複合超微粒子の生成系内固相反応による非平衡相バルク材の形成

1989 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 63460197
• Research Institution: Toyohashi University of Technology
• Principal Investigator: 梅本 実 豊橋技術科学大学, 工学部, 助教授 (90111921)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 福本 昌宏 豊橋技術科学大学, 工学部, 助手 (80173368) ; 岡根 功 豊橋技術科学大学, 工学部, 教授 (80169127)
• Keywords: 超微粒子 / 超微細結晶粒 / プラズマパウダ-法 / 焼結 / 金属 / 粒成長 / 銅 / ニッケル

Research Abstract

本年度はNiおよびCu超微粒子をプラズマパウダ-法により作製し、焼結挙動の観察と焼結体の特性評価を行った。得られた主な結果は次の通りである。
1.Ni超微粒子の粒径に対する製造条件の影響を調べたところ、容器の内圧が低くなる(100→35kPa)程又原料粉の送給速度が小さくなる(0.18→0.08g/s)程粒径は小さく(50→23nm)なった。
2.Ni超微粒子の粒径分布は製造条件によらず対数正規分布に従い幾何標準偏差は1.8〜2.1の間であった。
3.Ni超微粒子の焼結密度は同じ焼結温度では加圧下での方が無加圧のものより高く、同じ焼結密度が得られる焼結温度は加圧下(300MPa)の方が200k高かった。又完全緻密体が得られた焼結温度は加圧、無加圧でそれぞれ500、673kであった。
4.Ni超微粒子焼結体の硬さは焼結の進行とともに増加し、粒成長とともに減少した。加圧焼結では完全緻密体が得られたときの粒径は56nmであり、硬さは500Hvにも達した。この硬さは溶製材の70Hvの約7倍であった。
5.Ni超微粒子焼結体の硬さは焼結の-1/2乗に比例しており、ホ-ルペッチの関係を溝たしていた。
6.Cu超微粒子は300MPaの加圧下では423kで、又無加圧下では673kで最高密度の焼結体となった。
7.Cu超微粒子焼結体の硬さは423kでの300MPa加圧焼結の時240Hvの最高値を示した。これは溶製材の約4倍の硬さであった。
8.Cu超微粒子焼結体のTEM観察の結果、焼結は373kあたりから始まり、粒成長は573kで始まることが明らかとなった。