ジルコニアセラミックスの超塑性現象と微細構造

氧化锆陶瓷的超塑性现象及显微结构

• 批准号: 63580043
• 负责人: 石澤 伸夫
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1988
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1988 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-63580043/
• 关键词: ジルコニア; 部分安定化; 微構造; 超塑性; 正方晶双晶構造固溶体単結晶; ビッカース圧子; 微細組織

アークイメージフローティングゾーン法をもちいて、イットリア-ジルコニア系固溶体単結晶を融液から育成した。得られた結晶は直径4mm、長さ80mmで、部分安定化ジルコニアと呼ばれるイットリア濃度5.3mol%以下の結晶は乳白色を呈し、完全安定化ジルコニアと呼ばれる同濃度以上の結晶は無色透明であった。粉末X線分析を行ったところ、前者は正方晶相と立方晶相の二相が共存しており、後者は立方晶相の単相であった。部分安定化ジルコニアを、立方晶相と正方晶相の二相共存領域である高温(1700℃)で長時間熱処理を行い、分析電子顕微鏡をもちいて微細組織を観察した。その結果、(1)部分安定化ジルコニアは立方晶相の母相中に正方晶相の粒子が析出した微構造を有する、(2)正方晶相粒子は樹枝状の形態を有し、熱処理時間の増加とともに、その径が肥大化する、(3)正方晶相粒子は双晶構造を有し、厚さ50nm程度の板状正方晶相単結晶の板面((110)面)を双晶面として接合して繰り返す、(4)正方晶相と立方晶相の間では相平衡状態図に従ったイットリウムの分配が起きている。などの新しい知見を得た。さらに部分安定化ジルコニア結晶に一軸圧縮応力を加えて、同時に直接通電法によって熱処理し、微細組織の観察を行った。2200℃の立方晶単相領域では100%以上の圧縮変形がみられたが、1800℃の二相共存領域ではこのように大きな変形がみられなかった。しかし微細組織は大きく変化し、正方晶析出粒子が大きく配向することが確かめられた。また、部分安定化ジルコニア結晶にビッカース圧子を圧入して局所的に大きな応力を印加し、圧痕近傍の異方的な変形機構を走査電子顕微鏡観察の結果から論じた。圧痕周辺に生じる針状組織は単斜晶相で、これは正方晶相の応力誘起変態によって生成したものである。圧子の向きを変化したときの組織変化の様子を、変態機構と正方晶相析出相の形態の関係から明らかにした。

The method of crystallization of solid solution is to melt and grow the solution. The obtained crystals are 4mm in diameter, 80mm in length, partially stabilized and colorless with a concentration of less than 5.3 mol %. Powder X-ray analysis: the former is blue shift between tetragonal and cubic phases, the latter is blue shift between cubic and single phases. Partial stabilization: cubic phase, tetragonal phase and two-phase blue shift region: high temperature (1700℃), long-term heat treatment, analysis of electron microscope, fine structure observation The results are as follows: (1) partial stabilization of tetragonal particles in cubic phase and parent phase;(2) dendritic morphology of tetragonal particles; increase of heat treatment time;(3) enlargement of tetragonal particles in twin structure; The plate-like tetragonal phase crystal plate ((110) plane) with a thickness of about 50nm has a double crystal plane and a double crystal plane.(4) The tetragonal phase and the cubic crystal phase have a phase equilibrium state. The new knowledge is available. In addition, partial stabilization, crystallization, one-axis pressure reduction, simultaneous direct current method, heat treatment, and micro-structure inspection were carried out. At 2200℃, the cubic phase domain is more than 100% of the pressure contraction, and at 1800℃, the two-phase blue shift domain is more than 100% of the pressure contraction. The fine structure is large and the tetragonal precipitation particles are large and aligned. The results of electron microscope examination were analyzed. The results of electron microscope examination were analyzed. The acicular structure in the circumferential surface of the scar was induced by the force of the oblique crystal phase and the tetragonal crystal phase. The relationship between the orientation of the electron and the morphology of the tetragonal phase

项目成果

佐伯淳: 日本セラミックス協会学術論文誌. 97. 43-48 (1989)

Jun Saeki：日本陶瓷学会杂志 97. 43-48 (1989)。

N.Ishizawa: "Advances 24, Science and Technology of ZirconiaIII" J.Amer.Ceram.Soc., (1989)

N.Ishizawa：“进展 24，氧化锆 III 的科学与技术”J.Amer.Ceram.Soc.，(1989)