ナノ構造制御による傾斜機能材料の製造と機能評価

通过纳米结构控制功能梯度材料的制造和功能评估

• 批准号: 08243235
• 负责人: 新原 晧一
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-08243235/
• 关键词: 傾斜機能; ナノコンポジット; ナノ複合材料; ナノ機能制御; 双方向ナノコンポジット; 破壊強度; 破壊靱性; セラミックス; 金属界面

ナノメーターサイズの金属をセラミックスマトリックスの粒子内あるいは粒界に分散させた粒界及び粒内型傾斜機能ナノ複合材料を、種々のプロセスにより作製することに成功した。これら材料では、数10〜100nmの微細な金属が均一に分散しており、室温での破壊強度、硬度などの機械的性質が単相材料に比較して著しく改善されることが示された。セラミックス/金属の界面には反応相などは無いものの、金属の種類やそのサイズによって構造の乱れが存在することが示された。また、このようなセラミックス/金属ナノ複合材料を更に制御することによっMo/ZrO_2では、セラミックス/金属と金属/セラミックスの相互ナノ複合材料を作製することができた。この相互ナノ複合化の効果を用い作製した材料の機械的特性は、強度、靱性とも大幅に改善された。この様な特性の改善は、従来、転移強化セラミックスでは限界と考えられて来た強度、靱性のトレードオフを打破するものであり、この特性改善はジルコニアの変態強化機構に加え、金属相添加によるクラック近辺での応力緩和機構に基づく本質的な靱性の改善、及び相互ナノ複合化による組織の微細化などの相乗効果に起因するものと考えられる。即ち、本研究により、従来にないレベルでの傾斜機能材料の開発に繋がるナノレベルの組織制御や界面制御によるセラミックス/金属ナノ複合材料の作製とその機械的特性の改善に成功した。本年度の以上の研究成果は、セラミックス/金属ナノ複合材料において機械的特性の改善のみならず、電気的・磁気的な新たな機能を付与することも将来的に可能であることを示しており、本研究により最終的には機械的特性と何らかの機能性を合わせもった機能傾斜構造材料が具現できるものと期待される。

ナノメーターサイズのmetal をセラミックスマトリックスの あるいは grain boundary にdispersion させたGrain boundary and intra-granular tilt functional nanocomposite materials have been successfully manufactured.これら material では, several 10~100nm のfine metal が uniform dispersion しており, room temperature でのbreaking The strength and hardness of the mechanical properties of the materials are improved by comparison and improvement.セラミックス/metal interface には 濜phase などは无いものの、metal のType やそのサイズによって Structure の乱れがexistent することが Show された.また、このようなセラミックス/metal ナノcomposite material を上にcontrol することによっMo/ZrO_2では、セラミックス/metalとmetal/セラミックスのmutual ナノcomposite material することができた. The effect of compounding each other is to significantly improve the mechanical properties, strength, and toughness of the materials used.この様な Characteristics Improvement は, 従来, 転综合 Strengthen the セラミックスでは limit と考えられて来たstrength, The のトレードオフをbreak the するものであり, the このcharacteristic improvement はジルコニアの変State strengthening mechanismに加え、Metal phase addition によるクラック close to the base での応nerg force relaxation mechanism にbase づくImprovement of the essential properties , and the mutual compounding and micronization of the organization, the multiplication effect of the multiplication effect, and the cause of the multiplication effect. That is, this study is based on the organization control of the tilted functional material and the system of the system.やInterface Control System/Metal Nano Composite Materials has been successfully used to improve the characteristics of the machine. The above research results of this year are は, セラミックス/metal ナノ composite material において Machinery The improvement of characteristics and the new functions of electric and magnetic devices will be given to the future. The possible performance of the machine is shown in this study, and the characteristics of the final machine are determined in this study.かのfunctionalityを合わせもったfunctional tilt structural material が见できるものとawait される.

项目成果

K.Niihara: "In-situ Fabrication of Tungsten Nanocrystal Encapsulated Carbon Ball in TEM" Materials Letters. 27. 121-124 (1996)

K.Niihara：“TEM 中钨纳米晶体封装碳球的原位制造”材料快报。

M.Nawa: "Microstructure and Mechanical Properties of Y203 Stabilized Tetragonal Zirconia based Nanocomposites Incorporating Metal Dispersions" Journal.of Jp.Powder and Powder Metallurgy. 41. 1220-1225 (1994)

M.Nawa：“结合金属分散体的 Y2O3 稳定四方氧化锆基纳米复合材料的微观结构和机械性能”Jp.Powder and Powder Metallurgy 杂志。

T.Sekino: "Microstructural Characteristics and Mechanical Properties for Al203/Metal Nanocomposites" NanoStructured Materials. 6. 663-666 (1995)

T.Sekino：“Al2O3/金属纳米复合材料的微观结构特征和机械性能”纳米结构材料。

T.Sekino: "Mechanical and Magnetic Properties of Nickel Dispersed Alumina-Based Nanocomposite" Materials Letters. 29. 165-169 (1996)

T.Sekino：“镍分散氧化铝基纳米复合材料的机械和磁性”材料快报。

M.Nawa: "A New Type of Nanocomposite in Tetragonal Zirconia Polycrystal-Molybdenium System" Materials Letters. 20. 299-304 (1994)

M.Nawa：“四方氧化锆多晶钼系统中的新型纳米复合材料”材料快报。