積層クラッドを用いたアルミナイドとシリサイドの形成に及ぼす異種金属箔の影響の解明

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次世代の耐熱材料として高温でも強度と耐酸化性を有するアルミナイドやシリサイドが注目されているが、高温でも塑性加工性に乏しいことから製造工程が限定される。そこで、アルミナイドやシリサイドの原材料となる金属板を積層させて、熱処理のみにより製造するプロセスをこれまでに考案している。すなわち、Ti-Al系アルミナイドを製造する場合にはTi板とAl板を積層させ、Fe-Al系アルミナイドではFe板とAl板を積層させる。本研究では異種金属の箔を積層させて、アルミナイドとシリサイドの形成過程に及ぼす第3元素の効果を調査した。第1期となるR03年度には超高融点材料として注目されているNb-Al系アルミナイドを主として、形成過程に及ぼす第3元素の効果を調査した。第2期となるR04年度には軽量耐熱材料として期待されるTi-Al系およびFe-Al系アルミナイドの形成過程に及ぼす異種金属箔の影響を調査した。このうちTi-Al系試料では厚さ0.5mmのAl板2枚を厚さ0.01mmの異種金属箔で包み込み、厚さ0.5mmのTi板2枚で上下から挟み込み、ステンレス製クリップにより固定した。異種金属箔としては純Ni箔、純Fe箔、SUS430およびSUS304のステンレス鋼を用いた。加熱温度はAlの融点の直上である670℃とした。2元系試料や純Fe箔を用いたところAlが側面に流れ出たが、純Niやステンレス鋼では抑制された。いずれの試料でも粒子がAl中に分布した組織が反応途中で形成され、Alが消滅して反応が終了すると、粒子が連結してTi基材上に層状に堆積し、2元系試料と類似した形態となった。ただし、純Niでは粒子間に空洞が生じた領域が広い範囲で形成され、緻密な形態が生成しにくいことが分かった。