金属/セラミックス系ナノコンポジットの製造・構造・評価

金属/陶瓷纳米复合材料的制造、结构和评估

基本信息

批准号：
05223226
负责人：
新原晧一
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1993
资助国家：
日本
起止时间：
1993 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

Al_2O_3やZrO_2の結晶粒内にナノ寸法の金属粒子が、また金属間化合物の結晶粒内にナノ寸法のセラミックス粒子が分散したナノ複合材料の焼結法による作製を試み、また作製したナノ複合材料の構造と特性を評価する実験を進め以下のような成果を得た。(1)Al_2O_3粉末にW、Mo、Ni、Tiの金属微粉末を均一に混合し、それをホットプレス焼結することにより、金属ナノ粒子がセラミックスの結晶粒内に分散したナノ複合材料の製造に成功した。(2)Al_2O_3粉末に金属酸化物粉末NiO、WO_3を均一に混合し、焼結前に金属酸化物を金属粒子に還元する方法で、より微細な金属ナノ粒子が分散したナノ複合材料の作製に成功した。(3)これらのナノ複合材料の強度は、金属ナノ粒子が約5vol%分散しただけで、2〜3倍も飛躍的に向上することが明らかになった。この挙動は、セラミックスより弱く、柔らかい金属(Ni)を分散したときでも観察された。(4)ZrO_2粉末にMo金属微粒子を均一に混合し、それを焼結させる方法で、ZrO_2の結晶粒内にナノサイズのMo金属粒子が、また同時にMo金属粒子内にナノサイズのZrO_2粒子が分散した、双方向ナノ複合材料の製造に成功した。(5)この双方向ナノ複合材料は、2000MPa以上の超強度と15MPam^<1/2>以上の超靭性を示すことが明らかになった。(6)Al/Ti系の金属間化合物、MoSi_2金属間化合物にナノ寸法のSiCやB_4C粒子が分散した新規のナノ複合材料の作製にも成功し、強度や靭性を2倍以上も向上させることに成功した。(7)更に、ナノサイズの金属粒子を分散することにより、予想とは異なり、高温強度が逆に向上する現象を見いだした。

纳米复合材料是通过烧结纳米组合材料制成的，其中具有纳米尺寸的金属颗粒分布在Al_2O_3和Zro_2的晶粒中，以及nano尺寸陶瓷颗粒在金属化合物的晶体中，以评估金属化合物的结构和特征。收到以下结果。（1）AL_2O_3制造一种纳米材料，其中金属纳米颗粒通过混合在粉末中的W，Mo，Ni和Ti的金属粉末中分布在陶瓷的晶粒中，并成功地烧结了。（2）AL_2O_3将混合金属氧化物粉末NiO分散的纳米复合材料，在粉末中均匀地将金属氧化物返回到金属颗粒。（3）据揭示，这些纳米复合材料的强度将大幅提高两到三倍，是金属纳米官方的分布约为5vol％。即使软金属（Ni）比陶瓷弱，也观察到这种行为。（4）将MO金属颗粒均匀地混合并在Zro_2粉末中酸化，Zro_2晶体中的纳米MO金属颗粒，同时，MO金属颗粒中的nanosize的Zro_2颗粒要分散，生产两种纳米复合材料。（5）已经揭示了两种纳米复合材料显示2000 MPa或更多的超强度，超高感为15MPAM^<1/2>。（6）基于Al/Ti的金属化合物，具有纳米尺寸和B_4C颗粒的MOSI_2 SIC也成功地在金属化合物中产生，并成功地提高了强度和韧性。（7）此外，通过分散纳米化的金属颗粒，发现了这种现象，其中高温强度在反向上提高了，这与预期不同。