超耐熱材料用Si_3Y_3Zr_2の単一相の作製

超耐热材料单相Si_3Y_3Zr_2的制备

• 批准号: 07855075
• 负责人: 五十嵐 幸徳
• 金额: $ 0.51万
• 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 Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07855075/
• 关键词: 高温構造用材料; 16H型結晶構造; シリサイド金属間化合物; 高融点; 低比重; 延性; 熱膨張; 異方性

Si_3Zr_5は高融点(2200℃以上)・低比重(6.0)を示し、次世代の超耐熱材料として有望であるが、高融点を示す理由の一つに原子の共有結合性の高さが考えられ、延性は低いものと予想される。申請者は、Si_3Zr_5の延性の向上をはかるため、Zr原子の一部をY原子で置換した新3元系16H型ジルコニウムシリサイドSi_3Y_3Zr_2を設計した。このSi_3Y_3Zr_2は、Si_3Zr_5に比べ配位する原子数が増加して金属結合性が高まり、延性が向上しているものと期待している。しかし、Si_3Y_3Zr_2の完全な単一相はまだ得られていない。本研究は、Si_3Y_3Zr_2単一相の作製条件を確立し、次にSi_3Y_3Zr_2の結晶構造解析と融点,比重等の物理的特性および硬度,破壊靱性等の機械的特性の測定を行い、超耐熱材料としての可能性を探求することを目的とした。本研究では、Arガス雰囲気中で原料粉末を粉砕してふるいにかけて調整しようとしたが、酸化や不純物の混入等の問題が予想以上に大きく完全な単一相は作製できなかった。申請者によるこれまでの研究により、二元系16H型シリサイドの原子の一部を置換した三元系16H型シリサイドは、結合状態が変化するにより二元系16H型シリサイドの長所を生かしつつ短所を補う可能性が十二分にある。そのためSi_3Y_3Zr_2では延性の向上だけでなく他の諸性質の変化も期待される。三元系16H型シリサイドの優位性を証明するため、同じ三元系16H型シリサイドのSi_3Ti_2Zr_3の熱膨張特性を調査した。その結果、Si_3Ti_2Zr_3は二元系16H型シリサイドSi_3Zr_5およびSi_3Ti_5に比べ熱膨張の異方性が減少することが確認された。以上の得られた知見を基に論文を投稿した。また、投稿準備中である。

SI_3ZR_5表现出高熔点（超过2200°C）和低比重力（6.0），使其作为下一代超热耐药物材料有望，但其高熔点的原因之一是原子的高价值粘结，并且预计其耐耐性是低的。为了改善si_3zr_5的延展性，申请人设计了一种新的三元16h型硅质硅质SI_3Y_3ZR_2，其中ZR原子的一部分被Y原子代替。与SI_3ZR_5相比，SI_3ZR_2中协调原子的数量会提高金属键合特性并提高延展性。但是，尚未获得SI_3Y_3ZR_2的完美单相。这项研究旨在建立SI_3Y_3ZR_2单相的制造条件，然后通过分析SI_3Y_3ZR_2的晶体结构并测量物理特性，例如熔点和特定的强度，以及硬度和硬度硬度，并测量物理特性，以及测量物理特性，以及测量物理性能，以及测量物理性能，以及测量物理性能，以及硬度和韧性。在这项研究中，我们试图在AR气氛中磨碎原料粉并对其进行筛分，但是氧化和杂质污染等问题大于预期，我们无法产生完整的单相。申请人先前的研究表明，取代二进制16h型硅二二二型原子的一部分的三元16h型硅剂完全有可能充分利用二进制16h型硅硅硅硅硅的优势，同时弥补由于粘结状态的变化而弥补二元16h型硅质的缺点。因此，预期SI_3Y_3ZR_2不仅可以改善延展性，还可以改变其他属性。为了证明三元16H型硅化硅的优势，研究了SI_3TI_2ZR_3的热膨胀特性，该特性是相同的16h型硅型。结果，与二进制16H硅胶SI_3ZR_5和SI_3TI_5相比，SI_3TI_2ZR_3的热膨胀的各向异性减少了。根据上述发现，提交了论文。另外，发布正在进行中。

项目成果

Y. Ikarashi et al.: "Reduction of thermal expansion anisotropy for intermetallic silicides of 16H crystal structure" Intermetallics. (印刷中). (1996)

Y. Ikarashi 等人：“16H 晶体结构的金属间硅化物的热膨胀各向异性的降低”金属间化合物（1996 年）。