2011 Fiscal Year Annual Research Report
表面傾斜微細孔組織を利用した傾斜接合材料創製プロセスの開発
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22656173
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
田中 敏宏 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (10179773)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
勝山 茂 大阪大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (00224478)
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| Keywords | 酸化還元 / 表面微細孔 / 水熱反応 |
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| Research Abstract |
本研究は、金属表面を空気中で酸化して、表面の極近傍(100ミクロン程度)に酸化物層を作製し、続いてH_2を含むガス雰囲気を利用してこれらの酸化物層を還元し、金属基板表面に微細孔層を形成させる手法に基づいている。この際得られた微細孔は互いに繋がっているため、試料の一端に基板とは互いに溶解しにくい液体金属を接触させると、この液体は、これらの表面微細孔層に浸透し、濡れ広がる。本研究では、この手法で得られる表面微細孔組織中の穴の大きさ分布に傾斜を持たせる手法を検討するとともに、得られた表面微細孔層とセラミックスとの接合等を行うものである。今年度は、基板をFeとし、各種条件・で得られた表面微細孔層に多成分系酸化物であるスラグを塗布し、水熱条件下にて、反応させた。その結果、スラグは微細孔内に浸透するとともに、化合物を形成し、表面微細孔を有するFe基板と化合物層の接合に成功した。水熱反応を利用したのは、酸化物層を金属基板に塗布した後、セラミックスで通常用いる高温焼結温度まで昇温すると事前に作製した表面微細孔層の孔が焼結により消滅するためである。水熱反応は水環境下であるが、200℃から350℃程度の温度で反応を生じさせることができるため、金属基板表面の微細孔組織中の孔を保ったまま、酸化物と金属基板との接合を行うことができる。これら一連の実験により、表面微細孔層を持つ金属基板と酸化物との接合が可能性あることが明らかとなった。なお、上記の実験の遂行にあたり、スラグやガラスの水熱反応ならびに水熱反応後物質の加熱あるいはマイクロ波による発泡性(微細孔構造材料)についても併行して検討を行い、最適水熱条件の設定等の知見を得た。
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