| 研究概要 |
プラズマ切断用電極材料にとって有望と考えられるハフニウム及びその化合物をレーザ焼結法で試作し,焼結体のミクロ組織及びX線回折から材料学的に検討した.
窒素ガス導入時の焼結体内部の窒化度合いをX線回折により調べた.その結果,レーザ焼結炉に窒素ガスを導入することで,ハフニウム窒化物を得られることが分かった.ただし,レーザ出力及び照射時間が少ない場合には未反応のハフニウム金属が多量に検出されること,また,レーザ照射面と反対の底部側では窒化の度合いが減少することが分かった.
試作した焼結電極に対して水冷した銅製陽極に一定時間アーク放電を行なう消耗試験を行なった.その結果,イリジウムに酸化イットリウムを15重量%添加した組成の複合化電極は,作動ガスに酸素を用いアーク電流200Aまではハフニウム電極に比べて良好な耐消耗性を有することが分かった。
電極の消耗機構を陰極表面状態及び焼結体の熱・電気伝導性の観点から検討した.
GTAト-チを用いて水冷した銅陽極にアーク放電を行ない,陰極表面の消耗状態(特に陰極点の挙動)を実体顕微鏡にて直接的に観察し,放電後の陰極表面の消耗状態を光学顕微鏡及び電子顕微鏡(SEM,EPMA)にて観察・解析した.その結果,複合型電極の良好な耐消耗特性は,陰極表面を仕事関数の低い酸化物の存在及びバルク材の高熱・電気伝導性によって放電中の電極への入熱が抑えられ,電極物質の蒸発を低減したものと考えられる。
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