ジルコニアセラミックスの相平衡と相変態

1992 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 04453055
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 佐久間 健人 東京大学, 工学部, 教授 (50005500)
• キーワード: ジルコニア / 相変態 / 相転移 / 微構造 / スピノーダル分解

研究概要

研究代表者は、7年前にジルコニアセラミックスの立方晶-正方晶(c-t)転移が2次相転移の性格を有していることを示した。ところが、この解釈は従来のジルコニアセラミックスの微細組織形成に関する理解を根底からくつがえすものであったため、一般に広く受け入れられるには至らなかった。ところが、その後の研究の進展と研究代表者を含むグループによる熱力学的解析がなされるに至って状況は徐々に変化しつつあり、従来の一般的理解を見直そうという気運が生まれつつある。このような状況の変化の中で、今年度は研究代表者が2つの国際会議に招かれて招待講演を行った。そのうちのひとつは、第5回ジルコニア国際会議であり、オーストラリアのメルボルン市で開催されたものである。この会議では、研究代表者の最大の論争相手である米国のHever教授も新しい解釈の妥当性を認め、初めて論争に接点を見出すことができた。この意味で、研究代表者にとっては今年度は実りのある年となった。
今年度得られた実験的成果は、c-t相転移におよぼす3価の陽イオンの寸法効果を見出したことである。1991年に研究代表者がスエーデンのHillert教授とともに公表した解析は、ジルコニアと原子価の異なる陽イオン添加による立方晶安定化作用は、1次近似として電気的中性条件を維持するために導入される酸素イオン空孔に起因するものであることを明らかにしたものである。今年度、ジルコニアに種々の陽イオンを添加した材料の相平衡と微細組織を詳細に検討した結果、主たる要因である酸素イオン空孔の作用に加えて、陽イオン寸法の作用があることを見出すことができた。この結果の一部は、すでに米国モンテレー市で開催されたマルテンサイト変態国際会議に公表した。

研究成果

• [文献書誌] T.Sakuma and Y.Yoshizawa: "The grain grouth of zirconia during annealing in the cubic/tetragonal two-phase region" Mater,Sci.Forum. 94-96. 125-130 (1992)
• [文献書誌] T.Sakuma: "Heat treatment and Microstructure of portially-stabilized zirconia" “Heat and Surface '92"Ed,by I.Tamura The Jpn,Soc,Heat Treatment. 235-240 (1992)
• [文献書誌] K.Miyazawa,K.Suzuki and T.Sakuma: "HREM observation of domain boundaries in tetragonal zirconia" Philos.Mag,.
• [文献書誌] T.Sakuma,T.Seki and T.Yamamoto: "The diffusionless cubic-to-tetragonal transition in ZvO_2-R_2O_3(R:rave earths)" ICOMAT '92 国際会議報告.
• [文献書誌] T.Sakuma: "The cubic-to-tetragonal transformation in Zirconia alloys" 第5回 ジルコニア国際会議報告.