2014 Fiscal Year Research-status Report
多積層したクラッド箔の発熱を利用したアルミナイドの創製ならびに被覆と接合への適用
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25820016
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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, 准教授 (20342545)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 金属間化合物 / アルミナイド / 反応拡散 / クラッド / 熱処理 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
Ni-Al系およびFe-Al系アルミナイド系金属間化合物は、規則的な結晶構造と含有するAlに起因して高温強度や耐酸化性に優れ、次世代の軽量耐熱材料もしくは、既存の耐熱材料の被覆材としての適用が注目されている。本研究では積層クラッドと熱処理を用いた、アルミナイドの製造プロセスを開発し、薄板状の試料を多数枚積層すれば、反応が促進することを見出した。そこで、H26年度は多積層クラッドを用いて金属材料に対する表面被覆を行った。
被覆層の原材料には厚さ0.05mmの純Ni板と純Al板を使用し、基材には厚さ1.0mmの純Ni板を使用して、Ni板6枚とAl板5枚を交互に積層させ、厚さ1.0mmのNi板の上に載せた。熱処理の保持温度は1073Kから1473K、保持時間は5minから12hとした。この他、SUS430板と純Al板を多積層させた実験も行った。
保持時間5minでは、Al板はすべての加熱温度で消滅し、一方のNi板は残留した。1073KではNi板の両境界面にNi2Al3が生成し、加熱温度が上昇するとNiAlやDP層が成長した。1373Kと1473KではNi2Al3が消滅して、NiAlを主とした被覆層が形成した。保持時間1hでは、NiAlとDP層の成長が確認できたが、1373K以下ではNi板が残留した。Niとアルミナイドが交互に積層した形態を示し、構成相の種類とその厚さに変化が見られない。ところが、1473Kで1h加熱するとNi板が消滅し、層状に生成したアルミナイドが連結した組織形態に変化した。この場合、被覆層とNi基材間で拡散が生じ、Ni基材側にAlの固溶が見られた。Ni板が残留している場合は、Ni板とアルミナイドの間で反応拡散が起こり、濃度が均一になるように変化するが、Ni基材側の影響を受けていない。その後、Ni基材側と均一濃度の被覆層の間で反応拡散を起こすことが分かった。
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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
研究計画時の目標である被覆層の形成が認められたことから、研究は当初の目的を達成したと判断できる。さらに、被覆層の形成過程が2段階に分かれる新しい知見が得られ、今後に新しい研究成果が得られると期待できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
新しい知見を詳細に解明するために、アルミナイドの特定ならびに成長速度を求める追加実験を行い、より学術的なデータが得られるように研究を遂行する。
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| Causes of Carryover |
研究成果を報告した学会の開催地が、徳島県、愛知県、岡山県の3県で、当初予定よりも旅費が少ないことが要因と考える。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成27年度は福岡県、東京都で開催される学会で成果報告する予定であり、計画的な研究費の使用ができる。
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