Study for manufacturing method of heat-resistant tungsten alloy applied as target material for high power accelerator

タングステンに炭化チタンをメカニカルアロイングによって強制固溶させ、その後、焼結、粒界すべり処理を行うことによってタングステンの弱い粒界を強化し、再結晶脆化しないW-1.2TiCを開発してきた。炭化チタンよりも耐熱性の高い炭化タンタルを代わりに強制固溶させ、より耐熱性の高いW-3.3TaCの開発を目指している。炭化タンタルの配合量は原子百分率で炭化チタンと合わせたためである。初めに炭化ジルコニウムも試作してみたが、酸素や窒素の混入が多く、予想通りの性能を達成できなかった。しかしながら、電解研磨の条件や評価手法、観察手法などを確立することができた。炭化タンタルの試作に関して、メカニカルアロイング時の粉末の格子定数の変化をＸ線回折装置で確認し、メカニカルアロイングに用いるボール径や時間に関して知見を得ることができた。炭化タンタルに関して焼結を行い、粒界すべり処理を無事に終えることができた。しかしながら、製造された試料は現段階では室温で延性を示すほどの強度は有しておらず、粒界強化の証拠であるK-Sの方位関係も確認できなかった。しかしながら、製造に関する知見や試験に関する様々なデータを得ることができた。

タングステンに炭化チタンをメカニカルアロイングによって強制固溶させ、その後、焼結、粒界すべり処理を行うことによってタングステンの弱い粒界を強化し、再結晶脆化しないW-1.2TiCを開発してきた。炭化チタンよりも耐熱性の高い炭化タンタルを代わりに強制固溶させ、より耐熱性の高いW-3.3TaCの開発を目指している。炭化タンタルの配合量は原子百分率で炭化チタンと合わせたためである。初めに炭化ジルコニウムも試作してみたが、酸素や窒素の混入が多く、予想通りの性能を達成できなかった。しかしながら、電解研磨の条件や評価手法、観察手法などを確立することができた。炭化タンタルの試作に関して、メカニカルアロイング時の粉末の格子定数の変化をＸ線回折装置で確認し、メカニカルアロイングに用いるボール径や時間に関して知見を得ることができた。炭化タンタルに関して焼結を行い、粒界すべり処理を無事に終えることができた。しかしながら、製造された試料は現段階では室温で延性を示すほどの強度は有しておらず、粒界強化の証拠であるK-Sの方位関係も確認できなかった。しかしながら、製造に関する知見や試験に関する様々なデータを得ることができた。