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

• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15686028/
• 关键词: 遷移金属シリサイド; 耐酸化コーティング; 相変態; 拡散; 熱膨張; 弾性率; 電気伝導; 熱伝導; 熱電能

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。

This year, 1) Methods to improve the performance of materials used in previous years, 2) Migration metal materials, structural anisotropy and elasticity Thermal expansion and expansion relationship (this study shows the relationship between structural anisotropy and structural anisotropy) and the basic physical properties of related compounds. 1-1) The two-phase eutectic used in the Najijijika and Komichi base materials is Mo_5SiB_2+Mo Alloys are formed with いていたが, MoSi_2 コーティングlayer および拡diversified layer の velocity theory, scattered layer The quantitative に明らかにするため and the base material のmother phase (Mo_5SiB_2)とMoSi_2 is a simple crystal that is made of a bonding material, and the mechanism of the reaction is explained.そのMechanism explained により, どのelement を多くInterface にInjection すると, のphase change state におい during high temperature maintenance during acidificationてMoSi_2 コーティング Layer consumption が え ら れ る か を Prediction ・ 実験 で検证した (see below). 1-2) Mo_5SiB_2 and MoSi_2 are relatively non-reactive, and Mo_5SiB_2+Mo two-phase eutectic alloy is relatively non-reactive, and the structure of the reactive layer is different. Please refer to the paper for details. The consumption of the MoSi_2 high-definition layer is reduced, and the high-reflection scattered layer is formed by the Mo_5Si_3 (B) layer.するためにNecessaryなSiのsupply element (supply amount)が、Mo_5SiB_2とMoSi_2とのcombinationせにすることで姗加する.また、パック・セメンテーションにより、Mo_5SiB_2/MoSi_2 interface に拡San対より High concentration のB original The necessary amount of Si supply required for the formation of the Mo_5Si_3 (B) layer by sub-injection and sub-injection is increased.それはMoSi_2 コーティング layer outside the supply element からとなる.従って、MoSi_2コーティングlayer consumption is suppressed and life is increased. 2) The above mentioned crystal structure of Mo_5Si_3 has a complex structure, and the characteristics of the crystal orientation and the special characteristics of the combination are different. This study is based on the researcher's report and Mo_5Si_3's Mo_5Si_3 The migration of metal elements, the replacement of other metal elements, the thermal expansion of the metal elements, the anisotropy of the expansion, and the adjustment of the elements.

项目成果

Kazuhiro Ito: "Evolution Kinetics and Microstructure of MoSi_2 and Mo_5Si_3 Surface Layers on Two-phase Mo-9Si-18B Alloy during Pack-cementation and High-temperature Oxidation"Intermetallics. 12・4. 407-415 (2004)

Kazuhiro Ito：“两相 Mo-9Si-18B 合金上 MoSi_2 和 Mo_5Si_3 表面层的演化动力学和微观结构”，金属间化合物 12・4（2004）。

Taisuke Hayashi: "Creep of single crystalline and polycrystalline T_2 phase in the Mo-Si-B system"Intermetallics. (In press). (2004)

Taisuke Hayashi：“Mo-Si-B 体系中单晶和多晶 T_2 相的蠕变”金属间化合物。