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

使用层压包层阐明不同金属箔对铝化物和硅化物形成的影响

• 批准号: 21K03762
• 负责人: 新野邊 幸市
• 金额: $ 2.33万
• 依托单位: Matsue National College of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K03762/
• 关键词: 金属間化合物; 耐熱材料; クラッド; 熱処理; 反応拡散; アルミナイド; シリサイド

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。

Next generation の heat-resistant material と し て high-temperature で も strength と acidification resistance を have す る ア ル ミ ナ イ ド や シ リ サ イ ド が attention さ れ て い る が, high-temperature で も plastic processability に spent し い こ と か ら manufacturing engineering が qualified さ れ る. そ こ で, ア ル ミ ナ イ ド や シ リ サ イ ド の raw materials と な る metal plate を horizon さ せ て, hot 処 の み に よ り manufacturing す る プ ロ セ ス を こ れ ま で に test case し て い る. す な わ ち, Ti - Al ア ル ミ ナ イ ド を manufacturing す る occasions に は Ti board と Al board を horizon さ せ, Fe - Al ア ル ミ ナ イ ド で は と Al Fe plate plate を horizon さ せ る. This study で は の dissimilar metal foil を horizon さ せ て, ア ル ミ ナ イ ド と シ リ サ イ ド に の formation and ぼ す 3 elements の unseen fruit を survey し た. 1) と な る R03 annual に は high melting point materials と し て attention さ れ て い る Nb - Al ア ル ミ ナ イ ド を main と し に て, forming process and ぼ す 3 elements の unseen fruit を survey し た. 2 と な る R04 annual に は 軽 quantity heat-resistant material と し て expect さ れ る Ti - Al お よ び Fe - Al ア ル ミ ナ イ ド に の formation and ぼ す dissimilar metal foil の impact を investigation し た. こ の う ち Ti - Al sample で は さ 0.5 mm thick の Al plate two を さ 0.01 mm thick の dissimilar metal foil で package み 込 み, thick 0.5 mm の さ Ti board two で fluctuation か ら carry み 込 み, ス テ ン レ ス system ク リ ッ プ に よ り fixed し た. Dissimilar metal foils: と て て た pure Ni foil, pure Fe foil, SUS430およびSUS304 <s:1> ステ レス steel を for た た. The heating temperature である Al <s:1> melting point <e:1> is directly above である670℃と た た. Two component system with material や pure Fe foil を い た と こ れ ろ Al が に side flow out た が, pure Ni や ス テ ン レ ス steel で は inhibit さ れ た. い ず れ の sample で も に distribution in particle が Al し た organization が 応 で on the way to form さ れ, eliminate し Al が て anti 応 が end す る と, particle が link し て Ti substrate に layered に accumulation し, 2 yuan sample と similar し た form と な っ た. た だ し, pure Ni で は に cavity が between particles じ た field が hiroo い van 囲 で form さ れ, dense な form が generated し に く い こ と が points か っ た.

项目成果

インサート材を用いた純Feに対するアルミナイド被覆層の作製

使用插入材料在纯铁上制备铝化物涂层

• 发表时间: 2023
• 作者: 鈴木康太・河上哲生・末岡 茂・山崎あゆ・鏡味沙耶・横山立憲・田上高広;梶田侑弥・末岡 茂・福田将眞・田上高広;佐藤颯太，新野邊幸市;南 沙樹・末岡 茂・福田将眞・長田充弘・Kohn B.P.・横山立憲・鏡味沙耶・梶田侑弥・田上高広;柏木亨介，新野邊幸市
• 通讯作者: 柏木亨介，新野邊幸市

インサート材を用いた純Tiに対するアルミナイド被覆層の作製

使用刀片材料在纯钛上制备铝化物涂层

• 发表时间: 2023
• 作者: 鈴木康太・河上哲生・末岡 茂・山崎あゆ・鏡味沙耶・横山立憲・田上高広;梶田侑弥・末岡 茂・福田将眞・田上高広;佐藤颯太，新野邊幸市
• 通讯作者: 佐藤颯太，新野邊幸市

Development of Aluminide Layer on Nb Substrate Using Lamination Cladding of Al Sheet and Third Element Foil

利用铝片和第三元件箔的层压熔覆在铌基体上开发铝化物层

• 发表时间: 2021
• 作者: Y.Izumi;K.Saitoh;T.Sato;M.Takuma and Y.Takahashi;K.Niinobe and D.Takeda
• 通讯作者: K.Niinobe and D.Takeda

積層クラッドと熱処理を用いたNb基材へのアルミナイ ド被覆に及ぼすインサートTi箔の影響

使用层压熔覆和热处理插入钛箔对铌基体上铝化物涂层的影响

• 发表时间: 2021
• 作者: 新野邊幸市;武田大地
• 通讯作者: 武田大地

積層クラッドと熱処理を用いた純Ti基材へのアルミナイド被覆に及ぼすインサート箔の影響

使用层压包覆和热处理插入箔对纯钛基材上铝化物涂层的影响

• 发表时间: 2023
• 作者: 鈴木康太・河上哲生・末岡 茂・山崎あゆ・鏡味沙耶・横山立憲・田上高広;梶田侑弥・末岡 茂・福田将眞・田上高広;佐藤颯太，新野邊幸市;南 沙樹・末岡 茂・福田将眞・長田充弘・Kohn B.P.・横山立憲・鏡味沙耶・梶田侑弥・田上高広;柏木亨介，新野邊幸市;中嶋 徹・長田充弘・小北康弘・福田将眞・末岡 茂;新野邊幸市，佐藤颯太
• 通讯作者: 新野邊幸市，佐藤颯太