金属・セラミック超微細結晶粒複合体の力学的性質の界面科学的制御に関する研究

金属陶瓷超细晶复合材料力学性能界面科学调控研究

基本信息

批准号：
03205028
负责人：
石田洋一
金额：
$ 1.47万
依托单位：
The University of Tokyo
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：
1991
资助国家：
日本
起止时间：
1991 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

金属・セラミックス超微細結晶粒複合体として、銀とビスマス系超伝導酸化物との超微細粒複合体をとりあげた。力学的性質に難がある超伝導酸化物は線材として使用するために、銀を被覆したテ-プの開発が進行しているが、銀を微細粒として中に複合させた方が、超伝導体が破断したときの電流う回路が小さくてすむ。超微細粒銀は磁束のピン止めサイトとしての役割りも期待できる。超微細組織は室温で高い強度を、高温では超塑性現象を線引作業に利用できる。問題は銀の割合を一定以上に多くすると超伝導体粒子の連続性が保てないことである。実験は焼結により作成したビスマス系超伝導体をボ-ルミルで粉砕し粒径0.1μm程度の微粒子体にする一方、銀微粒子をアルゴン中蒸発法により作成し、両者を銀体積比1〜50%の範囲で混ぜ合せた。分散は超音波振動機を用い、ボ-ルミル内で混合した。室温で圧縮しペレットにした後、673〜1113Kの温度で焼結した。焼結体の電気抵抗‐温度曲線を4点法で測定し臨界温度Jc、30〜70Kで電気抵抗‐電流曲線を測定して臨界電流Jcを求めた。またこの焼結体を673〜1023Kで0.2GPaの圧力下でプレスして高温変形能を評価した。組織観察は高分解能電子顕微鏡により行い、銀一超伝導体界面の構造と化学反応の影響を調べた。復合体は粒径0.1μmでまだ十分微細ではなかったが、均質な粒形状の複合体が得られた。臨界温度、臨界電流ともに銀体積比10%の領域が最大値を示した。室温強度の極大もこの組成に対応した。1023Kにおける変形能は銀体積比の上昇とともに連続的に向上したが、銀体積比10%で圧下率約0.2を示し、加工により超塑性を発現することができると判定された。今後粒径をもう1ケタ下げることにより磁束ピン止め効果も発現させ、Jcのたかい、かつ超塑性にもとずく均質な線引のできる極微細粒複合体とすることができると期待される。

作为金属/陶瓷超细晶粒复合材料，我们采用了银和铋基超导氧化物的超细晶粒复合材料。机械性能较差的超导氧化物正在被开发成涂有银的带材，用作线材，但最好将银复合在内部作为细晶粒，以实现超导体断裂时的电流回路较小。超细银颗粒也有望发挥磁通量钉扎位点的作用。超细结构在常温下具有高强度，高温下的超塑性现象可用于拉丝作业。问题是，如果银的比例增加超过一定水平，则无法保持超导体颗粒的连续性。实验中，通过烧结产生的铋基超导体在球磨机中被粉碎，形成粒径约为0.1微米的细颗粒，而细银颗粒则通过在氩气中蒸发产生细小的银颗粒，并将两者在银的温度下混合。体积比为1比50。在%范围内混合。使用超声波振动器并在球磨机中混合来进行分散。在室温下压制成颗粒后，在 673 至 1113K 的温度下进行烧结。使用4点法测量烧结体的电阻-温度曲线以确定临界温度Jc，并且在30至70K下测量电阻-电流曲线以确定临界电流Jc。另外，将该烧结体在673～1023K、0.2GPa的压力下进行压制，评价其高温变形能力。使用高分辨率电子显微镜观察该结构，以检查银-超导体界面的结构和化学反应的影响。聚合物的粒径为0.1μm，虽然不够细，但得到了粒子形状均匀的复合材料。临界温度和临界电流均在银体积比为10%的区域呈现最大值。最大室温强度也对应于该组成。随着银体积比的增加，1023K时的变形能力不断提高，但当银体积比为10%时，变形量约为0.2，表明通过加工可以产生超塑性。未来，预计通过将晶粒尺寸减小一个数量级，我们将能够开发磁通钉扎效应，并创建一种具有高 Jc 且可基于超塑性均匀拉制的超细晶粒复合材料。