| 研究課題/領域番号 |
05452296
|
|---|
| 研究機関 | 早稲田大学 |
|---|
研究代表者 |
南雲 道彦 早稲田大学, 理工学部, 教授 (40208062)
|
|---|
| 研究分担者 |
鈴木 達 早稲田大学, 理工学部, 助手 (50267407)
弘津 禎彦 大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (70016525)
|
|---|
| キーワード | メカニカルアロイング / メカノケミストリー / 反応ミリング / 固相反応 / 複合材料 / 金属間化合物 / ナノ結晶 / 超塑性 |
|---|
| 研究概要 |
1.ミリングにおける反応過程:前年度にTiとヘプタンとの反応においてhcp構造のTiにfccの反応中間体が生成すること見出したが、同様な現象をZr-ヘプタン系について明らかにした。この際、反応量はヘプタンとの接触に先立ってZrに与えた加工量に伴って増加し、ミリングが反応を活性化すること、また反応の進行はhcp構造の積層欠陥をまず水素が、次いで炭素が安定化することを明らかにした。一方、bcc構造であるNbではまず水素化物が生成し、次いでそれが炭化物に変化する。
2.生成粉の焼結性:ヘプタンとの反応によって二次凝集した粉末粒子径は、Ti-Al系で約10μm,Ti-Si_3N_4系で約1μmと反応前に比べて約一桁細粒化される。その結果として焼結性は従来の金属間化合物あるいはセラミックスに比べて著しく改善され、とくにHIP処理によって安定な焼結密度が得られることを確認した。
3.ミクロ構造解析:Ti-Al-ヘプタン系から得られる複合体の組織は約200nmのほぼ等軸な微細結晶粒であり、TiAlとTi_4Al_2C_2は均一に分散している。一方、Ti-Si_3N_4系ではTiNとTi硅化物が約100nmのほぼ等軸な微細結晶粒として分散しているが、Ti_5Si_3は粒粗大化を起こしやすい。また、ミリングで混入するFe不純物はTi_5Si_3中にとりこまれる。
4.焼結試料の組織制御と機械的性質:焼結試料について高温引張り試験を行ない、TiAl-Ti_4Al_2C_2系では1000℃で400%TiN-Ti_5Si_3では1500℃で約100%の伸びを得た。歪み速度を変えた実験から変形応力の歪み速度指数m値は約0.3であり、超塑性現象が現れていることを確認した。この際、TiN-Ti_5Si_3では変形中にやや粒粗大化が進行する。また、高温強度を低下させるTiSi_2はTi配合比を増加させることによって除去できることを明らかにした。
|
