微細構造を制御した液相反応焼結による多孔質シリサイド金属間化合物の開発

液相反应烧结可控微结构多孔硅化物金属间化合物的开发

• 批准号: 09750787
• 负责人: 南口 誠
• 金额: $ 0.45万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 1998
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09750787/
• 关键词: 自己燃焼焼結; Mo(Si,Al)_2; 開気孔; クラック; 液相反応焼結; 多孔質材料; 自己燃焼; 金属間化合物

本研究では,.AI-Si融体を介した溶解析出機構による多孔質MO(Si,Al)_2焼結体の作製とその微細組織の制御を目的としている.昨年度の研究により,(1) 自己燃焼を起こさない温度では,MO(Si,Al)_2はほとんど生成せず,固化しない.(2) 粉末成形体の相対密度を60%程度と比較的小さくすると,自己燃焼焼結した後,クラックがない多孔質体が得られる.しかし,機械的強度が非常に低い.(3) 相対密度75%程度の高密度成形体を用いて自己燃焼焼結を行うと,焼結体にクラックが発生する.ということがわかった.この結果をふまえて,本年度はAl-Si融体を介した溶解析出機構によるMo(Si,Al)_2の生成と焼結を同時に行う焼結法ではなく,自己燃焼焼結に注目して,焼結挙動と多孔質特性を調査した.その結果,通常の自己燃焼焼結では周囲から試料中心に向かって自己燃焼反応が伝播し,表面が先に固化するため,内部の自己燃焼焼結による収縮のために表面にクラックが発生することが明らかになった.そこで,自己燃焼の伝播方向を試料の長手力向に一方向化することで,クラック生成を抑制して焼結することに成功した.焼結体の相対密度はAl濃度の増加に伴い増加した.Al置換量が最も少ない15mol%の試料では相対密度65%となり比較的良好な多孔質性を示した,また 開気孔率は30%となり,閉気孔利率は5%と比較的高かった.組織観察の結果を併せて考えると,自己燃焼界面でMoがAl-Si融体に過飽和に溶解し,自己燃焼界面の移動に伴う融体温度の低下に従ってMo(Si,Al)_2として析出するというメカニズムが考えた.自己燃焼中に外部に排出されなかったボイドが自己燃焼焼結後も閉気孔が存在すると考えられる.積極的に開気孔を導入する方法として,Al濃度をさらに低くして,自己燃焼時に生成するAl-Si融体を減らして緻密化を抑制するか,出発原料にMo(Si,Al)_2粒子を入れて自己燃焼反応領域の固相量を増加させることが考えられる.

The purpose of this study is to study the mechanism of dissolution and precipitation of Al-Si melt, the fabrication of porous Mo(Si,Al) 2 sintered body and the control of microstructure. In this paper, the following conclusions are drawn: (1) The combustion temperature of Mo(Si,Al)_2 is different from that of Mo(Si,Al)_2. (2)The relative density of the powder compact is about 60%. After self-combustion sintering, porous bodies are obtained. Mechanical strength is very low. (3)If you use a high-density molded body with a density of about 75% and perform its own combustion and sintering, a sintered body can be produced.ということがわかった. The results show that in this year, the dissolution and precipitation mechanism of Al-Si melt, the formation and sintering of Mo(Si,Al)_2, and the porous characteristics of sintering are investigated. As a result, the self-combustion sintering process is usually carried out in the center of the sample, and the surface is solidified first, and the internal combustion sintering process is contracted. In this case, the combustion direction of the sample is changed to one direction, and the sintering process is successfully suppressed. The phase density of sintered body increases with the increase of Al concentration. The Al substitution amount is the least 15 mol %. The phase density of sintered body is 65%. The porosity is relatively good. The open porosity is 30%. The closed porosity is 5%. As a result of microstructure observation, Mo in Al-Si melt was supersaturated and dissolved at the combustion interface, and Mo(Si,Al)_2 was precipitated at the combustion interface due to the decrease of melt temperature. During self-combustion, the external exhaust gas is discharged, and the closed pores exist after self-combustion and sintering. In addition, the Al concentration is reduced, the Al-Si melt generated during combustion is reduced, the densification is suppressed, and the Mo(Si,Al)_2 particles emitted from the raw materials are increased.