| 研究概要 |
本年度はマトリックスとして使用する固溶体セラミックスの合成法について検討した.自己燃焼合成(Self-propagating High-temperature Synthesis : SHS)法を用いて,窒素(N)を固溶させた金属Ti(α-Ti(N))にさらに金属アルミニウム(Al)を添加・固溶させた高密度バルク体の合成同時焼結を試みた.高純度Ti(平均粒径25μm)とAl(同1.15μm)粉末をTi/Al=100/0,98/2,96/4,92/8,90/10,85/15at%の比に秤量・混合し,冷間静水圧プレス(CIP)にて250MPaの圧力で成形体を作製した.高圧容器内の4MPaの窒素ガス雰囲気下で,成形体の一端を加熱することにより,SHSを誘起させた.Alの添加量が8at%までのSHS生成物は窒素とAlを同時に含む固溶体α-Ti_<1-x>Al_x(N)(0【less than or equal】x【less than or equal】0.08)であり,さらにAlの添加量が10at%ではα-Ti_<0.9>Al_<0.1>(N)とTiN,15at%ではα-Ti_<0.85>Al_<0.15>をマトリックスとし,α-Ti_<0.95>Al_<0.05>(N)とTiN粒子がマトリックス中に均質に分散した複合材料が得られた.NとAl(2at%)を同時に固溶したバルク材について電気抵抗率ρを測定すると,金属Tiのρ(5.5×10^<-7>Ω・m)より1桁高いρ(2.4×10^<-6>Ω・m)となり,Alを添加することにより三点曲げ強度σ_bは無添加材(α-Ti(N))に比べて295→390MPaへ,ビッカース硬度H_vは9.02→9.24GPa,破壊靭性値K_<IC>は3.77→4.89MPa・m^<1/2>へ向上した.尚,このバルク材の相対密度は99.4%であり,結晶粒径G_s(12μm)の粒子から構成された致密な組織を示した.
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