| 研究課題/領域番号 |
03650562
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| 研究種目 |
一般研究(C)
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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 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
新谷 光二 北海道大学, 工学部, 助教授 (80001204)
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| 研究期間 (年度) |
1991 – 1992
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| 研究課題ステータス |
完了 (1992年度)
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| 配分額 *注記 |
2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
1992年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
1991年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
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| キーワード | 金属・セラミック接合 / 窒化珪素 / 鉄 / コバルト / ニッケル / 金属・珪素固溶体 / 金属・珪素化合物 / 機械的・熱的物性 / 機械的熱的物性 |
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| 研究概要 |
本研究は、窒化珪素セラミックと金属の接合材料などの組織を健全に作製し、保持することを目的として、両者間の高温反応を解明し、界面に脆弱な組織を生成させない諸条件を明らかにした。
そのために、未だその物性が実測されていなかった諸種の反応生成物について、機械的強度、ヤング率、線熱膨張係数を測定した。ついで板状試料の金属(Fe、Co、Ni)/窒化珪素セラミック界面の反応層の観察の結果から、約1400K以下の温度ではNiは固溶体のみを生じ、また、1473Kの温度でも界面に少量の珪化物を形成するが、反応層のほとんどは固溶体相であることを明らかにした。このNiの固溶体相中のSiの濃度はほぼ均一であり、反応層の成長は直線側に従った。この反応の測度定数はK(ms^<-1>)=2.0×10^<-4>4exφ(-165KJmol^<-1>/RT)と求められた。一方,Feでは、1173Kにおいても珪化物相の生成が認められ、固溶体相のみを形成するためには、それ以下の温度条件を必要とすることが分った。しかし、Coでは窒化珪素との反応開始温度から珪化物が形成され、固溶体のみを形成することは不可能であった。これらの結果から、珪化物を作らず固溶体相のみを作るNiと窒化珪素セラミックとの接合が良いことが確認された。混合粉状試料からの遊離窒素の放出挙動からも純Ni/窒素珪素セラミックの反応は拡散律速ではなく、Niによる窒化珪素の分解反応が律速することが明らかになった。板状試料のNi基合金(Ni-Al、Ti、Cr)/窒化珪素界面にも、純系同様Niは固溶体のみを作った。この混合粉状試料からの遊離窒素の放出挙動から、合金元素による窒素珪素の分解反応の促進効果や潜状期の短縮効果が認められたが、多量に合金元素を含むと、珪化物や窒化物の生成を伴うこと、固溶体の形成に害があることも確認された。Ni金属薄片フィラーを用いて窒化珪素セラミックどうしの接合を行ったが、充分な強度を得るには到らなかった。
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