| 研究概要 |
銅粒子の表面にアルミナ微粒子を均一に固定化した複合粒子を凝集させることで粒子内部にアルミナ微粒子を包含する複合粒子を高速楕円ローター型粉体混合機で調製する精密微細混合処理について検討を行った。混合容器内に複合化媒体としてジルコニアビーズを添加し,粒子に加わる外力を幅広く変化させた。処理中に粒子に作用する正味の圧縮エネルギーを明らかにするために,銅粒子のみを種々の操作条件下で処理し,変形した銅粒子のひずみ量から圧縮エネルギーを推算し,装置の操作条件との関係を明らかにした。さらに,ビーズの挙動を離散要素解析することで,装置から粒子へのエネルギー伝達効率を明らかにした。これらの知見を利用することで,操作条件,すなわち試料に加えられるエネルギーを制御することによって目的とする形態の複合粒子を得ることができた。また,複合化処理および複合粒子の圧縮成形におけるアルミナ微粒子の配置の変化をモデル計算によって解析した。これによって,微粒子が均一に分散している状態から不均一な繰り返し構造となる状態まで幅広く制御することが可能となり,成形体材料の物性の定量的な制御が可能となった。
他方,射出成型用鉄粉を回転貫入型粉体レオメータで剪断試験を行い摩擦係数を測定したところ,その溶融射出特性との関連性を見いだした。さらに,鉄粉を高速楕円ローター型粉体混合機で表面改質を行ったところ,摩擦特性は著しく変化し,粒子の表面状態を制御することで成形性が向上することが示された。
繊維を含む材料の開発と評価では,繊維と粉体との相互作用ならびにその成形体中での骨格構造の特徴を抽出することを目的として材料試験器を試作した。これにより,原料となる粉体および繊維の微妙な物性変化と成形体の物性との関係を明らかにするとともに,含繊維粉体混合物の造粒体およびその成形体の最適な形態とこれらを得る際の装置の最適操作条件を決定した。
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