| 研究課題/領域番号 |
11221202
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| 研究種目 |
特定領域研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
理工系
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
花田 修治 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (10005960)
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| 研究分担者 |
吉見 享祐 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (80230803)
村山 洋之介 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (60111308)
正橋 直哉 東北大学, 金属材料研究所, 助教授 (20312639)
野村 直之 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (90332519)
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| 研究期間 (年度) |
1999 – 2001
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| キーワード | 協調設計 / 超高温材料 / 高温強度 / 破壊靭性 / 耐酸化性 / in-situ複合材料 / 界面 / 組織 |
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| 研究概要 |
材料に要求される機能性の中から、高温構造材料に要求される代表的な複数の機能として、強度と破壊靭性、耐環境性に注目し、これらの協調設計について研究した。
まず、高融点金属間化合物またはセラミックスをマトリックスとし、これらに熱力学的に高温で安定に存在する延性相を分散させた、いわゆる「in-situ複合材料」を創製するためのプロセスを開発し、次に、「Ductile Phase Toughening」のコンセプトに基づいて、高温強度を低下させることなく室温靭性を向上させるための合金化および組織制御がいかにあるべきかを検討した。その結果、高周波式浮遊帯域溶融法により方向性凝固した、共晶組成のZrC/Mo in-situ複合材料で、破壊靭性約20MPa√<m>、1500℃における高温強度約420MPaを達成した。高い破壊靭性は、異相界面の剥離に起因したクラックの偏向により、優れた高温強度は両構成相の固溶強化と組織微細化により説明されることを示した。
さらに、超高温構造用Mo-Si-B系複合材料で、高温強度と室温靭性が高レベルで協調させられることを明らかにした後、コーティング材料として新たに「擬in-situ複合材料」のコンセプトを導入したMo-Si-B-O基材料を開発し、1400℃での耐環境性を協調させられることを示した。
また、Feアルミナイドの優れた耐環境性と鉄鋼材料の優れた強靭性を協調させるために両者の拡散接合に関する基礎研究を行い、得られた結果に基づいてクラッド圧延を行い、耐酸化(腐食)性、強度、靭性を協調させた複合鋼板を開発した。
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