| 研究課題/領域番号 |
24560878
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
才田 一幸 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30178470)
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| 研究分担者 |
森 裕章 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10294026)
荻原 寛之 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (80455279) [辞退]
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| 研究期間 (年度) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| キーワード | 拡散接合 / 水素拡散誘起変態 / チタン / ジルコニウム / 引張強さ / 耐食性 / 破面解析 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、チタンおよびジルコニウムを低温精密接合することを目的とし、水素によるβ変態温度降下を利用して接合部を局部的に低温β変態させることにより無変形接合を達成する全く新たな接合方法（水素拡散誘起変態を利用した低温精密接合法）を提案・開発した。本年度は、最終年度として、接合継手特性に及ぼすプロセスパラメータの影響を明らかにし、本接合法の有用性を検証した。
まず、接合継手の機械的特性に及ぼすプロセスパラメータの影響を調査した。水素誘起変態を利用した接合継手では、接合温度800℃では母材の約70%の接合強さが得られ、750℃においても母材の50%以上の強さを示し、無処理拡散接合（水素無添加）に比べ、接合強さがかなり向上した。特に、無処理拡散接合では、低温接合条件（600～750℃）における接合強さは非常に低いが、水素誘起変態を利用した接合では、接合性が大幅に改善できることが明らかとなった。また、破断形態の調査を行ったところ、無処理拡散接合の場合は大部分の領域において脆性的な割れ破面様相が確認されたが、水素誘起変態を利用した拡散接合の場合は、いずれの試験片も界面破断であるが塑性変形を伴う延性的破壊であることを確認した。
次に、接合継手の耐食性に及ぼすプロセスパラメータの影響を調査した。接合継手の耐食性を評価するため、過塩素酸無水酢酸で定電位腐食したのち、接合界面に形成された腐食溝の長さおよび深さを計測した。接合温度750℃以上では腐食溝はほとんど形成されず、腐食溝率もきわめて低く、耐食性は概ね良好であることが明らかとなった。
以上のことから、水素誘起β変態を利用したチタンおよびジルコニウムの低温拡散接合が実現できるものと判断された。
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