| 研究課題/領域番号 |
07650845
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
材料加工・処理
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
谷口 滋次 大阪大学, 工学部, 助教授 (50029196)
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| 研究期間 (年度) |
1995 – 1996
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| 研究課題ステータス |
完了 (1996年度)
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| 配分額 *注記 |
2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
1996年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
1995年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
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| キーワード | チタンアルミ / 高温酸化 / 合金元素 / アルミナスケール / 金属間化合物 |
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| 研究概要 |
TiAlに0〜5.2% (mass %、以下同様)のHfを添加した試料および0.2%のZrを添加した試料について、純酸素中における等温酸化試験および室温〜1300 Kの範囲で繰り返し酸化試験を行った。熱重量法による速度論的挙動の把握およびX線回折、走査電子顕微鏡観察、EPMA分析などを用いた酸化生成物の組織学的性状調査より、次の結果が得られた。1200 Kおよび1300 Kの酸化では、0.24%Hfの添加は殆どAl_2O_3から成るスケールを形成し、優れた耐酸化性をもたらす。しかし、Hfの添加量を増すと、1200 Kでは無添加の試料より酸化増量が上がり、1300 Kでは酸化増量は徐々に上がり、5.2%Hfの添加では無添加の試料と同等となった。0.24%Hfを添加した試料でも、1350 Kでは効果は小さくなり、1400 Kでは逆転した。0.2%Zrの添加は、0.24%Hfの添加と同様に耐酸化性を非常に向上させたが、1350 K以上では効果が小さくなる。0.24%Hfの添加と0.2%Zrの添加は、ともに繰り返し酸化において、少なくとも100サイクル(360 ks)以上スケールの剥離を起こさず、優れた耐酸化性をもたらすことがわかった。
次に、Ti_3AlおよびTi_3Al-21%Nbを純酸素中、Ar-21vol.%O_2中およびN_2-21vol.%O_2中、1100 K、1200 Kおよび1300 Kで等温酸化した。上と同様の実験と調査により次の結果が得られた。酸化雰囲気中の窒素はTi_3Alの酸化速度を少し下げる。これはTiの一部が窒化物を形成し、そのためAl_2O_3の割合の高いスケールが形成されるためである。Ti_3Al-21%Nbでは、スケールと下地の界面近傍にTiNの層が形成され、その下でAl_2O_3が濃化し、酸化速度を下げることがわかった。
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