接合による傾斜材料の製造に関する研究

• 研究課題/領域番号: 09650751
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 複合材料・物性
• 研究機関: 近畿大学
• 研究代表者: 炭本 治喜 (1999) 近畿大学, 理工学部, 教授 (40088422); 中村 幸吉 (1997-1998) 近畿大学, 理工学部, 教授 (80088343)
• 研究分担者: 中村 幸吉 近畿大学, 名誉教授 (80088343) ; 冨田 義弘 (富田 義弘) 近畿大学, 理工学部, 助手 (70298991) ; 木口 昭二 近畿大学, 理工学部, 助教授 (30288948) ; 炭本 治喜 近畿大学, 理工学部, 教授 (40088422)
• 研究期間 (年度): 1997 – 1999
• 研究課題ステータス: 完了 (1999年度)
• 配分額: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円); 1999年度: 200千円 (直接経費: 200千円); 1998年度: 300千円 (直接経費: 300千円); 1997年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
• キーワード: 傾斜材料 / 接合 / セラミックス / 鋳鉄 / アルミニウム / 中間層

研究概要

これまでに、イメージ炉を導入して試料の試作を行い、均熱帯,昇温条件,降温条件などのデータを採取することで、実験条件の確立を行った。試作実験の結果、中間層にAl薄膜を用いた鋳鉄とセラミックスの接合実験で、接合試料が得られた。しかし、反応面が不均一であり、界面には脆弱な金属間化合物が大量に生成し、接合強度を低下させていることがわかった。そこで、試料へ常時加圧を行うことで反応面の均一化,反応性の向上を図り、さらに、Al中間層の厚みを薄くし、低温下での実験を行った。この結果、加圧力,保持温度,中間層の厚みに最適な条件があり、加圧力10MPaの条件で高い接合強度が得られた。しかし、金属間化合物の生成は抑制できたものの、Al薄膜とアルミナセラミックは完全に接合できなかった。
昨年度は、Al薄膜とセラミックスのみの接合を行い、この接合条件を定めることで、鋳鉄とセラミックスのさらなる強化を試みた。これによりAl薄膜とセラミックスとの最適な接合条件を得ることが出来た。
これらの結果を踏まえ、Al薄膜とセラミックスを接合した後、鋳鉄と接合させるなどの検討を行うことで高い接合強度が得られ、新しい傾斜機能材料を得ることが出来た。
今後、さらに傾斜機能化、ハイブリッド化を図るため、供試材や中間層を替えるなど検討を行っていく。