水熱条件下におけるセラミックスの摩耗

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今年度に行った研究によって得られた新たな知見, 成果は以下の通りである.1)Si_3N_4, SiC, ジルコニアセラミックスを静的な条件でオートクレープ内で, 高温高圧名で処理した. 処理品の観察, 腐食生成物の定量, そして反応速度の解析から静的な条件での腐食のメカニズムを明らかにした.(1)Si_3N_4では試料表面から酸化が始まり, 酸化層であるSIO_2層をNH_4^+イオンが拡散しながら腐食が進行する. その再, Si_3N_4粒界の影響が顕著で, 粒界にガラス層が多い場合は, より進行が速いことが明らかになった. (2)SiCでも試料表面から酸化が始まるが, その際に発生したCH_4はSiO_2層中を拡散しにくいため, Si_3N_4より腐食が進行が遅いことが明らかになった. (3)ジルコニアでは試料表面から正方晶→単斜晶状態が進行し, その際に水中のOH^-イオンの寄与が大きいことが明らかになった.2)オートクレープ中における回転摩耗試験を行うため, 現有のオートクレープに今年度研究費で購入した回転計測計を取り付け, システムを完成した.3)摩耗に及ぼす水の圧力, 温度の影響を調べた. 摩耗即ち動的な腐食は静的な腐食に比べて著しく進行が速いことが明らかになった.以上の研究結果により, セラミックスの大気中の摩耗現象を明らかにし, さらに高温高圧水中の摩耗現象をセラミックスの加工に利用することが出来ると考えられる.