2023 Fiscal Year Annual Research Report
積層クラッドを用いたアルミナイドとシリサイドの形成に及ぼす異種金属箔の影響の解明
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21K03762
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| Research Institution | Matsue National College of Technology |
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Principal Investigator |
新野邊 幸市 松江工業高等専門学校, 機械工学科, 教授 (20342545)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 高融点材料 / シリサイド / モリブデン / 表面処理 / 熱処理 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
Siを構成元素とするシリサイドは耐酸化性や高温強度に優れている。本研究では異種金属箔をインサート材として用い、積層クラッドを利用した被覆および製造プロセスを考案した。2枚の基材板と1枚のSi板、さらに2枚の異種金属箔を用意して、基材板/異種金属箔/Si板/異種金属箔/基材板の順に積層して、所定の温度域で加熱する。異種金属箔を用いず、基材板/Si板/基材板の順に積層した場合、Siの融点である1400℃程度に加熱してSiを溶融させる必要がある。しかしながら、異種金属箔を含めると、溶融温度が低下することが期待できる。
幾つかの合金系を調査したところ、Niを異種金属箔としてMo系シリサイドを製造すると、シリサイドがMo基材に密着して生成することが分かった。そこで、Niを異種金属箔として、Mo系シリサイドの製造に及ぼす加熱条件の影響を調査した。市販のMo板、Si板、Ni箔をMo/Ni/Si/Ni/Moの順に積層した。比較材として、Mo/Si/Moの順で積層したMo-Si 2元系試料、Ni/Si/Niの順で積層したNi-Si 2元系試料を用意した。
Mo-Si 2元系試料を1410℃で加熱したところ、Siが溶融してMo基材との反応によりシリサイド層が生成した。シリサイド層は2相から構成され、元素分析の結果、主たる第1相はMoSi2、Mo基材境界に生成した第2相はMo5Si3であると判定ができた。Ni-Si 2元系試料を950℃で加熱したところ、Ni2Siを主たる構成相とした被覆層が生成した。Ni箔を含む3元系試料を1000℃で加熱したところ、微細粒子が連結した被覆層が生成した。被覆層はMoを20at%以上含むことから、1000℃でMo基材が反応することが分かった。
3か年の研究期間において、異種金属箔を用いたアルミナイドとシリサイドの製造を試み、形成過程を解明することができた。
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