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通電着火による金属間化合物TiAlの加圧反応焼結
塑性加工研究室 岩城 信二
圧力
電極
コンテナ
電圧
通電焼結の特徴
•導電性のある粉末を加圧し
ながら短時間通電し,その抵
抗発熱によって焼結する.
•粉末の自己発熱によって焼
結するため,エネルギ効率が
高い.
粉末
TiAlにおける反応焼結に及ぼす
通電条件の影響
ミリング時間 0,6,24,48,96 h
ステンレスボール(φ50)
(b)特性計測
•電気抵抗測定
•粉末形状観察(SEM)
•X線回折
予備加圧
(470~1470MPa)
純Al (-200mesh)純Ti(-350mesh)
(a)ミリング処理
電極(アルミナ分散
銅)
コンテナ(ステンレ
ス)
供試材料(1g)
電極
(c)予備加圧成形
圧力
(98~294MPa)
通電時間(1s)
(e)焼結体の評価
電圧(5~8V)
絶縁紙
(d)通電加圧反応焼結
•密度測定
•組織観察(光学顕微鏡)
•硬さ測定
•X線回折
106
0h
6h
24h
48h
電気抵抗 / m Ω
105
104
96h
Ti
Al
103
102
101
100
10-1
0
50
100
150
200
250
圧力 / MPa
図 供試材料及び原料素粉末の電気抵抗の圧力による変化
焼結体密度 / gcm-3
3.6
通電中の圧力 196MPa
98MPa
294MPa
通電電圧 7. 5V
3.5
通電時間 1 s
充填量 1 g
0
500
1000
予備加圧 / MPa
1500
図 焼結体密度におよぼす予備加圧及び通電中の圧力の影響
Intensity /arbitrary unit
(a)E=7V,ミリング時間 24h
(b)E=7V,ミリング時間 48h
通電条件
P=196MPa
T=1s
(c)E=8V,ミリング時間 24h
2θ/°
電圧
大
電圧 / V
ミリング時間
温度
大
大
TiとAlの反応面積
8
7
6
5
反応性
向上
大
:反応あり
:反応なし
通電条件
P=196MPa
0
24
48
ミリング時間 / h
図 X線回折結果
T=1s