| 研究課題/領域番号 |
04239103
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| 研究種目 |
重点領域研究
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究機関 | 北海道大学 (1993)
東京工業大学 (1992) |
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研究代表者 |
鈴木 朝夫 北海道大学, 工学部, 教授 (80016782)
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| 研究分担者 |
毛利 哲夫 北海道大学, 工学部, 助教授 (20182157)
森永 正彦 名古屋大学, 工学部, 教授 (50126950)
中山 豊 大阪府立大学, 工学部, 教授 (90081364)
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| 研究期間 (年度) |
1992 – 1994
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| キーワード | 結晶構造の制御 / 相安定性 / DV-Xα法 / 構造マップ / Al_3Ti / クラスター変分法 / CoAl / 熱伝導率 |
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| 研究概要 |
本研究の目的は、金属間化合物の実用化に必須な常温延性の付与と高温強度の増強なる課題を、結晶構造の相安定性、結晶構造の制御の観点から、実験的(鈴木・中山グループ)ならび理論的(森永・毛利グループ)に検討することである.この課題の達成の為に採用した戦略は、(1)格子レベルにおける結晶構造の変換と、(2)内部組織レベルにおける複相化(多相化)に大別し得る.(1)の結晶構造の変換とは、すべり系の自由度を増大させる為に、第3元素の添加によってより高い対称性の構造を安定化させる試みである.分子軌道法(DV-Xα法)を用いて広範な金属間化合物を対象に、各種の第3元素を添加したときに安定化される相(結晶構造)を、結合次数とd軌道エネルギーレベルで構成される構造マップ中に特定する為のモデル化ならびに計算を行った.実験例としては軽量耐熱材料の有力候補であるAl_3Tiを対象としたが、Al原子の一部をCrやMnを始め多くの添加元素で置換することでD0_<22>構造からLl_2構造に変換させ得ることを見い出し、さらに高Cr、高Mnを含むAl_3Ti基金属間化合物では鋳造クラックや熱処理過程でのポア生成の抑制により、常温延性の付与に成功した.(2)については、多元系状態図が不明瞭であることに鑑み、正確な状態図情報の確立をはかる為にクラスター変分法や経路確立法による非経験的な理論計算と、液相温度の決定や反応スキームの実験を行った.そして、Ll_2構造を有するNi_3Al中にB2構造を有するNiBeを複相化することにより常温で曲げ延性の改善に成功した.また、CoAl基の金属間化合物に対して、TiやNiを添加した4元系において、Ll_2構造を有するCo_3Ti-Ni_3Alにおいて大きな延性と高い強度が付与され得ることを見い出した.
高温材料の実用化に必須な熱伝導率の基礎データの測定と系統化も行った.
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