セラミックス-金属系傾斜機能材料の新しいプロセシング

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セラミックスや金属の永い歴史の上に築かれてきた個々のプロセス技術の調和を計りながら、両者の傾斜機能材料を作製するための新しい製造プロセスの開発を行った。本年度の研究ではセラミックスとして高純度のマグネシア、金属としてステンレススチ-ル(SUS304)採用して、ホットフォ-ジ法や成分蒸発法などの新規なプロセス技術を考案し、傾斜組成燃結体を製造した。得られた結果は以下の通りである。1.ホットフォ-ジ法は極めて短時間プロセスであるにもかかわらず、マグネシア-ステンレス系の広い配合組成範囲にわたって、有効な緻密化手段であることが確認された。ステンレス粉末の粒径が大きい場合には、緻密化は主として金属粒子の塑性変形によって指配されているようであった。またマグネシア、ステンレス共に超微粉を出発原料とした場合には、サブミクロンの粒子径より成る緻密な複合焼結体が作製できた。この緻密焼結体のビッカ-ス硬度および破壊靭性値は、組成の変化と共にステンレスの延性的な性質からマグネシアの脆性的な性質へと、連続的に変化していくことが確認された。2.マグネシア超微粉とステンレスの複合粉末の成形体をアルゴン雰囲気中で長時間焼成すると、成形体の表面からマグネシアの散逸が生じて、組成勾配が発現することを見出した。そこで焼成物断面の詳細な組成分析を行い、このプロセスが傾斜機能化の有望な手法になり得ることを確認した。