セラミックス超塑性

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08242103
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 佐久間 健人 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (50005500)
• 研究分担者: 本橋 嘉信 茨城大学, 工学部, 教授 (00007783) ; 古城 紀雄 大阪大学, 留学生センター, 教授 (50029188)
• キーワード: 超塑性 / 粒界すべり / 結晶粒界 / セラミックス

研究概要

本計画班では従来通り、計画班の佐久間(東工)、古城(阪工)、本橋(茨城工)が中心となって活動を進めた。サレミックス超塑性の研究は、僅か10年ほどの歴史しか有していないにも拘わらず、近年著しい進歩を見せている。このような進歩は、研究代表者を中心とする、我が国の研究者によって主導されてきている。超塑性に関する最も重要な国際会議ICSAMにおいてもこの事実は如実に立証されてきている。例えば、1997年に開催されたICSAM-97におけるセラミックスのセッションには、基調講演1、招待講演1が設定されたが、前者は研究代表者が務め、後者も我が国の研究者であった。
研究代表者の実績の最も特徴的な点は、従来の超塑性研究の限界を打破し、新しい展望を開きつつある点にある。従来の超塑性セラミックスの研究は、変形応力とひずみ速度の関係を解析し、活性化エネルギー、応力指数、粒径指数などの変形パラメータの実測値から、変形の律速機構を推定しようとするものであった。これは、金属材料超塑性に関する研究手法をそのまま踏襲するものであり、現象論的解析とよばれるものである。この手法は、変形特性の概要を理解する上で有効なものである。しかし、異なったモデルが同一の変形パラメータを予測するなどもあって、この手法だけで超塑性現象を明らかにすることは困難となっている。本研究では、セラミックスの微細結晶粒超塑性の主要な変形モードが、粒界すべりである点に着目し、粒界構造あるいは粒界における原子間結合に関するミクロな情報から、変形の物理現象を明らかにしつつある。本年度の研究により、この試みは、粒界ガラス相を含むTZPの超塑性現象の解析に極めて有効であることが示された。

研究成果

• [文献書誌] T.Sakuma: "Superplasticity in Alloys" Current Opinion in Solid State & Mater Sci.,. 2. 296-299 (1997)
• [文献書誌] T.Kondo, Y.Takigawa, T.Sakuma: "High-temperature Tensile Ductility in TZP and TiO_2-doped TZP" Materials Science and Engineering. A231. 163-169 (1997)
• [文献書誌] H.Yoshida, K.Okada, Y.Ikuhara, T.Sakuma: "Improvement of High-temperature Creep Resistance in Fine-grained Al_2O_3 Due to Zr^<4+> Segregation in Grain Boundaries" Philos.Mag.Lett.,. 76. 9-14 (1997)
• [文献書誌] T.Sakuma, Y.Ikuhara, Y.Takigawa, P.Thavorniti: "Importance of Grain Boundary Chemistry on the High-temperature Plastic Flow in Oxide Ceramics" Materials Science and Engineering. A234-236. 226-229 (1997)
• [文献書誌] I.C.Lee and T.Sakuma: "High-temperature Tensile Ductility in WC-Co Cemented Carbides" Metall.Mater.Trans.,. 28A. 1843-1847 (1997)
• [文献書誌] Y.Ikuhara, P.Thavorniti, T.Sakuma: "Solute Segregation at Grain Boundaries in Superplastic SiO_2-doped TZP" Acta.Mater.,. 45. 5275-5284 (1997)