1991 Fiscal Year Annual Research Report
溶融金属の指向性酸化による金属/セラミックスin situ複合材料の開発
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03555154
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
香川 豊 東京大学, 生産技術研究所, 助教授 (50152591)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
斉藤 真佐旺 (株)日軽技研, 主任研究員
渡辺 修一郎 (株)日軽技研, 開発研究室長
張 東植 東京大学, 生産技術研究所, 助手 (90092270)
前田 正史 東京大学, 生産技術研究所, 助教授 (70143386)
大蔵 明光 文部省, 宇宙科学研究所, 教授 (90013151)
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| Keywords | 金属 / セラミックスin situ複合材料 / 指向性酸化法 / アルミニウム合金(Al-Si-Mg) / 生成速度 / Al_2O_3 / 金属複合材料 / モデル化 / in situ(その場)観察 / 生成機構 |
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| Research Abstract |
本年度はアルミニウム合金(Al-Si-Mg系)を用い、1200〜1600℃の温度範囲での指向性酸化法によるAl_2O_3-Al合金系のin situ複合材料を作製した。その結果、前記アルミニウム合金からin situ複合材料を生成するためにはSiおよびMgの添加が必要不可欠であることが確認された。得られた材料の組織と生成速度の関連性を調べた結果、生成速度の増加に伴って材料内部のポアの存在確率が大きくなることが認められた。
前記の実験結果および得られた材料の組織観察の結果を用いてin situ複合材料の生成機構をモデル化することを試みた。モデルに用いたパラメ-タは、(1)in situ複合材料中のAl合金チャンネルの寸法と単位面積あたりのチャンネル数,(2)チャンネル中のAl合金中のSi濃度,(3)Al合金の粘性,(4)Al合金とAl_2O_3のぬれ性、である。これらのパラメ-タを用い流体力学と熱力学を組み合わせたモデルを構築した。
モデルの妥当性を検証するために光学顕微鏡下に加熱ステ-ジを設置し、その場観察を行ないながらin situ複合材料を生成させた。この観察によりAl合金の表面へのフロ-と酸化が生じていることが確認された。また、合金の表面へのフロ-が複合材料の生成速度と良い相関性を示すことも明らかになった。
この他に、ニアネットシェイプ成形手法、SiC,Al_2O_3粒子のin situ複合材料生成中の同時複合化手法に関しても基礎検討を行った。
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[Publications] S.C.Khatri,M.Koczak,T.Chang,Y.Kagawa: "Processing of Al_2O_3/Al-Si Composites by Directed Oxidation of Liquid Aluminum" Proc.of the 1st International Symposium on the Science of Engineering Ceramics. 13-18 (1991)
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[Publications] S.C.Khatri,M.Koczuk,T.Chang,Y.Kagawa: "Analysis of Al_2O_3/Al-Si Composites Fabricated by Directed Oxidation of Aluminum Alloys" Proc.of the 1st International Symposium on the Science of Engineering Ceramics. 19-24 (1991)
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[Publications] Y.Kagawa,T.Chou,S.C.Khatri,M.Koczak: "Theoretical and Experimentul Analysis of Al_2O_3/Al-Si Composites Processed from Al-Si-Zn and Al-Si-Mg by Direct Metal Oxidation" Ceram.Eng.Sci.& Proc.(1992)
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[Publications] S.C.Khatri,M.Koczak,Y.Kagawa,T.Chou: "Directed Metal Oxidation Analysis of Al-Cu-Mg,Al-Ni-Mg and Al-Si-Mg Alloy Composites" Ceram,Eng,Sci,& Proc.(1992)
