| 研究課題/領域番号 |
16K06803
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
材料加工・組織制御工学
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| 研究機関 | 宇部工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
吉田 政司 宇部工業高等専門学校, 機械工学科, 教授 (10370024)
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| 研究分担者 |
新田 悠二 宇部工業高等専門学校, 機械工学科, 助教 (20762222)
徳永 仁夫 鹿児島工業高等専門学校, 機械工学科, 准教授 (70435460)
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| 研究協力者 |
松冨 宏治
白石 秀夫
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | 焼結 / 粒成長 / 強度 / 硬度 / ビッカース硬度 / 破壊靭性値 / 曲げ強度 / 高強度材料 / 高硬度材料 / 高温強度 / 曲げ試験 / 破壊靭性 / 放電プラズマ焼結 / ナノ複合材 / TiB2 |
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| 研究成果の概要 |
TiB2にFeAlを添加して放電プラズマ法によって焼結し特性評価を行った。FeAlを30mass%以上添加した場合1373Kで、10から20mass%添加した場合には1673K以上で、FeAlを添加しない場合には1773K以上で焼結することで緻密な焼結体が得られた。FeAlを10mass％添加して1573Kで焼結することで、曲げ強度1000MPa、ビッカース硬度2700Hvの高強度高硬度材料が得られた。一方、FeAlを加えない場合には曲げ強度の最高値は600MPaであった。SEM観察によって、FeAlを添加した試料でTiB2の粒成長が抑制されることがわかった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究ではTiB2が粒成長する温度より低い温度で、FeAlが溶融してTiB2の焼結を促進し、かつFeAlがTiB2の表面を覆うことでTiB2の粒成長を抑制することが明らかになった。このような現象が報告されたことはなく、TiB2のような高融点の難焼結材料の高強度焼結体を作成する指針を与えるものである。
高強度高硬度材料として超硬合金（WC-Co）が実用化されているが、本研究で開発されたTiB2-FeAl複合体は、強度、硬度で超硬合金をしのぐ特性を持っており、また、超硬合金がWとCoの希少金属を用いているのに対してTiB2-FeAlは希少金属を全く用いていないため、実用的価値が高い。
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