| 研究課題/領域番号 |
06650970
|
|---|
| 研究種目 |
一般研究(C)
|
| 配分区分 | 補助金 |
|---|
| 研究分野 |
無機工業化学
|
|---|
| 研究機関 | 龍谷大学 |
|---|
研究代表者 |
大柳 満之 龍谷大学, 理工学部, 講師 (30213888)
|
|---|
| 研究分担者 |
小泉 光恵 龍谷大学, 理工学部, 教授 (80029826)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
1994 – 1995
|
| 研究課題ステータス |
完了 (1995年度)
|
| 配分額 *注記 |
2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
1995年度: 300千円 (直接経費: 300千円)
1994年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
|
|---|
| キーワード | 燃焼合成 / 炭化チタン / 金属間化合物 / 複合材料 / 動的圧縮 / 非平衡 |
|---|
| 研究概要 |
反応物のうち少なくとも一つが固体であるような燃焼反応では、固体火災からの残留物が、高温セラミクッス、金属間化合物、複合材料などの工業的にも重要な材料となる。固体燃焼反応は、一般に大きい熱量放出を伴う。充分に大きい発熱反応では、燃焼先端の迅速伝播を維持することができるので、着火後の外部エネルギーを必要としない。この省エネルギー型材料合成プロセスは、燃焼合成法と呼ばれている。このプロセスでは、燃焼反応とほぼ同時に化合物の構造化が進行するので短時間に材料合成が行われるが、生成物が粉体か多孔質体となり、構造材料となるためにはさらなる緻密化プロセスを必要とする。従来研究では、ホットプレスやHIPのような長時間プロセスが緻密化のために併用されてきた。本研究では、燃焼合成法の長所である短時間プロセスの特徴を失うことなく緻密化を行うために、燃焼合成反応とそれに続く粒状固体圧媒を介した高速圧縮の併用プロセスを検討した。
燃焼合成により作製する物質系は、従来から研究蓄積のあるチタンの炭化物系である。例えば、チタンと炭素及びアルミニウムの混合圧粉体を固体圧力媒体である鋳物砂などの内部に包理し、炭素リボンシートの発熱抵抗体への通電により反応物に着火して、燃焼合成反応を誘起させる。反応直後に圧力媒体である鋳物砂への迅速な圧力印加により、試料に擬等方的な動的圧縮を与える。反応は燃焼合成装置内を圧媒体で満たし、その内部で行う。圧力印加は、自動油圧システムを用いて、50〜150MPaの圧力で行う。反応にともなう温度上昇プロフィールと圧縮にともなう印加圧力プロフィールを高速サンプリング型メモリーレコーダによって追跡、コンピュータ内にデータを蓄積した。コンピュータ内に収録した反応-圧縮時の温度・印加圧力プロフィールから、圧縮時の反応温度、温度上昇から圧力印加までの時間及び加圧時間を解析した。実験に先立ち、系の反応温度や溶融率の計算などを断熱系で予測、原料成分比と緻密化を促進する溶融分率と実際の生成物かさ密度の相関を検討した。また、得られた生成物相、組織および機械的性質を調べた。
本研究で動的圧縮に用いたプレスの絶対圧は約10tであるため、粒状固体圧媒中での燃焼合成/瞬間緻密化プロセスによるセラミックス単相の緻密化はあまり促進されることはなく、密度約70%の生成物しか得られなかった。しかし、セラミックスと金属(金属間化合物を含む)複合系では、密度100%に近い生成物を得ることができた。TiC-Ni、TiC-TiAl等はその良い例である。
|
