セラミックス/金属高強度複合材料のダイナミックコンパクション

爆発や高速衝突によって発生する衝撃波を粉体に作用させて、固化させる技術がダイナミックコンパクションである。衝撃波が粉体を通過中に、粉体中の空隙部が超高温に加熱されると同時に、粒子の表面が局部的に加熱された状態で、粉体全体が強く圧縮されるとの特徴をもっている。通常の方法では、化学反応によって変質する系であっても、混合状態を保ったまま、粒子間を強く結合させることができる。本研究においては、アルミナ小球をアルミナと同等の衝撃インピ-ダンスを持つ炭化チタン、高い衝撃インピ-ダンスを持つタングステン中に分散させた複合焼結体をダイナミックコンパクションによって作製した。ダイナミックコンパクションは、ステンレス鋼製カプセル中に原料粉体を封入して、鉄製飛び板をカプセルに平行衝突させて行なった。飛び板の加速は爆薬の爆発を利用して行なった。各種混合粉体に対する最適衝撃条件を決めた。ダイナミックコンパクションの欠点は、得られる焼結体にクラックが発生しやすいことである。クラックの防止のための多層飛び板の開発に成功した。以上の実験結果より、ホットプレスによっては、化学反応を起こすセラミックス-セラミックス、セラミックス-金属の組み合わせによる複合焼結体がダイナミックスコンパクションによって作製できることが明らかになった。高強度複合セラミックスのプロセス技術として有用な手段が確立させた。

爆発や高速衝突によって発生する衝撃波を粉体に作用させて、固化させる技術がダイナミックコンパクションである。衝撃波が粉体を通過中に、粉体中の空隙部が超高温に加熱されると同時に、粒子の表面が局部的に加熱された状態で、粉体全体が強く圧縮されるとの特徴をもっている。通常の方法では、化学反応によって変質する系であっても、混合状態を保ったまま、粒子間を強く結合させることができる。本研究においては、アルミナ小球をアルミナと同等の衝撃インピ-ダンスを持つ炭化チタン、高い衝撃インピ-ダンスを持つタングステン中に分散させた複合焼結体をダイナミックコンパクションによって作製した。ダイナミックコンパクションは、ステンレス鋼製カプセル中に原料粉体を封入して、鉄製飛び板をカプセルに平行衝突させて行なった。飛び板の加速は爆薬の爆発を利用して行なった。各種混合粉体に対する最適衝撃条件を決めた。ダイナミックコンパクションの欠点は、得られる焼結体にクラックが発生しやすいことである。クラックの防止のための多層飛び板の開発に成功した。以上の実験結果より、ホットプレスによっては、化学反応を起こすセラミックス-セラミックス、セラミックス-金属の組み合わせによる複合焼結体がダイナミックスコンパクションによって作製できることが明らかになった。高強度複合セラミックスのプロセス技術として有用な手段が確立させた。