積層クラッドを用いたアルミナイドとシリサイドの形成に及ぼす異種金属箔の影響の解明

使用层压包层阐明不同金属箔对铝化物和硅化物形成的影响

基本信息

批准号：
21K03762
负责人：
新野邊幸市
金额：
$ 2.33万
依托单位：
Matsue National College of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

次世代の耐熱材料として高温でも強度と耐酸化性を有するアルミナイドやシリサイドが注目されているが、高温でも塑性加工性に乏しいことから製造工程が限定される。そこで、アルミナイドやシリサイドの原材料となる金属板を積層させて、熱処理のみにより製造するプロセスをこれまでに考案している。すなわち、Ti-Al系アルミナイドを製造する場合にはTi板とAl板を積層させ、Fe-Al系アルミナイドではFe板とAl板を積層させる。本研究では異種金属の箔を積層させて、アルミナイドとシリサイドの形成過程に及ぼす第3元素の効果を調査した。第1期となるR03年度には超高融点材料として注目されているNb-Al系アルミナイドを主として、形成過程に及ぼす第3元素の効果を調査した。第2期となるR04年度には軽量耐熱材料として期待されるTi-Al系およびFe-Al系アルミナイドの形成過程に及ぼす異種金属箔の影響を調査した。このうちTi-Al系試料では厚さ0.5mmのAl板2枚を厚さ0.01mmの異種金属箔で包み込み、厚さ0.5mmのTi板2枚で上下から挟み込み、ステンレス製クリップにより固定した。異種金属箔としては純Ni箔、純Fe箔、SUS430およびSUS304のステンレス鋼を用いた。加熱温度はAlの融点の直上である670℃とした。2元系試料や純Fe箔を用いたところAlが側面に流れ出たが、純Niやステンレス鋼では抑制された。いずれの試料でも粒子がAl中に分布した組織が反応途中で形成され、Alが消滅して反応が終了すると、粒子が連結してTi基材上に層状に堆積し、2元系試料と類似した形態となった。ただし、純Niでは粒子間に空洞が生じた領域が広い範囲で形成され、緻密な形態が生成しにくいことが分かった。

即使在高温下也具有强度和抗氧化性的铝化物和硅化物作为下一代耐热材料而受到关注，但它们的制造工艺受到限制，因为它们即使在高温下也具有较差的塑性加工性。因此，我们设计了一种仅通过热处理来层压作为铝化物和硅化物原材料的金属板并制造的工艺。即，在制造Ti-Al系铝化物的情况下，层叠Ti板和Al板，在制造Fe-Al系铝化物的情况下，层叠Fe板和Al板。在这项研究中，我们堆叠了不同金属的箔，并研究了第三种元素对铝化物和硅化物形成过程的影响。在第一阶段R03中，我们研究了第三元素对Nb-Al铝化物形成过程的影响，Nb-Al铝化物作为超高熔点材料而备受关注。在第二期R04中，我们研究了不同金属箔对Ti-Al和Fe-Al铝化物形成过程的影响，这些铝化物有望成为轻质耐热材料。对于Ti-Al样品，将两块0.5毫米厚的铝板包裹在0.01毫米厚的异种金属箔中，从上到下夹在两块0.5毫米厚的钛板之间，并用不锈钢夹固定。作为不同的金属箔，使用纯Ni箔、纯Fe箔、不锈钢SUS430、SUS304。加热温度为670℃，略高于Al的熔点。当使用二元样品和纯铁箔时，铝向侧面流出，但使用纯镍和不锈钢时，铝向侧面流出，这种现象受到抑制。在这两个样品中，反应过程中形成了颗粒分布在Al中的结构，当Al消失并且反应结束时，颗粒连接并沉积在Ti基材上的层中，类似于二元样品。它采取的形式是然而，在纯Ni中，颗粒之间的空穴形成范围很广，因此难以形成致密的形貌。

项目成果

期刊论文数量（5）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

インサート材を用いた純Feに対するアルミナイド被覆層の作製

使用插入材料在纯铁上制备铝化物涂层

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
鈴木康太・河上哲生・末岡　茂・山崎あゆ・鏡味沙耶・横山立憲・田上高広;梶田侑弥・末岡　茂・福田将眞・田上高広;佐藤颯太，新野邊幸市;南　沙樹・末岡　茂・福田将眞・長田充弘・Kohn B.P.・横山立憲・鏡味沙耶・梶田侑弥・田上高広;柏木亨介，新野邊幸市
通讯作者：
柏木亨介，新野邊幸市

インサート材を用いた純Tiに対するアルミナイド被覆層の作製

使用刀片材料在纯钛上制备铝化物涂层

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
鈴木康太・河上哲生・末岡　茂・山崎あゆ・鏡味沙耶・横山立憲・田上高広;梶田侑弥・末岡　茂・福田将眞・田上高広;佐藤颯太，新野邊幸市
通讯作者：
佐藤颯太，新野邊幸市

Development of Aluminide Layer on Nb Substrate Using Lamination Cladding of Al Sheet and Third Element Foil

利用铝片和第三元件箔的层压熔覆在铌基体上开发铝化物层

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Y.Izumi;K.Saitoh;T.Sato;M.Takuma and Y.Takahashi;K.Niinobe and D.Takeda
通讯作者：
K.Niinobe and D.Takeda

積層クラッドと熱処理を用いた純Ti基材へのアルミナイド被覆に及ぼすインサート箔の影響

使用层压包覆和热处理插入箔对纯钛基材上铝化物涂层的影响

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
鈴木康太・河上哲生・末岡　茂・山崎あゆ・鏡味沙耶・横山立憲・田上高広;梶田侑弥・末岡　茂・福田将眞・田上高広;佐藤颯太，新野邊幸市;南　沙樹・末岡　茂・福田将眞・長田充弘・Kohn B.P.・横山立憲・鏡味沙耶・梶田侑弥・田上高広;柏木亨介，新野邊幸市;中嶋　徹・長田充弘・小北康弘・福田将眞・末岡　茂;新野邊幸市，佐藤颯太
通讯作者：
新野邊幸市，佐藤颯太

積層クラッドと熱処理を用いたNb基材へのアルミナイド被覆に及ぼすインサートTi箔の影響

使用层压熔覆和热处理插入钛箔对铌基体上铝化物涂层的影响