強制固溶相の不安定さを逆利用した高強度ハイエントロピーオキシナイトライドの創製

利用强制固溶相的不稳定性创造高强度、高熵氮氧化物

• 批准号: 21K03761
• 负责人: 浅見 廣樹
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Tomakomai 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K03761/
• 关键词: ハイエントロピーナイトライド; メカニカルアロイング法; パルス通電焼結法; 焼結体; ハイエントロピーセラミックス; オキシナイトライド; メカニカルアロイング; パルス通電焼結; 高強度材料

本研究では，WC-Co系超硬合金の代替となりえる工具材料の基材の開発として，ハイエントロピーセラミックスに着目し，その開発に取り組んでいる．特に本研究では，ハイエントロピーオキシナイトライドと呼べる複酸窒化物セラミックスの研究開発を進めている．これは，一般的な材料設計指針に基づいて共有結合性を増加（≒炭化物化）させても，焼結性の悪化に伴い，結果的に硬質なバルク体材料とならないためである．これまで，複酸化物あるいは複炭化物という形でハイエントロピーセラミックスの開発は数多くなされているが，副窒化物や複炭化物としてハイエントロピーセラミックスの研究開発例はない．そのため，それらの材料開発に関する多くの知見を提供できるという点も，一つの大きな目的としている．一昨年度までの段階において，まずはハイエントロピーナイトライドと呼べる複窒化物相が，MA（メカニカルアロイング）法とPECS（パルス通電焼結法）法によって合成可能か研究を行った．この結果，MA法のみでは固溶体化されないが，焼結時に固溶体化され単相の副窒化物焼結体が作製可能であることが明らかとなった．また，(Al,Ti,Cr,Zr,Nb)N焼結体において，HV1900以上の硬度を有する硬質焼結体が作製可能であることを明らかとした．2022年度は，さらに酸化物粉末を原料に混入することにより酸窒化物焼結体の作製について研究を行った．この結果，酸窒化物化させた際にも，単相の焼結体を作製可能であることを明らかとした．

在这项研究中，我们专注于高渗透陶瓷，因为我们为工具材料开发了基本材料，该材料可以替代基于WC-CO的碳化物合金。特别是，这项研究正在进行多氧氮化物陶瓷的研究和开发，可以称为高渗透氧气。这是因为，即使基于一般材料设计指南的共价粘结增加（carbide），缩略图恶化，因此，也不会导致硬质量材料。有许多以双氧化物或双碳化物的形式出现了许多高渗透陶瓷的发展，但是没有作为二亚硝酸盐或双碳化物的高渗透陶瓷的研发实例。因此，主要目标之一是提供有关这些材料开发的丰富知识。在舞台上直到去年，我们首先研究了可以使用MA（机械合金）方法和PEC（脉冲能量烧结方法）合成的二硝基相位（可以称为高脑二硝酸盐）。结果，据揭示了尽管单独的MA方法不会产生实心溶液，但可以产生单相烧结的身体。还揭示了一个硬度为1900或更高的硬烧伤，可以在（al，ti，cr，zr，nb）n烧伤的身体中产生。在2022财年，我们通过将氧化粉末混合到原材料中，进一步研究了氧硝酸盐烧结物体的制备。结果，揭示了即使使用了氧硝酸盐，也可以产生单相烧结的身体。