溶射法による金属間化合物ナノ結晶皮膜の創製

热喷涂法制备金属间化合物纳米晶薄膜

• 批准号: 00F00298
• 负责人: 福本 昌宏
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Toyohashi University of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-00F00298/
• 关键词: 溶射; 金属間化合物; FeAl; 機械合金化法(MA); HVOF溶射; ナノ結晶組織; 規則化

構造材料の強度特性改善や材料における新規機能発現法として、材料のナノレベルに至る微細組織化が有用とされる。各種金属間化合物材料の多くは、高温特性に優れ、また比強度が高く、さらに原料が安価であることなどから、従来の耐熱鋼等の代替材料としての使用拡大が期待されている。本研究では、初年度のFeAl材料に加え、新たにNiAl, CoAl, Cr_2AlおよびCrAlFe各金属間化合物材料を採り上げ、これら材料の飛躍的な特性改善を目指し、微細結晶粉末の成膜化を続行した。昨年同様に、微細結晶粉末の作製には機械合金化法(MA)を、また成膜には粉末への熱影響の少ないHVOF溶射法、ならびに比較のために一部減圧プラズマ溶射法を用いた。二年度の研究成果は以下の様である。いずれの材料系においてもMA処理時間の増大に伴い原粉末は次第に微細化し、長時間の後に凝集する傾向が認められた。MA処理に伴いX線回折ピークは徐々に低角度側にシフトし、金属間化合物相への移行および結晶構造変化が現れた。またMA時間の経過に伴いピークは次第にブロード化し、結晶粒の微細化および格子欠陥の増大化が認められた。Scherrerの式により、最終の粉末結晶粒径は20〜30mmに達するものと推測された。CoAl材料等について磁性特性変化を調査した結果、MA時間の増大に伴い磁性の減少傾向が認められた。本来規則化した金属間化合物は室温では常磁性を示すことが知られており、MAによる磁性の減少は強磁性成分が減少し、常磁性を示す金属間化合物相が現れたものと考えられる。またMAの進行に伴い徐々に常磁性へと変化するが、長時間の後には飽和した。これは不規則化された金属間化合物相が一部形成されたことによるものと考えられる。粉末に対する熱処理の後には磁性が全くみられなくなったことより、金属間化合物相の規則化が起こったものと考えられる。適正条件の下に作製したMA処理粉末をHVOFまたは減圧プラズマ溶射し皮膜を作製した。X線回折の結果より、皮膜にはブロード化した金属間化合物相のピークが認められた。したがって、微細結晶組織を形成するMA法と熱影響を抑制可能なHVOF溶射法を用いることにより、ナノレベルでの微細結晶構造を有する金属間化合物相皮膜の作製を達成することができた。皮膜に対する微視硬さ、高温硬さおよび摩耗特性評価を行った結果、いずれの金属間化合物皮膜においても、所望の優れた特性が認められた。なお本研究に関連して、各種金属間化合物等の構造に関する解析研究も併行して実施した。以上の研究成果は、国内での学協会および国際シンポジウムでの口頭発表として公表するとともに、3編の学術論文として国内外専門雑誌に投稿しており、引き続き残り2報を投稿準備中である。

Construction material の strength characteristics improve や に お け る 発 is now the new rules functions と し て, material の ナ ノ レ ベ ル に into る subtle organized が useful と さ れ る. More than all kinds of intermetallic compound materials の く は, high temperature properties に optimal れ, ま た higher than strength が く, さ ら に materials が Ann 価 で あ る こ と な ど か ら, 従 の の instead of material such as heat resistant steel と し て の use company, big が expect さ れ て い る. At the beginning of this study で は, annual の FeAl material に え, new た に leicester, CoAl, Cr_2Al お よ び CrAlFe the intermetallic compound materials を mining り げ, こ れ ら な characteristic of の leap improve を refers し, fine crystalline powder の film-forming を 続 line し た. Yesterday in with others in に, fine crystalline powder の system に は mechanical alloying (MA) を, ま た film-forming に は powder へ の less heat affected の な い HVOF dissolving method, な ら び に is の た め に a minus 圧 プ ラ ズ マ dissolve reflection を with い た. The <s:1> research achievements of the second year are as follows: である. い ず れ の material department に お い て も MA 処 manage time の raised big に partner い original powder は initial に ultra-micronization model.the し, long の に agglutination す る tendency が recognize め ら れ た. MA 処 Richard に with い X-ray inflexion ピ ー ク は xu 々 に low Angle side に シ フ ト し, intermetallic phase へ の transitional お よ び crystal structure - the が now れ た. Ever ま た MA time の 経 に with い ピ ー ク は initial に ブ ロ ー ド し and crystal grain の ultra-micronization model.the お よ び grid owe 陥 の rights dahua chemiacl が recognize め ら れ た. The Scherrer <s:1> form によ によ, and the final crystal particle size of the <s:1> powder is <s:1> 20-30mmに, reaching する する と と. It is estimated that された. The results of the を investigation of the magnetic property changes of CoAl materials such as に, に and て show that an increase in MA time accompanied by a decrease in <s:1> magnetic property <e:1> tends to が suggest められた. Originally regularization し た は intermetallic compounds at room temperature で は paramagnetism を shown す こ と が know ら れ て お り, MA に よ る magnetic の reduce は strong magnetic component が し, often magnetic を す intermetallic phase が now れ た も の と exam え ら れ る. The またMA <s:1> undergoes に accompanied by に to undergo 々に normal magnetic へと transformation するが, and after a long period of time, it に becomes saturated and た. The <s:1> れ れ irregularizes the された intermetallic compound phase が to form a part of the された された とによる とによる <e:1> と と and と. After powder に す seaborne る hot 処 Richard の に は magnetic が full く み ら れ な く な っ た こ と よ り, intermetallic phase の regularization が up こ っ た も の と exam え ら れ る. Under normal conditions <s:1>, に is used to prepare <s:1> たMA treatment powder をHVOFまた <s:1> reduced-voltage プラズ <s:1> solubilized skin membrane を is used to prepare た. The results of X-ray refolding are よ よ, and the skin film is に ブロ ブロ ド ド and <s:1> た intermetallic compound phase ピ ピ and が が are recognized as められた. し た が っ て, fine crystal structure を form す る MA method と heat affected を inhibition may な HVOF dissolve reflection を with い る こ と に よ り, ナ ノ レ ベ ル で の micro crystalline structure を have す る intermetallic phase system of skin membrane の を reached す る こ と が で き た. Skin membrane に す seaborne る micro hard さ, high temperature and hard さ お よ び friction consumption characteristics evaluation 価 を line っ た results, い ず れ の intermetallic compound film に お い て も, promise の れ た features が recognize め ら れ た. Youdaoplaceholder0 This study に is related to <s:1> て, various intermetallic compounds and other <s:1> structural に relations する analytical research parallel <s:1> て implementation た. は の above research results, domestic で の study association お よ び international シ ン ポ ジ ウ ム で の oral 発 table と し て male table す る と と も に, 3 の academic papers と し て 専 雑 door at home and abroad will contribute に し て お り and き 続 き residual り 2 quote を contribute to で あ る.

项目成果

胡 望宇: "ナノ組織Fe/Al粉末の作製とその溶射"日本溶射協会第74回全国講演大会講演論文集. 74. 13-14 (2001)

万谷虎：“纳米结构Fe/Al粉末的制备及其热喷涂”日本热喷涂协会第74届全国会议论文集74. 13-14（2001）。

Wangyu Hu: "Synthesis and characterization of nanocrystalline iron aluminide intermetallic compound"Proc.of the 7th Symp.of Japan Welding Society. 2. 1027-1032 (2001)

胡王宇：“纳米晶铝化铁金属间化合物的合成与表征”日本焊接学会第七届会议论文集。