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高分解能電子顕微鏡法による超塑性合金およびセラミックスの粒界構造の研究

高分辨率电子显微镜研究超塑性合金和陶瓷的晶界结构

基本信息

批准号：
09228204
负责人：
大砂哲
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Tohoku 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：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09228204/
关键词：
超塑性粒界構造 Al合金

项目摘要

1.目的:セラミックスとAl合金の複合材料は高速超塑性特性を示すことが知られており、粒界および異相界面における部分液相化がその原因と考えられてきた。本研究では、セラミックスとAlマトリックスの界面の構造に注目して、その微細構造と超塑性特性との関連を明らかにすることを目的とした。2.実験方法:焼結材、押し出し材、引っ張り試験材の各種試料について、セラミックス/Al-合金界面に注目して、高分解能電子顕微鏡および分析電子顕微鏡で調べた。3.結論:β-Si_3N_4結晶とAlマトリックスの界面の反応は、Al中の添加物として存在するMgの界面への偏析によって生じる。この反応は最初、β-Si_3N_4結晶表面のSiO_2膜から起こり、その後β-Si_3N_4結晶中へと広がる。その結果生じた反応相はMgとSiに富んだAl固溶相である。また、引っ張り試験温度で起きる反応相の部分的な溶解は、β-Si_3N_4結晶との反応(反応相の成長)を促進する。この反応相は、β-Si_3N_4結晶とエピタキシャルの関係をもって成長し、ファセット面をもってAlマトリックスと接している。このモルフォロジーとMg,Siの組成の偏析から、反応相は液相から成長したと言える。以上の結果から、超塑性は、Si_3N_4結晶とAlマトリックスの界面反応よって作られたMg,Siに富む界面反応層の、引っ張り試験温度での部分溶解に起因すると結論できる。この界面における部分溶解は、引っ張り試験時の界面での応力集中の緩和、キャビティーの発生の抑制を担っていると考えられる。

1. Objective: To investigate the high speed superplastic behavior of Al alloy composites and the reasons for partial liquidization at grain boundary and heterogeneous interface. This study focuses on the structure of the interface and the relationship between the microstructure and the superplastic properties. 2. Implementation methods: sintering materials, extrusion materials, tensile test materials and various sample preparation, separation of materials/Al-alloy interface attention, high resolution energy electron microscope and analytical electron microscope tuning. 3. Conclusion: The segregation of Mg at the interface of β-Si_3N_4 crystal and Al is caused by the existence of additive in Al The SiO_2 film on the surface of β-Si_3N_4 crystal starts to form at the beginning, and the SiO_2 film on the surface of β-Si_3N_4 crystal starts to form at the end. As a result, the phase of Mg and Si is rich in Al The dissolution of the phase and the growth of β-Si_3N_4 crystals are promoted by the temperature of the sample. The relationship between β-Si_3N_4 and β-Si_3N_4 crystals is discussed. The composition of Mg,Si is separated from that of Mg,Si and the growth of Mg, Si is reversed. The results above indicate that the interfacial reaction between Mg,Si and Al in superplastic Si_3N_4 crystals is responsible for the partial dissolution of Mg, Si rich interfacial reaction layers at tensile test temperatures. The interface is partially dissolved, the tension is reduced, and the stress concentration at the interface is suppressed.