2015 Fiscal Year Annual Research Report
高強度TiB2-Al3Tiナノ複合材の作製と特性調査
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25420739
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| Research Institution | Ube National College of Technology |
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Principal Investigator |
吉田 政司 宇部工業高等専門学校, 機械工学科, 教授 (10370024)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
徳永 敦士 宇部工業高等専門学校, 機械工学科, 准教授 (20609797)
徳永 仁夫 宇部工業高等専門学校, 機械工学科, 准教授 (70435460)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | TiB2 / Al3Ti / 複合材 / ビッカース硬度 / 曲げ強度 / 破壊靭性値 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
市販されている粒径２ミクロンのTiB2粉末をボールミリングにより粉砕することで、TiB2粉末の微細化を試みた。粉砕用のボールと容器にジルコニアとアルミナの２通りを用いてTiB2の粉砕を試みたが、TiB2は微細化されずに、逆に、ジルコニアあるいはアルミナが粉砕され、TiB2粉末に大量に混入することがわかった。
次に、TiとBの反応を制御することで、微細TiB2の作製を試みた。Tiと硼素を直接反応させると、600度以上で、急激に反応が進み、反応熱によって高温になり、TiB2が、粒径５ミクロン以上の粗大粒に成長することがわかった。一方、あらかじめAlとTiを反応させてAlTi2を作製し、粉砕した後、硼素粉末を加えて1300度で焼結することによってAl3TiまたはAlTi中に粒径が0.2ミクロン以下の微細なTiB2が分散した複合材が作製できることがわかった。
市販されている粒径２ミクロンのTiB2を、AlTi2と硼素を、焼結助剤として、1300度で焼結させることで、TiB2の体積割合が90%以上で、緻密なAlTi-TiB2複合材が作製できた。微細TiB2分散AlTi-TiB2複合材において、ビッカース硬度２５００Hv、曲げ強度７００MPaが達成できた。ビッカース痕のSEM観察により、き裂の観察を行った結果、破壊靭性値は１０MPa･m1/2以上であることが確認できた。一方、Al3Ti-TiB2複合材では、ビッカース硬度は２０００Hv,曲げ強度は３００MPaであり、AlTi-TiB2複合材より特性が劣ることがわかった。
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