水中衝撃波収束によるナノ組織傾斜機能材の作製と高機能化
利用水下冲击波收敛的纳米结构功能梯度材料的制造和功能化
基本信息
- 批准号:06805062
- 负责人:
- 金额:$ 1.15万
- 依托单位:
- 依托单位国家:日本
- 项目类别:Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
- 财政年份:1994
- 资助国家:日本
- 起止时间:1994 至 无数据
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
現在、極限場の環境下での使用に耐える材料の開発が求められている。この条件を満足する材料として、セラミックス/金属系の傾斜機能材が挙げられる。すなわち、高温部には、セラミックスを配置し、耐熱性を与え、冷却を行う部分には金属を配置して、高い熱伝導性と機械的性質を与え、これらの間の組成、組織の分布を連続的に制御し、熱膨張差により生ずる熱応力を緩和するものである。 本研究は粉末配列法による傾斜機能材をSi_3N_4/SUS304系、ZrO_2/SUS304系、及びSUS304/Cu系の3つの系について、我々が開発した水中衝撃波収束を利用して衝撃固化を行ったものである。本衝撃固化法は爆薬の爆轟により発生した衝撃波を水中に伝播し、水中衝撃波とし、この高い衝撃圧力を粉末に直接作用させ、粉末の粉砕、粉末粒同士の摩擦・溶融と、その後の超急冷により、固化させるものである。 えられた衝撃圧力は4〜11GPaであった。 本衝撃圧縮法の特徴は1)超高圧が容易にえられるため、相対密度94%以上の高密度の圧縮体が作製できる。2)粉末粒子の接合は粉末粒子の摩擦と、粉末の極表面の摩擦熱による融解によるので、成形と焼結過程を同時に行うことが出来る。3)衝撃負荷時において、粉末粒子間の摩擦により、粉末表面が活性化しているため、焼結が必要な場合にも、通常の粉末冶金の焼結温度より低い温度で焼結できる。その結果、1)傾斜機能粉末は10vo1%ずつ異なる11種類の混合比の粉末を、粉末充填部にそれぞれ厚さ1〜2mmずつ積層し、固化した場合に、組成が連続的に変化した割れのない良好なFGM材を作製できた。2)SUS304/CuFGM材及びSi_3N_4/SUS304FGM材の熱サイクル試験は600℃〜800℃-10min加熱後、水焼き入れのサイクルを10回行った。その結果、素材間の熱膨張差が2〜10倍異なるにも関わらず、割れ等の欠陥の発生は認められなかった。高温落差試験はSUS304/Cu系について行い、SUS304側表面を高温に加熱し、Cu側は水冷Cu盤上にセットし、このサイクルを30回行った。その結果、800℃加熱ではSUS304側に多少亀裂が発生し、1000加熱では、Cu側にも一部亀裂が発生した。熱サイクル試験に比較し、高温落差試験の方が機械的性質の劣下を引き起こし易いことが知られた。
Now, the limit field of the environment under the use of resistant materials development requirements. These conditions are sufficient for the material to be used, and for the inclined functional material of the metal system to be used. In addition, the heat resistance of the high temperature part, the heat resistance and the heat resistance of the cooling part, the heat resistance and the mechanical properties of the high temperature part, the heat resistance and the thermal expansion difference, the heat resistance and the thermal expansion difference, the heat resistance and the thermal expansion difference. In this paper, the development and utilization of shock wave beam in water for impact curing of Si3N4/SUS304, ZrO2/SUS304 and SUS304/Cu systems were studied. The shock solidification method is characterized in that the shock wave generated by explosion is propagated in water, the shock wave in water, the high shock pressure is directly acted on powder, the powder is pulverized, the friction between powder particles and powder particles is melted, and the ultra-rapid cooling is carried out after solidification. The impact force is 4 ~ 11GPa. The characteristics of this shock compression method are as follows: 1) High pressure is easy to control, and high density compression materials with relative density of 94% or more are easy to control. 2)The bonding of powder particles involves the friction of powder particles, the friction heat of the polar surface of powder, the melting, the forming and the sintering process. 3)Impact load, friction between powder particles, activation of powder surface, sintering is necessary, sintering temperature is usually low, sintering temperature is low. Results: 1) Inclined functional powder: 10vo1%: 11 kinds of mixed powder: 1 ~ 2mm thick powder filling part: 1 ~ 2mm thick layer: 1 ~ 2mm thick layer: 1 2)SUS304/CuFGM and Si_3N_4/SUS304FGM materials were heated at 600℃ ~ 800℃-10min and then heated in water for 10 cycles. The thermal expansion difference between the results and materials is 2 ~ 10 times different. High temperature drop test: SUS304/Cu system, SUS304 side surface, high temperature heating, Cu side, water cooling Cu plate, 30 cycles As a result, a number of cracks occurred on the SUS304 side when heated at 800℃, and a part of cracks occurred on the Cu side when heated at 1000 ℃. Heat transfer test, high temperature drop test and mechanical properties of the inferior, lead to the rise of the easy to know
项目成果
期刊论文数量(16)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
A.Chiba: "Fabrication of functional gradient materials by powder consolidation technique using converging underwater-shock pressure." Proc.of 3rd Int.Symposium on Structural and Functional Gradient Materials. (印刷中).
A.Chiba:“使用收敛水下冲击压力的粉末固结技术制造功能梯度材料。”第三届结构和功能梯度材料国际研讨会(正在出版)。
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反重竜一: "爆発衝撃固化したTiAl合金粉末圧縮材の微細組織と機械的性質" 火薬学会誌. 55. 166-173 (1994)
Ryuichi Tanju:“爆炸冲击固化压缩 TiAl 合金粉末材料的微观结构和机械性能”日本炸药学会杂志 55. 166-173 (1994)。
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M.Nishida: "Morphology and boundary structure of twins in TiNi martensite" Proc.of Int.Conf.on Solid→Solid Phase Trans.In Inorganic Mater.'94. (印刷中). (1994)
M.Nishida:“TiNi 马氏体孪晶的形态和边界结构”Proc.of Int.Conf.on Solid→Solid Phase Trans.In Inorganic Mater.94(印刷中)。
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M.Nishida: "Electron microscopy studies of twin morphologies in B19'martensite in the Ti-Ni shape memory alloy." Acta metall.mater.43. 1219-1227 (1995)
M.Nishida:“Ti-Ni 形状记忆合金中 B19 马氏体孪晶形态的电子显微镜研究。”
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Y.Morizono: "Stress relaxation in cermics/metal joint using thermoelastic martensitic transformation" Proc.of Int.Conf.on Solid→Solid Phase Trans.In Inorganic Mater.'94. (印刷中). (1994)
Y.Morizono:“使用热弹性马氏体转变的陶瓷/金属接头的应力松弛”Proc.of Int.Conf.on Solid→Solid Phase Trans.In Inorganic Mater.94(印刷中)。
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$ 1.15万 - 项目类别:
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