地方独立行政法人大阪産業技術研究所 - 当法人は、(地独)大阪府立産業技術総合研究所と(地独)大阪市立工業研究所が統合し、平成29年4月1日にスタートしました。研究開発から製造まで、企業の開発ステージに応じた支援を一気通貫で提供し、大阪産業の更なる飛躍に向け、大阪発のイノベーションを創出します。

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SPSによるTi/B複合材料の成形

SPSによるTi/B複合材料の成形

内容技術開発

分野金属材料、複合材料

パルス通電圧接法(PCHP)を用いてボロン(B)繊維強化Tiマトリックス複合材料を作製し、組織と機械的性質について調べた結果、以下のことが明らかとなりました。

  1. 等間隔に平行に配列したB繊維と、Ti箔を交互に積層したプリフォ―ムを2Paの真空中で、昇温速度100K/s、加圧力32MPa、恒温保持時間600s、恒温保持温度973K~1273Kの条件でPCHPすることにより複合化が可能です。
  2. 複合化のための最適恒温保持温度は1073Kでした。973Kで作製した場合、Ti箔同志の接合がやや不十分でした。また1173K以上で作製した場合、Ti/B界面におけるTiB2の生成と、B繊維内のW芯線近傍におけるBの結晶化が観察されました。
  3. 生成するTiB2および結晶化するBの厚さは、恒温保持温度の上昇と共に増加しました。
  4. 室温での引張試験を行った結果、複合材料中のB繊維体積分率の増大と共に耐力は向上しました。繊維体積分率17.2vol%の場合、706MPaの引張強度が得られ、複合則による計算値の約80%に達しました。
  5. 引張破断面の観察の結果、B繊維のTiマトリックスからの引き抜けは認められず、繊維/マトリックス界面における密着性が良好であることが示唆されました。

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