研究課題
Ni-Al系及びCo-Al系に出現するCsCl型のB2構造を有するβ相は、耐熱、耐酸化材料、形状記憶合金、制振材料、磁性材料、半導体基板材料、電極材料等の多機能を有する材料として魅力ある金属間化合物である。しかしながら、この化合物の脆さが実用化を推進するための最大の障害となっていた。本研究は、相平衡の情報に基づいた組織制御を用うことによって、新しい機能が期待させる高加工性β基合金の開発を目指すものである。今年度の結果は、以下の様にまとめられる。1、耐熱及び電極用合金:超耐熱材料の基本系であるNi-Al-Ti系に存在する、γ'、β、η及びホイスラ-相間への合金元素の分配挙動を明らかにし、Ni-Al-Fe-Ti系のβ+ホイスラ-相平衡を実験的に決定した。また、耐酸化性を熱天秤にて調査した結果、β+γ2相Ni-Al-Fe合金は、既存の超耐熱材料と比して格段優れた耐酸化性を有していることが判明した。この様な耐酸化性は、合金のアルミニウム濃度に依存することから、本合金中のアルミニウムや合金元素の拡散挙動を拡散対により研究した。その結果、β相中では、NiAlの化学量論組成付近で拡散の挙動が大きく変化することが分かった。2、形状記憶及び制振合金:Ni-Al-Mu系におけるマルテンサイト変態温度を熱分析により測定し、マルテンサイト相の安定性や構造をTEMにより明らかにした。その結果、Ni-Al-Mu系のマルテンサイト相は、300℃以上の温度で安定化を起こし、形状記憶温度が急激に上昇すると共に脆化することが分かった。また、通常の2M構造以外に10M構造や14M構造などの複雑なマルテンサイト相が新しく観察された。
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