遷移金属ボロシリサイドと関連化合物の機能材料としての基礎物性

过渡金属硼硅化物及相关化合物作为功能材料的基本物理性质

基本信息

批准号：
15686028
负责人：
伊藤和博
金额：
$ 17.31万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

今年度は、1)昨年度実施したコーティング材料としての機能の改善方法と、2)遷移金属ボロシリサイドの構造異方性と弾性や熱膨張との関係(本研究では、構造異方性を低減し熱歪などを低減する方向に考える)について関連化合物の基礎物性を調べた。1-1)実用的な見地から、コーティング基材としてMo_5SiB_2+Mo二相共晶合金を用いていたが、MoSi_2コーティング層および拡散層の形成の速度論、拡散層中の相互拡散について定量的に明らかにするため、基材の母相(Mo_5SiB_2)とMoSi_2それぞれ単結晶を用いた拡散接合材を作製し、反応拡散の機構を解明した。その機構解明により、どの元素を多く界面に注入すると、酸化中の高温保持時の相変態においてMoSi_2コーティング層の消耗が抑えられるかを予測・実験で検証した(下記参照)。1-2)Mo_5SiB_2とMoSi_2との反応拡散では、Mo_5SiB_2+Mo二相共晶合金とMoSi_2との反応拡散と比較して、反応拡散層の構造が異なる。詳細は論文を参照されたい。MoSi_2コーティング層の消耗を低減するという観点では、反応拡散層であるMo_5Si_3(B)層を形成するために必要なSiの供給元(供給量)が、Mo_5SiB_2とMoSi_2との組合せにすることで増加する。また、パック・セメンテーションにより、Mo_5SiB_2/MoSi_2界面に拡散対より高濃度のB原子を注入でき、そのB原子により、Mo_5Si_3(B)層を形成するために必要なSi供給量が増加する。それはMoSi_2コーティング層以外の供給元からとなる。従って、MoSi_2コーティング層の消耗が抑えられ、寿命が増加する。2)上記で出てきたMo_5Si_3は複雑な結晶構造を有し、その特性は結晶方位による結合の特徴の差異により異なってくる。本研究では、これまでの他の研究者からの報告も考慮し、Mo_5Si_3のMoを他の遷移金属元素で置換することにより、熱膨張および弾性の異方性の変化を調べた。

今年，我们研究了相关化合物在1）改善去年实施的涂层材料功能的方法，以及2）过渡金属金属硼硅烷的结构各向异性与弹性和热膨胀之间的关系（在这项研究中，我们考虑减少结构性各向素质和重新变形等方向的关系。 1-1）从实际的角度来看，MO_5SIB_2+Mo Biphasic Eutectic合金被用作涂层底物，但为了定量地阐明MOSI_2涂层层和扩散层的形成动力学，并使用单个跨度的材料（moss ix ix sibs ix s ix s ix s ix s ix s iffusion _分别准备好阐明反应扩散的机理。通过阐明这种机制，我们预测并测试了以下事实：将许多元素注入界面将抑制MOSI_2涂层在氧化过程中高温保留期间相变的MOSI_2涂层层的磨损（见下文）。 1-2）与MO_5SIB_2+Mo Biphasic Eutectic合金和MOSI_2之间的反应扩散相比，反应扩散层的结构在反应扩散层中有所不同。有关详细信息，请参阅论文。从减少MOSI_2涂层层的消耗的角度来看，形成MO_5SI_3（b）层所需的SI源（供应量），即反应性扩散层，通过组合MO_5SIB_2和MOSI_2来增加。此外，包装胶结使B原子以比MO_5SIB_2/MOSI_2接口的扩散对更高的浓度植入B原子，并且B原子增加了形成MO_5SI_3（B）层所需的Si量。这将来自MOSI_2涂料层以外的其他来源。因此，MOSI_2涂料层的磨损降低，寿命增加。 2）上述MO_5SI_3具有复杂的晶体结构，其特性不同，具体取决于晶体方向引起的键合特性。在这项研究中，考虑到其他研究人员的报告，我们通过将MO_5SI_3中的MO替换为MO_5SI_3中的MO，从而检查了热膨胀和弹性各向异性的变化。