2016 Fiscal Year Annual Research Report
Nano-structure and chemical state analyses by cross-sectional TEM to improve functions of metal/oxide interfaces
| Project/Area Number |
26420707
|
|---|
| Research Institution | Kagawa University |
|---|
Principal Investigator |
田中 康弘 香川大学, 工学部, 教授 (10217086)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石井 知彦 香川大学, 工学部, 教授 (90285718)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
|
| Keywords | 金属／酸化物界面 / 断面TEM観察 / マイクロアーク酸化 / TiAl耐酸化コーティング / 赤熱脆性 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
以下の3つのテーマについて、金属／酸化物異相界面の微細構造解析に取り組んだ。
(1)生体用Ti-6Al-7Nb合金表面へのカルシウム含有酸化皮膜の生成。グリセロリン酸カルシウムを電解液とするマイクロアーク酸化(MAO)法ではカルシウムイオンとリン酸イオンを含むMAO酸化皮膜が生成されるが、断面TEM観察及びEDX元素マッピングによる解析の結果、リン酸イオンに比べカルシウムイオン含有量がかなり低く、アパタイト生成に望ましいCa/P比よりかなり低いことが判明した。これに対してリン酸イオン含有電解液でのMAO酸化＋カルシウムイオン含有電解液でのMAO酸化の繰返し処理法を考案し試してみたところ、カルシウムイオン含有量を著しく増加させうること、Ca/P比をコントロールできうることを見いだした。
(2)TiAlの耐酸化性向上のためのTiAl/Nb/NbSi2傾斜機能皮膜の1050℃での酸化試験後の傾斜機能皮膜構造変化をTEMレベルで解明している。TiAl/Nb界面ではAlのNb側への拡散が速く、TiAl/Ti3Alラメラ構造が消失し、Ti3Alレイヤーの出現が認められた。またNb/NbSi2界面ではNb5Si3中間生成物が成長し、結晶粒粗大化も確認できた。しかしこれら界面に目立った欠陥はなく、良好な界面構造が確認できた。10段階以上の複雑な界面が形成され、すべての界面構造を観察できていないので、界面構造変化の全容解明を行っていく。
(3)スクラップ利用の電炉鋼製鋼プロセス中に不純物Cuが引き起こす赤熱脆性抑制胞としてNi粒によるショットピーニングを提案し、赤熱脆性抑制効果を確認した。断面観察より、ショットピーニングで表面に付着したNi層の酸化にともう変化を解明し、そのメカニズムを明らかにした。
|
