| 研究課題/領域番号 |
10555226
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 展開研究 |
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| 研究分野 |
構造・機能材料
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
渡邊 忠雄 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (40005327)
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| 研究分担者 |
五十嵐 友一郎 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (80005347)
連川 貞弘 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (40227484)
藤野 豊 東北大学, 留学生センター, 教授 (60005402)
川原 浩一 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (00302175)
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| 研究期間 (年度) |
1998 – 2000
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| キーワード | 超高温材料 / 粒界酸化 / 粒界性格分布 / 粒界破壊 / 粒界偏析 / 粒界工学 / EBSP / 炭化珪素 |
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| 研究概要 |
本研究は高温材料の使用環境下で起こる粒界および表面に関わる現象を積極的に制御することにより、耐熱性および耐酸化性を高め、優れた性能をもつ高温材料の設計・開発に対する知見を得ることを目的として行われたものである。当該研究期間に得られた研究の概要は下記の通りである。
1.Ni-Fe合金の粒界酸化および粒界酸化脆性に関する研究:粒界酸化に及ぼす粒界性格の影響を検討した。低角度粒界およびΣ3、Σ11、Σ19対応粒界では粒界酸化が起こりにくいのに対し、ランダム粒界では、著しい粒界酸化が生じることが見出された。さらに、Ni-Fe多結晶材料の粒界酸化脆性に及ぼす粒界粒界微細組織の影響について検討した結果、Σ対応粒界の存在頻度が高く、粒界密度が高い(粒径が小さい)ほど酸化脆性が抑制されることが明らかになった。
2.ニッケル多結晶材料の力学特性および粒界偏析脆化に及ぼす粒界微細組織の影響:粒界密度および粒界性格分布を系統的に変化させたNi多結晶試料を用いて、硬度および硫黄の粒界偏析による偏析脆化に対する粒界微細組織の影響を調べた。Ni多結晶体の硬度は対応粒界の存在頻度および対応粒界同士が連結した3重点の頻度が高くなるにつれて低下することが見出された。また、粒界偏析脆化は、対応粒界の存在頻度を高め結晶粒径を微細化することにより制御できることが明らかとなった。
3.炭化珪素の粒界酸化脆性制御に関する研究:β-SiCの粒界微細組織に及ぼす添加元素(Mg,Al,P)の影響を調べるとともに、種々の温度、酸素分圧条件において酸化実験を行った試料に対して3点曲げ試験を行い酸化脆化を評価した。その結果、添加元素の種類を変えることにより粒界性格分布を制御し得ることが見出された。また、粒界酸化脆性は、ランダム粒界の存在頻度が低く、粒径が小さいほど有効に抑制されることが明らかとなった。
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