異種材料間の多相系相互拡散および反応拡散の機構解明と制御

1987 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 62420044
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 平野 賢一 東北大学, 工学部, 教授 (10005209)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小野寺 幸雄 東北大学, 工学部, 助手 (20005292) ; 藤川 辰一郎 東北大学, 工学部, 助手 (50005344) ; 飯島 嘉明 東北大学, 工学部, 助手 (70005411)
• Keywords: 相互拡散 / 反応拡散 / 中間相 / 金属間化合物 / 層成長 / 活性化エネルギー / Ti合金 / 窒化アルミニウム

Research Abstract

1.FeーAu合金およびTiーCr合金における相互拡散の実験を行なって,異相界面の濃度およびその移動速度を測定した. 報散対の濃度プロファイルから相互拡散係数を決定した. HfーCuおよびTiーCu2元系における反応拡散の実験を行なって,中間相の生成およびその層成長速度を詳しく測定した. さらにTiに富むβ相の共析変態近傍におけるβ相の層成長の活性化エネルギーが異常に大きいことに注目し,他の研究者による種々のTi合金のβ相の層成長についての実験データも参考にして考察した. その結果,β相の組成域が温度の低下とともに急激に狭くなる場合に,その温度範囲におけるβ相の層成長の活性化エネルギーが異常に大きいことを見出した. このことから反応拡散における中間相の層成長の活性化エネルギーには駆動力の温度依存性に起因するみかけの活性化エネルギーの寄与が大きい場合のあることがわかった. 3.NbとCuーSn合金との拡散対を用いて長時間拡散させることによってNb3Sn金属間化合物層を生成させ,Nb3Snの自己拡散の試料を作成した. 固体/液体拡散対の場合は層成長は速いがマイクロボイドが多く,自己拡散の試料として不適当であり,固体/固体拡散対の場合Nb3Sn層の成長は極めて遅い. このため,最適成長条件を検討している. 4.窒化アルミニウムとMoとの間に反応拡散の実験を行なった. 接合ホルダーを用いない場合には接合困難であったが,TiーCuおよびTiーNiソルダーを用いた場合接合できた. EPMAによって接合ゾーンの濃度分布を測定した. 引張せん断試験装置を作成して接合強度を測定した結果,TiーCuソルダーによる接合試料について22MPaが植られた. 5.イオンビーム型スパッタ・マイクロセクショニング装置を設置し,作動を開始した.