| 研究課題/領域番号 |
03452253
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| 研究種目 |
一般研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
金属材料
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
花田 修治 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (10005960)
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| 研究分担者 |
吉見 享祐 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (80230803)
斎藤 栄 (斉藤 栄) 東北大学, 金属材料研究所, 助教授 (40134035)
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| 研究期間 (年度) |
1991 – 1993
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| 研究課題ステータス |
完了 (1993年度)
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| 配分額 *注記 |
7,500千円 (直接経費: 7,500千円)
1993年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
1992年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
1991年度: 4,700千円 (直接経費: 4,700千円)
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| キーワード | 金属間化合物 / 複合材料 / 超塑性 / 恒温鍛造 / 界面反応 / 界面強度 / 複合側 / Ni_3Al / 複合則 / 接合 |
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| 研究概要 |
前年度までの研究により、W繊維強化複合材料のマトリックスとしてB添加したNi-rich Ni_3Alが最適であることが明らかにされているので、モデル複合材料W/B添加Ni_<3->Alを作製し、引張特性の評価を行った。
複合材料はB添加Ni_3Alの超塑性変形条件下で恒温鍛造により作製された。Ni_3Al再結晶板よりもNi_3Al加工板を用いてW繊維をサンドウィッチし超塑性恒温鍛造を行うと健全な複合材料が作製できる。作製のままでは界面に反応相は認められない。しかし、SEM/EDXの分析結果によると、WとNiの相互拡散が十分に進行しており、高い界面強強度が示唆される。
複合材料の室温における応力-ひずみ曲線にはセレーションが現れ、部分的にW繊維がへき開破壊により切断される。破面には繊維のpull-outが観察されないことから、繊維とマトリックスの界面強度が高いことが分かる。
高温における複合材料の変形および破壊挙動はマトリックス単体のそれに強く依存する。降伏応力は全温度範囲(室温〜1323K)で複合材料の方が高いが、特に低温側(室温〜973K)および高温側(1273K以上)で複合化の効果が顕著に現れる(強度上昇は1.5〜2倍)。中間温度域(1073〜1173K)ではマトリックスが脆性的な粒界破壊を起こすため複合材料も脆性的になる。
低温側(例えば873K)での引張強度は複合側から計算される値より低い。これはBのW/Ni_3Al界面への偏析によりマトリックス内の粒界におけるB偏析量が減少するためと解釈される。高温側(1323K)での引張強度は複合から計算される値とよく一致する。
作製したW/B添加Ni-rich Ni_3Al複合材料は1323Kまでの高温で優れた強度を示すことが明らかにされた。しかし、1373K以上では保持中に界面反応相W_3Niおよびカーケンドルボイドが生成し、強度が低下する。
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