Ti,Ni,Nb系アルミナイドの衝撃反応合成とその評価

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本年度を含め3年間の重点領域「金属間化合物」公募研究の成果をまとめると、以下の5項目に集約される。(1)爆薬のデトネーションを利用した、軸対称衝撃反応合成装置を回収し、Ti-Al系を対称として、その未反応一反応一回収に関する衝撃反応性を記述する衝撃反応状態図を作成し、それによりマクロな反応性の記述に加えて、非平衡相の組織・構造などの記述にも有効であることを発見した。(2)一段式火薬銃を用いた平面衝撃反応合成実験法を確立し、700℃程度までの高温下でも衝撃実験できる技術を開発し、主として、反応性への衝撃条件の影響について評価できることを示した。(3)軸対称衝撃反応合成メカニズムに関する実験ならびに理論解析両面からの考察を加え、不安定流動が反応開始条件となること、高速な機械的混合・均一化が衝撃誘起反応のトリガーとなることを、明らかにした。(4)平面・軸対称衝撃反応合成に関する成果ならびに考察に基づいて、スケールを約80倍とした大規模回収実験法を設計し、その衝撃反応性が(1)で作成した反応状態図でほぼ記述できることを示した。(5)前述の(3)で示した反応合成メカニズムから推して、初期粉体として微細に混合されたサンプルを用いると、少なくとも衝撃条件が緩和することが期待される。事実、研究者が別途研究開発してきた高速メカニカルアロイングを用い微細混合したサンプルを用いて平面衝撃実験をした所、反応に必要な衝撃速度が100m/s以上も低下することを見出した。現在、(3)、(4)は国内における協同研究、(5)に関しては国際協同研究を開始している。