研究課題
金属間化合物はその優れた特性から，多くの分野でその実用化が期待されている新素材である．本研究では，高周波誘導加熱した素材に微粒子を投射するプロセスを利用して，金属間化合物を簡便に創製できる手法の開発にチャレンジした．まず，従来と比較して酸素濃度の低い環境で処理が可能となる真空置換AIH-FPP処理システムを構築した．具体的には酸素濃度が10ppm以下のとなる窒素雰囲気で900℃に加熱した鋼に対してCr粒子を用いると，従来の装置では微量に残存する酸素と反応し，Cr系の酸化物が形成されたが，新しい装置を用いた場合には，XRDで分析した範囲では酸化物の形成はほぼ完全に抑制可能となることがあきらかとなった．次のステップとして，Ni粒子とAl粒子とを撹拌により混合した粒子を用いたAIH－FPPを行った．次に，創成された表面の特性評価を実施した．具体的には，被処理面の分析，摺動特性の評価，腐食特性の評価などを行い，創成された表面が各種特性に優れることを示した．まず，Fe基材に対してNi/Alメカニカルミリング粒子を投射すると，衝突の際にその一部が被処理面に移着する．その際，融点が660℃程度のAl部分がFe基材に溶融すると，その部位で基材の融点が局所的に低下し半溶融状態となり，その結果NiおよびAl粒子と基材成分のFeとの反応性が向上する．さらにその部位では，NiとAlの燃焼合成反応が生じ局所的に発熱する．その結果，連続的な反応が発生し，Ni-Al金属間化合物から成る改質層が形成される．このように考えることにより，AIH-FPP処理により，短時間で金属間化合物が形成されるメカニズムを矛盾なく説明することができることを示した．
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日本金属学会誌
巻: Vol.79, No.9 ページ: pp.452-460
10.2320
