超塑性セラミックスの粒界構造と変形機構に関する電子顕微鏡的研究

超塑性陶瓷晶界结构及变形机制的电镜研究

• 批准号: 09228216
• 负责人: 熊尾 章宏
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Kyoto Institute of Technology
• 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-09228216/
• 关键词: 超塑性セラミックス; ジルコニア; 電子顕微鏡; 圧縮変形; 粒界すべり; 粒成長; ガラス相; 結合粒界面指数

耐熱、高強度でしかも変形可能なセラミックスの開発と物性測定が盛んに行われるようになった。特に、ジルコニアをベースにしたセラミックスは機能性材料として注目されている。この場合、結晶粒の非常に小さな多結晶の焼結体が用いられることが多いが、材料の特性は結晶粒の大きさに強く依存するとともに、変形や破壊には粒界構造が大きく影響する。本研究では、超塑性を示すイットリア安定化正方晶ジルコニア多結晶体(Y-TZP)を圧縮して変形し、変形前後の構造を電子顕微鏡で観察するとともに、エネルギー分散X線分光法(EDS)により粒子内部と粒界の組成分析を行い、超塑性発現機構に対する知見を得ることを目的とし、以下の結論を得た。1,圧縮後の粒子の平均粒径は0.26μmで、圧縮前の平均粒径0.2μmよりやや大きくなったが、これは高温での圧縮によりごく小さな微粒子が比較的大きな粒子に吸収されたと考えられる。しかし、一個一個の粒子の形状や電子回折像は変形前後で変化はなく、圧縮による結晶学的な構造変化は起こっていない。2,粒子内には歪みによるコントラストは観察されたが転位や欠陥はほとんど観察されなかった。上記の結果より、変形は粒界すべりによって生じ、粒界すべりにより応力が粒界で緩和されるものと考えられる。3,粒界にはガラス相のような非晶質相はなく、粒子どうしが平滑な面で結合している。高分解能電子顕微鏡観察の結果、粒界面を構成しやすいのは{111}、{110}、{311}、{310}、{331}等の面で、高次の指数の粒界面は観察できなかった。特に{111}と、{311}面での結合が多かった。これらの場合、粒界における原子のマッチングが良い。4,EDS分析の結果、粒子内部、粒界部分および粒界の三重点で顕著な組成の相違はなかった。Y-TZPの超塑性は粒界すべりによるものと考えて良いが、Y原子は試料全体に万遍なく分布し、粒界すべりには寄与していない。

Heat resistance, high strength で で なセラ ス <s:1> <s:1> deformation possibility なセラ なセラ ッ ス ス <s:1> development と physical property determination が んに んに conduct われるようになった. に, ジ ル コ ニ ア を ベ ー ス に し た セ ラ ミ ッ ク ス は functional materials と し て attention さ れ て い る. こ の occasions, small crystals の very に さ な more crystalline の 焼 nexus of contracts が with い ら れ る こ と が more い が, material の は crystals の big き さ に strong く dependent す る と と も に, - shaped や 壊 に は LiJie tectonic が big き く influence す る. This study で は and superplastic を す イ ッ ト リ ア stabilization tetragonal ジ ル コ ニ ア crystals (Y - TZP) more を 圧 shrinkage し て - し, - の structure before and after を electronic 顕 micromirror で す was 観 る と と も に, エ ネ ル ギ ー scattered X-ray spectrometry (EDS) に よ り particle internal と LiJie の composition analysis を い, superplastic 発 institutions now に す seaborne る knowledge Youdaoplaceholder0 gives る とを とを objective と た, the following <s:1> conclusion を gives た. 1, after 圧 shrinkage の particle の は mean particle size of 0.26 mu m で, 圧 shrinkage の before the average particle size of 0.2 mu m よ り や や big き く な っ た が, こ れ は high-temperature で の 圧 shrinkage に よ り ご く small さ な が comparison of large particles き な particle に 収 absorption さ れ た と exam え ら れ る. し か し, a particle の の や electronic inflexion shaped like は - shape before and after で variations change は な く, 圧 shrinkage に よ る な structural variations of crystallography は up こ っ て い な い. 2, the particles within the に は slanting み に よ る コ ン ト ラ ス ト は 観 examine さ れ た が planning a や owe 陥 は ほ と ん ど 観 examine さ れ な か っ た. Written の results よ り, - は LiJie す べ り に よ っ て じ, LiJie す べ り に よ り 応 force が LiJie で ease さ れ る も の と exam え ら れ る. Phase 3, LiJie に は ガ ラ ス の よ う な amorphous phase は な く, particle ど う し が smooth な surface で し て い る. High decomposition can electronic 顕 micromirror 観 examine の results, LiJie を constitute し や す い の は {111}, {110} and {311}, {310} and {331} の で, high order の index の LiJie surface は 観 examine で き な か っ た. The に{111}と and {311} sides で <s:1> are combined with が multiple った った. Youdaoplaceholder2 れら occasion, particle boundary における atom <e:1> ッチ ッチ グが good における. 4. The three key points of the EDS analysis <s:1> results, the interior of the particle, and the particle boundary part および the particle boundary <e:1> are で顕 and な together, forming a <s:1> that is in conflict with each other, and な な った った. Y - TZP の superplastic は LiJie す べ り に よ る も の と exam え て good い が, Y atomic は sample all に and again な く し, LiJie す べ り に は send し て い な い.

项目成果

Akihiro Kumao: "Grain boundary structure of superplastic ceramics studied by HREM and EDS" Proc.4th Special Symposium on Advanced Materials. (発表予定). (1998)

Akihiro Kumao：“HREM 和 EDS 研究的超塑性陶瓷的晶界结构”Proc.4th Special Symposium on Advanced Materials（即将发表）。

Akihiro Kumao: "High-temperature deformation and structure change of Al_2O_3 and Y-ZrO_2" Proc.14th International Congress on Electron Microscopy. (発表予定). (1998)

Akihiro Kumao：“Al_2O_3 和 Y-ZrO_2 的高温变形和结构变化”Proc.14th International Conference on Electron Microscopy（即将提交）。

Akihiro Kumao: "Electron microscopic studies on structure and deformation of superplastic ceramics" Proc.Swiss-Japanese Joint Seminar on Electron Microscopies in Materials Science. 13-16 (1997)

Akihiro Kumao：“超塑性陶瓷结构和变形的电子显微镜研究”Proc.瑞士-日本材料科学电子显微镜联合研讨会。