2015 Fiscal Year Research-status Report
金属溶湯中で生じるデアロイング反応に及ぼす通電効果とナノポーラス構造制御への応用
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15K06478
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
和田 武 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (10431602)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
加藤 秀実 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (80323096)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | ナノポーラス金属 / デアロイング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
金属溶湯デアロイング反応に及ぼす通電の影響を明らかにするために、試料に電流を流しながらFeNi合金をMg溶湯中でデアロイング処理し、その形成組織や反応層厚さを観察した。しかし電流の大きさや向きによる、形成組織や反応層厚さへの明確な違いを確認することができなかった。この理由は、デアロイング反応の進行によって試料形状が変化して有効極電面積が大きくなってしまい、電流密度を大きく維持できていないためと考えた。
そこで、金属浴成分固体と前駆合金固体の拡散対を組み、固相反応させる、固相界面デアロイング反応を用いることとした。この方法であれば、試料形状が実験中に変化することがないため、電流密度を大きく一定に保つことができると考えられる。通電効果を調べる前に、無通電における固相界面デアロイング反応が生じるかどうかについて基礎的な研究を進めた。FeNi固体とMg固体を接触させ、420～460℃の範囲で熱処理を行ったところ、両者の界面にはMg2Ni相を母相とし、その内部にナノポーラスFeが生じており、Mg液体中と同様にデアロイング反応によってナノポーラス金属が生じることを確認した。また、ポーラス構造やデアロイング反応速度の温度・時間依存性を明らかにすることができた。更には、固相反応を用いたことによって、組織の粗大化を液相反応の場合に比べて格段に抑制でき、デアロイングの極初期段階における組織を初めて観察することに成功し、金属溶湯デアロイングにおける組織形成メカニズムを考察することができた。
このように、通電無しでの固相デアロイング反応を基礎的に理解することができたので、次年度からは固相デアロイング反応に通電を導入し、デアロイング反応や生成ポーラス金属の形態への通電効果を明らかにする。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の研究計画であった金属液体中でのデアロイング反応への通電効果の調査については、実験条件を統一する上で問題が生じたが、固相デアロイング反応を用いることでこの問題を解決できており、研究はおおむね順調に進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の研究計画であった金属液体中でのデアロイング反応への通電効果の調査については、実験条件を統一する上で問題が生じたが、固相デアロイング反応を用いることでこの問題を解決できた。また、金属液体中デアロイング反応でも固相デアロイング反応でも、同様のナノポーラス金属が生成するを確認できており、来年度以降は固相デアロイング反応に電流を導入することで、金属溶湯デアロイング反応における通電効果を明らかにする。
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