表面活性化接合によるγ-Ni/β-NiA1系反応拡散の解析

• 研究課題/領域番号: 14750577
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 構造・機能材料
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 大石 敬一郎 九大, 工学(系)研究科(研究院), 助手 (70294890)
• 研究期間 (年度): 2002 – 2004
• 研究課題ステータス: 完了 (2003年度)
• 配分額: 3,000千円 (直接経費: 3,000千円); 2003年度: 600千円 (直接経費: 600千円); 2002年度: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
• キーワード: 表面活性化接合法 / 拡散対 / 接合温度 / 圧接力 / スパッタ処理 / 相成長 / 接合界面 / 方位像顕微鏡

研究概要

Ni-Al系合金について、表面活性化接合法により酸化物層および介在物のない健全な拡散対を作製し、接合界面および異相界面を光学顕微鏡や透過電子顕微鏡、方位像顕微鏡(OIM)により組織解析することを目的として実験を行った。そして、その方法により作製した拡散対を用い、EPMAや分析電子顕微鏡により濃度勾配を測定し、拡散接合対における拡散性、特に低温における異常拡散挙動について明らかにすることを第2の目的とした。最終的にはγ'-Ni3Al相の成長挙動と結晶方位関係、圧接力、表面清浄度などの諸因子との関係に対して統一的な理解を得ることである。
(1)表面活性化接合によりγ-Niとβ-Ni-45at%Alの拡散接合対を接合温度500℃、圧接力10〜20MPaで作製することができた。(2)その後、拡散熱処理を施した試料をOIMで結晶方位解析したところ、成長するγ'相は、母相γ相およびβ相いずれの相とも結晶方位関係を持たず成長することがわかった。(3)γ相とγ'相との拡散対では接合応力によりγ'相の成長形態および方位関係に違いが見られたが、γ相とβ相の拡散対では接合応力による影響は現れなかった。これはγ相とβ相の拡散対では、新しい相が拡散により形成される、いわゆる反応拡散であることから、圧接力よりも接合に用いた拡散対の合金組成、あるいは界面ミスフィットが関係していると考えられる。