セラミックスおよびサーメットの超塑性変形と加工

1993 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 04555168
• 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)
• 研究分担者: 西山 昭雄 三菱マテリアル(株), 中央研究所, 室長
• キーワード: 超塑性 / 高温変形 / セラミックス / ジルコニア / アルミナ / サーメット

研究概要

セラミックスの超塑性については以下に示すようないくつかの知見を得ることができた。
(1)高温変形中の粒成長の抑制が、多くの場合セラミックスの変形応力の低下をもたらし、延性の改善をひき起す。例えば、微細結晶粒アルミナ中にスピネル相を分散させると結晶粒成長が著しく抑制され、延性も顕著に改善される。
(2)微細結晶粒組織が安定であっても、変形応力が高く延性改善につながらない系もある。Al_2O_3-ZrO_2系はその代表例であり、この系では粒界すべりが極めて困難であると解釈された。
(3)粒界ガラス相の存在は、一般に変形応力の低下をもたらすが、必ずしも延性の改善につながらない。適度の粘性をもったガラス相は、高温延性の飛躍的な向上をもたらす。TZPにSiO_2を添加した系がその一例であり、この系については1400℃で1000%以上の伸びが達成された。
サーメット系については、今年度は主としてTiC-Ni基合金の高温変形特性を調べた。この系の高温変形能はMo_2Cの添加によって著しく改善されることが分った。また、TiC-Mo_2C-Niの変形応力とひずみ速度の関係はS字曲線で与えられ、律速機構の異なる3つの領域に分れることが示された。この傾向は我々が昨年度明らかにしたWC-Co系合金についての結果と類似している。

研究成果

• [文献書誌] T.Sakuma: "Micrograin superplasticity in ceramics" Proc.1st Pacific Rim Int.Conf.on Advanced Materials and Processing. 881-886 (1993)
• [文献書誌] T.Sakuma,Y.Yoshizawa and K.Okada: "High-temperature plastic flow and cavitation in fine-grained ceramics" Creep and Fracture of Engineering Materials and Structures. 305-314 (1993)
• [文献書誌] Y.Yoshizawa and T.Sakuma: "High temperature deformation in fine grained alumina" Proc.the 7th JIM Int.Symp.on Aspects of High Temperature Deformation and Fracture. 463-469 (1993)
• [文献書誌] I.C.Lee and T.Sakuma: "Microstructural aspects on the high-temperature plastic flow in WC-Co alloys" Proc.the 7th JIM Int.Symp.on Aspects of High Temperature Deformation and Fracture. 417-423 (1993)
• [文献書誌] T.Sakuma,Y.Yoshizawa and K.Okada: "Superplasticity in tetragonal zirconia polycrystal" Ann.Chim.,Fr.,. 18. 361-367 (1993)
• [文献書誌] 佐久間健人,岡田一樹: "微細結晶粒セラミックスの高温変形" 鉄と鋼. 79. N576-N582 (1993)