2014 Fiscal Year Annual Research Report
界面設計による革新的結晶粒微細化剤の開発と発現機構解明
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24560909
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
渡邉 義見 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50231014)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐藤 尚 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50402649)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 鋳造 / 異質核 / 結晶粒微細化 / 金属間化合物 / ガスアトマイズ法 / 不整合度 / 放電プラズマ焼結 / アーク溶解 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ガスアトマイズ法により球状粉末状，アーク溶解法によりバルク状Al22Fe3Ti8を作製した．アーク溶解法では，アーク溶解まま材の時，母相中に多くの第2相が観察された．均質化処理により，第2相の完全な消滅には至らないものの，第2相の減少が確認された．また，ガスアトマイズ法によっても，L12構造を有するAl22Fe3Ti8球状粉末が作製できた．
続いて，Al22Fe3Ti8粉末を用いて放電プラズマ焼結法によりAl-Al22Fe3Ti8微細化剤を作製した．両微細化剤においてAl母相中に粉末状のAl22Fe3Ti8粒子が観察され，これらの間に明確な界面が観察できた．Al母相とAl22Fe3Ti8粒子が未反応の状態で焼結が完了しており，体積率10%のAl22Fe3Ti8粒子を有する微細化剤が作製できた．
Al-Al22Fe3Ti8微細化剤を用いて鋳造実験を行った．微細化剤を添加しないで作製したAl鋳造材では，等軸晶や柱状晶を有する通常の凝固組織が観察された．一方，微細化剤を添加して作製したAl鋳造材では，ほぼ均一に微細化した組織であることが確認できた．ガスアトマイズ法およびアーク溶解法によるAl22Fe3Ti8を用いた微細化剤は，共に保持時間を600秒として作製したAl鋳造材の組織が最も微細であった．また，保持時間600秒以降で平均結晶粒径が大きくなっていおり、フェーディング現象が生じた．ガスアトマイズ法によるAl22Fe3Ti8を用いた微細化剤とアーク溶解法によるAl22Fe3Ti8を用いた微細化剤を比較すると，前者の微細化剤の方が，平均結晶粒径の値は小さくなった．これは，Al22Fe3Ti8粒子の第二相に起因していると考えられる．アーク溶解後に敢えて均質化処理を施さず，第二相が存在するAl5CuTi2粒子を用いて微細化剤を作製し，微細化能を調査したところ，微細化能が低下することがわかった．ハンマーで試料を粉砕する際，試料内の第2相を起点として割れ，粒子の表層に第2相が多く現れるため，微細化能が低下したと結論できる．
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