研究成果の概要 |
本研究では,MA-PECSプロセスを用いることで,非金属元素についても他成分化したハイエントロピーセラミックスの開発を試みた.まず,h-AlN,TiN,CrN,ZrN,NbN粉末を原料粉末に用い,MA-PECSプロセスにより(Al,Ti,Cr,Zr,Nb)N焼結体の作製に成功した. また,この焼結板がHV1900以上と言う優れた硬度を有することを明らかとした.さらに,この焼結体作製時の原料粉末中の一部をTiCおよびZrC粉末に置き換えることで,HV2050,Kic=4.7という非常に優れた機械的特性を有する(Al,Ti,Cr,Zr,Nb)(C,N)焼結体の作製に成功した.
|
研究成果の学術的意義や社会的意義 |
研究者が調査した範囲において,バルク体として単相固溶体と言える(Al,Ti,Cr,Zr,Nb)N系焼結体を作製した報告例はまだなく,これが可能であることを示した点において,まず学術的な意味があると言える.また,TaやHfなどの希少性の高い元素の含まれた窒化物や炭化物を使うことなく,HV2000以上の高硬度を有するセラミックス材料が作製可能であることを明らかにしたことは,産業的にも意義が非常に高いと言える.一定の靭性値も保有しているため,結合相とのマッチングが合えば,長年の課題となっているWC-Co系超硬合金の代替としても利用していけるものであると考える.
|