2004 Fiscal Year Annual Research Report
反応アーク溶解法によるニューコンセプト複合材料の合成と評価
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16560601
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| Research Institution | Osaka Prefecture University |
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Principal Investigator |
津田 大 大阪府立大学, 工学研究科, 講師 (80217322)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
間渕 博 大阪府立大学, 工学研究科, 教授 (70109883)
松井 利之 大阪府立大学, 工学研究科, 助教授 (20219372)
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| Keywords | TiAl基合金 / 複合材料 / 反応アーク溶解 / Ti_2AlC粒子 / マトリックス / 粒子界面 / TEM観察 / 熱処理 / 析出 |
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| Research Abstract |
TiAlは低密度、高強度および優れた耐酸化性を有することから次世代の軽量高温材料として期待されている。一方、強度、延性さらには靭性が不足しているとの指摘もある。これらを改善するために、マトリックスにセラミックス粒子を分散させ複合材料化することが有効であり、多くの研究結果が報告されている。そこで我々は、Ti,Al,Cの混合粉末から三元系炭化物Ti_2AlC粒子分散γ-TiAl基複合材料をin-situ(その場)でマトリックスと粒子の合成および試料の緻密化を行う反応アーク溶解法により作製した。今回はこれまでよりもC量を少なくし、アーク溶解時に合成される幅1〜5μm、長さ10〜20μmの粗大なTi_2AlCの形成を極力抑え、熱処理によりきわめて微細なTi_2AlC粒子を固相-固相反応により析出させる手法を採用した。また、析出した粒子とマトリックスの界面を透過電子顕微鏡による高分解能観察により詳細に観察した。
as-cast材のマトリックスは(γ+α_2-Ti_3Al)ラメラ粒+γ粒からなり、ラメラ中のα_2への固溶限を超えたCは粗大なTi_2AlC粒子を生成した。このときのマトリックスの平均粒径は50μm程度であり、粒径に大きなバラツキは見られなかった。このことから、粗大なTi_2AlC粒子は結晶微細化に効果を発揮することが明らかとなった。
一方、1000℃による熱処理によりラメラ組織は消滅し、γ単相のマトリックスが得られた。さらに、α_2の消滅に伴い、α_2が存在した場所に0.5μm程度の微細なTi_2AlC粒子が析出していた。微細粒子とマトリックス界面には反応性生物等はまったく形成さない。そして電子顕微鏡観察よりマトリックス/粒子界面には
〔110〕γ//〔112^^-0〕Ti_2Alc、(111)γ//(0001)Ti_2AlC
の方位関係があり、原子オーダーで整合関係が保たれていることが明確になった。
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Research Products
(2 results)
