16H型結晶構造のシリサイド金属間化合物の材料設計と開発

16H型晶体结构硅化物金属间化合物材料设计与开发

基本信息

批准号：
06215227
负责人：
五十嵐幸徳
金额：
$ 0.83万
依托单位：
Tsuruoka National College of Technology
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：
1994
资助国家：
日本
起止时间：
1994 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

16H型結晶構造のシリサイド金属間化合物は、他の結晶構造の金属間化合物よりも高融点・低比重を示すものが多く、作業限界温度が1500℃以上の次世代の超高温構造材料として有望である。本研究では、結晶学的観点から16H型シリサイドが高融点を示すメカニズムを理論的に究明し、実際に作製して物理的,機械的特性を測定して、その理論および実験から得られたデータを基にして機能の向上した16H型シリサイドの設計と作製を行うことを目的とした。結晶学を中心とした16H型シリサイドの理論的究明により、16H型シリサイドが高融点を示す理由は、原子の共有結合性が高いためと判明した。また、融点がc軸方向の結合状態に依存することを明らかにした。16H型シリサイドの作製は、通常の溶解法では各元素の融点の違いにより化学量論組成を維持することが困難であるため、原料粉末を化学量論的に混合し、円柱状にCIP成形した後、Ar雰囲気中で電気アークによって反応を励起させ試料を作製した。現在、諸特性を測定するため、反応片を粉砕の後、放電プラズマ焼結法によるバルク材の作製を試みている。原子の共有結合性が高いために既存の16H型シリサイドの延性は低いと予想される。16H型シリサイドの延性を高めるため、原子径の異なる元素を組み合わせることにより金属結合性を高める方法を考案した。一例として、Si_3Zr_5のZr原子の一部をY原子で置換した新三元系金属間化合物Si_3Y_3Zr_2を設計し作製している。Si_3Y_3Zr_2は、他の二元系16H型シリサイドに比べ特定の原子間における強固な結合がなくなり対称性が向上しているものと考えられる。また、融点が2800K,比重が5.26と推定されることからSi_3Y_3Zr_2は高融点・低比重で延性の優れた超耐熱材料として有望である。以上の得られた知見を基に論文を投稿準備中である。

许多具有16H晶体结构的硅化金属间化合物表现出比与其他晶体结构的金属间化合物更高的熔点和更高的特异性重力，并且作为下一代超高温度结构材料，工作极限温度为1500°C或更高。这项研究旨在从理论上研究16h型硅型从晶体学角度表现出高熔点的机制，并根据理论和实验从理论和实验中获得的数据进行改进的功能，并设计和制造16H型硅质，并设计并制造16h型硅质，并设计和制造16H型硅质。对16H型硅质的理论研究（主要在晶体学中）表明，16H型硅化物具有高熔点的原因是由于其高共价键合特性。还揭示了熔点取决于c轴方向的键状态。在制备16h型硅盐时，由于通常溶解方法中每个元素的熔点差异差异，很难维持化学计量的组成，因此将原料粉末混合在一起，将CIP混合为圆柱形形状，然后由电气在Arc中的电气中激发反应，以准备一个样品。目前，为了测量各种特性，在磨碎了反应碎片之后，我们正在尝试使用放电的血浆烧结方法来制造大量材料。由于原子的共价粘结高，预计现有的16H型硅质剂的延展性较低。为了增加16h型硅糖化的延展性，已经设计了一种方法来通过将元素与不同的原子直径相结合来增加金属键合特性。例如，设计和生产了一个新的三元金属间化合物SI_3Y_3ZR_2，其中Si_3zr_5的Zr原子的一部分被设计和生产。人们认为，与其他二进制16H硅化剂相比，SI_3Y_3ZR_2具有改进的对称性，从而导致特定原子之间没有牢固的键。此外，由于熔点估计为2800K，比重为5.26，因此SI_3Y_3ZR_2有望作为具有高熔点和低比重力的超热抗材料，优秀的延展性。根据上述发现，目前正在准备提交该论文。