に組織と力学特性の関係を検討した。10 wt% TaC-TiB2の室温および1600℃の曲げ強度は、それぞれ533 MPa 、480 MPaであった。NbC-TiB2 系では、 2000℃、5分間のパルス通電加熱により、(Nb,Ti) carbideと(Ti,Nb) B2の2相組織が得られ30 wt% NbC-TiB2において、優れた硬度 (24 GPa) と破壊靱性値(6.8 MPa m1/2)が得られた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
TiB2-TaC 、TiB2-NbC 、B4C-TaB2、B4C-VB2共晶系において、従来の一方方向凝固ではなく、短時間のパルス通電加熱焼結により共晶組織が得られ、室温および1600℃という高温でも高い強度を示すことが実証された。
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| Strategy for Future Research Activity |
磁場中成形により作製した配向体と従来法の無配向体との比較、HIPとパルス通電焼結の焼結法の違いによる組織と力学特性の関係の把握。また、TiB2-（Ta,Nb,V)B2系およびB4C-（Ta、Nb,V)B2系共晶組織と力学特性などの関係の検討を進める。
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[Presentation] O. Vasylkiv, H. Borodianska, Y. Sakka, Demirskyi Dmytro : “Growing larger: Scaling up during spark plasma sintering of high temperature ceramics2016
Author(s)
O. Vasylkiv, H. Borodianska, Y. Sakka, Demirskyi Dmytro
Organizer
O. Vasylkiv, H. Borodianska, Y. Sakka, Demirskyi Dmytro : “Growing larger: Scaling up during spark plasma sintering of high temperature ceramics
Place of Presentation
Tomar, Portugal
Year and Date
2016-03-06 – 2016-03-11
Int'l Joint Research
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