セラミックナノコポジットの界面構造制御による新機能付与

通过控制陶瓷纳米复合材料的界面结构添加新功能

基本信息

批准号：
03205090
负责人：
新原晧一
金额：
$ 1.15万
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：
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

アルミナの最小構成単位と考えられてきた結晶粒の内部にナノメ-タ寸法の金属相を分散させた、アルミナ/金属(W、Mo、Ni)系の粒内ナノ複合材の作製に成功し、以下のことを明らかにした。1)粒径が0.5μm以下のアルミナ粉末に平均粒径が0.3μmのW、Mo、Ni金属粉末を、ボ-ルミル混合法で均一に分散させ、この混合粉をアルゴン気流中、圧力35MPa下で、1200〜1500℃の温度範囲で1時間ホットプレス焼結する方法により、アルミナ/W、Mo、Ni系複合材料の作製が可能であることが明らかになった。2)粒径が0.5μm以下のアルミナ粉末に微細なW、Mo、Ni酸化物を均一に混合し、金属酸化物を金属へ還元しながら焼結させる為に、この混合物を水素中でホットプレスする方法を採用し、1)で述べたのと同じアルミナ/W、Mo、Ni系複合材料の作製に成功した。3)電子顕微鏡観察により、上記の方法で作製した複合材は全て、ナノメ-タ寸法の金属粒子がアルミナの結晶粒内に分散した、粒内型ナノ複合材料であることが確認された。なお、金属より金属酸化物に出発原料とした方が、より均一なナノ複合化が可能であることが明らかになった。4)電子顕微鏡観察により、焼結条件を最適化すれば金属とアルミナは界面に反応相は生成することなく原子レベルで直接結合していることが確認された。この際、界面の応力は転位の生成により緩和されている。5)何れの複合系でもナノメ-タ寸法の金属を約5%分散させることにより、破壊強度を2〜4倍も向上させ得ることが判明した。6)破壊靭性は5%の金属の分散により1.5〜2倍向上した。しかしこの値は期待値より低く、この点に関しては今後の検討が必要である。7)アルミナ/Ni系ナノ複合材料は、1000MPa以上の高強度を示しながら、一方では強磁性特性を示すことが明らかになった。

氧化铝/金属（W，Mo，Ni） - 中粒纳米复合材料，将纳米锯齿的金属相分散在晶粒内部，这被认为是氧化铝的最小构型单元，以下是揭示。 1）W，Mo，Ni金属粉末，平均粒径为0.3μm，在氧化铝粉中，平均粒径为0.3μm，平均粒径为0.3μm，均匀地分布在Bonlmerill混合物中，此混合物为35mpa 35MPA。 2）将氢中的混合物与颗粒大小为0.5μm或更少，在金属氧化物均匀混合到金属的同时，将金属氧化物烧结到金属。如1）中所述的氧化铝/W，MO和基于Ni的复合材料。 3）电子显微镜观察已证实，上述方法中产生的所有复合材料都是内型纳米复合材料，其中纳米堤的金属颗粒分布在氧化铝的晶粒中。已经揭示了比金属更均匀的纳米复合材料作为金属氧化物。 4）电子显微镜观察证实，如果优化了烧结的条件，金属和氧化铝直接在原子水平上结合而不在界面上产生反应相。目前，界面应力已通过脱位产生缓解。 5）已经发现，通过在每个复合物中分配纳米螺旋尺寸的金属约5％，可以通过将破坏强度提高2至4倍。 6）通过分布5％金属，破坏韧性提高了1.5至2倍。但是，该值低于预期值，将来必须考虑这一点。 7）基于氧化铝/Ni的纳米复合材料的高强度为1000 MPa或更多，但也显示出铁磁特性。