| 研究概要 |
NiO,CoO,Cu_2Oの酸化物粉末とTi粉末の置換反応による複合材料の製造をまず検討した.NiOまたはCoOとTiの反応では,1000℃,25時間の反応で,微細に複合化したNiまたはCoとTiO_2のサーメットを作製することができた.用いた反応前のTi試料は50〜100μmの粒径であったが,反応の進行に伴って微細化し,数μmのオーダーで金属と酸化物が網目状に入り混じった組織が得られた.Cu_2OとTiの反応では,圧粉後,600〜800℃でテルミット反応を起こし,融解した.テルミット反応を防止するために,反応に関与しない物質として粒径0.1μmの粉末を添加して試料を作製し反応させた.2wt.%以上添加するとテルミット反応を防止することができた.ZrO_2の添加量が少ないほど焼結性がよく,30wt.%以上添加すると緻密なものは得られなかった.得られた組織はCuとTiO_2が三次元的に微細に入り混じった網目状組織をしており,ZrO_2はCu相内の粒界に存在していた.ついで,金属と酸化物の混合比が反応後の組織に及ぼす影響をCu_2OとFeの反応で調べた.この時生じる反応はCu_2O+Fe=2Cu+FeOおよび4Cu_2O+3Fe=8Cu+Fe_3O_4の2種類があり,Fe/Cu_2O比が高いほど生成物中のFeOの比率が高かった.
以上の結果を踏まえて,非常に微細に複合化するNiO粉末とTi粉末の置換反応で,生成した複合組織の気孔率の制御を,反応温度1000〜1200℃,成形圧力0.5〜2t/cm^2の範囲で検討した.気孔率は,反応温度が同じ場合には,成形時の圧力に比例して低くなり,同じ成形圧力では,反応温度が高いほど気孔率は低下し,緻密になった.また,反応温度より低い温度で予備焼鈍を行うと,より緻密なものが得られた.ただし,反応温度が1200℃以上になるとTiO_2相が粗大化した.しかし,NiO粉末に微粒のCr_2O_3を添加すると,反応速度を低下させ,粗大化を防止することができた.
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