| 研究課題/領域番号 |
05650677
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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 |
構造・機能材料
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
堀田 善治 九州大学, 工学部, 助教授 (20173643)
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| 研究分担者 |
田 文懐 九州大学, 工学部, 助手 (50223631)
佐野 毅 九州大学, 工学部, 助手 (70037810)
根本 実 九州大学, 工学部, 教授 (90005265)
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| 研究期間 (年度) |
1993 – 1994
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| 研究課題ステータス |
完了 (1994年度)
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| 配分額 *注記 |
2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
1994年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
1993年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
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| キーワード | 金属間化合物 / 脆性材料 / 分析電子顕微鏡 / 相互拡散係数 / 格子占有率 / 引張り試験 / せん断試験 / ALCHEMI法 / 析出強化 / 透過電子顕微鏡 / 整合性 |
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| 研究概要 |
金属間化合物やセラミックスのような固くて脆い材料の伸び変形特性を内部組織の変化と対応して系統的に調べるために、通常の曲げ試験の原理が利用できるせん断双ひずみ(double-shear)試験法の改善を試みた。また、分析電子顕微鏡を用いて、Ni_3AlやNi_3Geの高温変形特性に重要な相互拡散係数の測定をするとともに、Ni_3Al、NiAl、TiAl中の添加元素の占有挙動を調べ、延性改善の可能性を探った。得られた成果を以下に要約する。
1.直径3mm長さ11mmの丸棒試験片が利用できるせん断双ひずみ試験治具の試作を行った。純AlおよびAl-5%Mg合金で作製した同寸法のせん断双ひずみ試験片を用いて試作治具の有効性を検討した結果、通常の引張り試験と同じ結果が得られることが確認された。
2.Ni_3AlおよびNi_3Gaの高温変形特性評価に重要な相互拡散係数、D、をNi/Ni_3AlとNi/Ni_3Ge拡散対から求めた結果、Dはアレニウス関係で表され、それぞれD_0=1.18x10^<-4>m^2/s,Q=276kJ/molおよびD_0=9.03x10^<-5>m^2/s,Q=248kJ/molが得られた。ただし、Ni/NiAl拡散対からNi_3AlのDを求めた場合、Janssenの報告と同様1桁程高い値が得られた。
3.Ni_3Alの延性改善に有効とされるMnやFeの置換型添加元素の占有挙動をALCHEMI法で求めた。いずれの元素もNi、Alの両サイトをほぼ等しく占有することが確認された。なお、本研究では従来考慮されていなかったDelocalizationの効果を著者らが独自に考案した不規則相を用いて補正した。
4.NiAlにFe、Ti、Pdを同時添加した場合の占有挙動を、それぞれ単独添加の場合と比較した。Tiの強いAlサイト占有傾向のため、FeはNiサイトを強制的に占有することになった。また、Pdは強いNiサイト占有傾向を示し、FeはAlサイトを強制的に占有した。なお、3元および4元系の合金における占有率決定は著者らの提案による式を用いた。
5.TiAlにMnを添加した場合、その収束電子線回折パターンを定量的に解析することにより、電荷分布が均一になり、共有結合性が弱められることが分かった。また、c/aが小さくなり多くのすべり系が活動しやすくなって延性改善に寄与することが示唆された。
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