| 研究課題/領域番号 |
09650782
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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 | 横浜国立大学 |
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研究代表者 |
吉原 美知子 横浜国立大学, 工学部, 助手 (70111705)
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| 研究期間 (年度) |
1997 – 1998
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| 研究課題ステータス |
完了 (1998年度)
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| 配分額 *注記 |
2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
1998年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
1997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 / TiAl / 低圧酸化 / アルミナ形成 / 酸素固溶 / Z相 / 皮膜安定性 |
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| 研究概要 |
金属間化合物TiAlは大気中ではAl_2O_3の連続性が少なく、TiO_2の混合した酸化皮膜を形成し著しく酸化されるが、これを10^3Pa程度の低酸素分圧下で熱処理すると、表面に連続したAl_2O_3皮膜が形成され、耐酸化性は大きく改善される。この機構を明らかにするため、酸素固溶度の高い純Tiの低圧酸化と比較しながら、熱天秤による連続酸化挙動の観察および低圧酸化後の生成相に関するX線回折を行った。その結果、低圧酸化後の試料ではTi-Al系の状態図にはないが最近その存在が報告されているZ相に相当する回折線が観察され、Al欠乏層として酸素固溶度の高い相が形成されることが明らかとなった。すなわち、TiAlを低酸素分圧下で酸化するとAl_2O_3の生成に伴い、Al欠乏相としてZ相が形成され、ここに酸素は多量に固溶されるため、TiO_2の生成が阻止されるものと考えられる。また、低圧下では窒化物が生成せず、これも連続したAl_2O_3層の形成を容易にしているものと思われる。この結果はAl欠乏相として酸素固溶度の高い相は形成されない高Al濃度の金属間化合物、TiAl_2およびTiAl_3の場合には低酸素分圧下熱処理による耐酸化性改善効果は認められないことからも確認された。
また、低酸素熱処理後の試料表面にビッカース微小硬度計を利用し、50g〜1kgの荷重で圧痕をつけ、SEM観察した結果、圧痕内には亀裂が見られるが、周辺への影響はなく、皮膜はかなり安定であると推測された。さらに、このような圧痕のある試料を繰返し酸化した場合でも耐酸化性改善効果は圧痕のない場合とほとんど差はなく、皮膜は外部からの損傷に対して安定であることを確認した。これは圧痕部では外部から加えられた変形により表面付近に転位が導入され、Al_2O_3が生成しやすくなり、酸化皮膜の修復機能が働くためと推測される。
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