ナノ結晶インターマテリアルズのMA複合プロセシング

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07555512
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 木原 諄二 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (00010801)
• 研究分担者: 相澤 龍彦 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (10134660)
• キーワード: ミリング型MA / バルク・メカニカル・アロイング / 繰返し鍛造型MA / MA誘起反応 / 反応成形 / ナノ析出分散 / ナノグラニュラー / 熱電材料

研究概要

ミリング型ならびに繰り返し鍛造型メカニカル・アロイング(MA)は次世代の固相材料創製法として、金属間化合物およびその複合体、ナノ組織材料、ナノグラニュラー材料、など多くの新しいの材料をバルク材料として製造できる点に最大の魅力がある。特に、研究者のグループが研究開発してきたバルク・メカニカル・アロイング(MA)は、環境あるいは容器などとのコンタミネーションが皆無であり、しかも他の材料プロセスに比較して高速に材料創製できる。本研究では、このバルクMAを実験方法の中心にすえ、1)機械的エネルギー投入により誘起される反応(MA誘起SHS)による遷移金属・高融点金属シリサイドの創製、2)Co-Cu系における固溶体創製とそれからの低温長時間アニーリングによるCo粒のナノ析出分散、3)混合粉末および混合粒からのBi-Te-Sb系固溶体の創製とその温間プレス成形による熱電材料特性制御の3つの課題について、プロセス開発を行った。1)に関しては、Mo-Si、Nb-Siにおいて反応速度が秒単位の急速な反応(SHSによる規則化反応)、V-Si、Hf-Siなどにおいては反応速度が緩慢な反応(拡散支配型反応)が生じていることが明らかになりつつある。2)に関しては、Co20:Cu80系において、CoのCu-fcc構造への置換型固溶に伴い、Co磁化が低下し、300-500℃における20hアニーリングにより、微細なCo粒の分散により大きく磁化が回復し、また保持力の増大も観測された。現在、磁気抵抗測定、広範囲の磁化測定を行っている、Co-Cu系ナノグラニュラー材料の特性、微細組織を総合的に評価しつつある。3)に関しては、元素混合粉ならびに混合粒(数mm-cm径の粒状体)からの固溶体化に成功しており、480℃1hの温間プレス成形によって従来プロセスと等価あるいはそれ以上の熱電特性を発現できることがわかってきた。

研究成果

• [文献書誌] B.K.Yen,T.Aizawa and J.Kihara: "Synthesis and Formation Mechanisms of Molybdenum Silicides by Mechaniral Alloying." Materials Science and Engineering. A220. 8-14 (1996)
• [文献書誌] B.K.Yen,T.Aizawa and J.Kihara: "Influence of Powder Compaction and Milling Media on the Formation of Molybdenum Disilicide by Mechanically-Induced Self-Propagating Reaction" J.American Ceramic Society. 79. 2221-2223 (1996)
• [文献書誌] J.Kihara,T.Aizawa and O.Kobayashi: "Repeated Bulk Mechanical Alloying of Function Metallic Alloys." ISMANAM-96. (1996)
• [文献書誌] T.Aizawa,B.K.Yen and J.Kihara: "Mechanical alloying of Mo-Si System." J.Graduate School and Faculty of Engineering,Univ.of Tokyo. XLIII・4. 501-519 (1996)
• [文献書誌] T.Aizawa,Z.Chemg,K.Tokumitsu and J.Kihara: "Bulk Mechanical Alloying of Co-Cu." Proc.21st Cocoa-Beach Conference. (1997)
• [文献書誌] T.Aizawa: "High-Speed BulK Mechanical Alloying for Solid-Phase Synthesis of Fine-Grained and Exotic Materials." Proc.21st Cocoa-Beach Conference. (1997)