VD=6900 m/sec3TiO2+ 4Al + 3C →3TiC + 2Al2O3・・・・(1)Ti + Ni →TiNi ・・・・(2)■■ 図１熱間爆発圧接法の装置外観ででくくだだささいい■セラミックス材料は，軽量で，耐熱性，耐摩耗性，高温強度などに優れた性質を持つ一方で，欠点とも言える低破壊靱性のため金属製品のように柔軟性に富んだ使い方はできない．しかしながら，セラミックスの特性を活かすことは有益である．その解決方法の一つが異種材料と組み合わせてお互いの性質を補完するハイブリッド材料の開発であろう．これまでにも機械的性質や熱的特性に優れた金属とのハイブリッド材料が開発されてきた■■ ■．その製造方法として，天田財団殿が重点研究開発助成の課題研究テーマとして掲げられているレーザープロセッシングであ工時間を必要とすることが多い．これに対して，爆薬が放つ強力なエネルギーを利用した爆発衝撃プロセッシングは，マイクロ秒オーダーで材料の成形・加工が行える方法である■その中でも「爆発圧接」と呼ばれる技術は，チタンと鋼の組み合わせのような圧延等での作製が難しいものも接合させることができる有用な技術として知られている5~9)．このような極めて短い加工時間を特徴とする爆発圧接の技術を金属とセラミックスの接合に適用できるならば，加工方法の選択肢の拡がりにもつながると思われる．しかしながら，セラミックス材料は硬質で破壊靱性値が低いため，大きなエネルギーを瞬間的に負荷する衝撃加工を冷間で施せばセラミックス材料は粉砕されてしまう．このため，爆発圧接を金属とセラミックスの接合に用いた例は，■■■■■■■■ら■■■による金属箔とバルクセラミックスを接合した報告などごく一部に限られる．ところで，化学合成法の一つに，高い発熱反応が自発的に進行する燃焼合成法と呼ばれる方法がある11)．この合成プロセスは，金属と炭素やホウ素等の非金属の素粉末を原料とし，それらを所定の比率で混合したものを任意の形に成形し，この端部でコイル等を用いて通電着火するとセラミックスや金属間化合物を数秒オーダーで合成できるというものである．発熱反応中は数千℃のレベルまで上昇するためin-situで合成されるセラミックス材料を半溶融状態で衝撃加工を施すことができ，冷間加工のように破壊することなく材料が得られると考えた．本研究では，燃焼合成による高温と爆薬による超高圧を写写真真位位置置■削削除除ししなないい１．まえがき２．実験方法．．．．ったり，古くから行われているろう付けなどが挙げられる■■■■．しかし，このような接合プロセスには比較的長い加同時に作用させることでセラミックスと金属を接合した複合クラッド材を得る「熱間爆発圧接」技術の開発を目指してきた．これまでに燃焼合成で生成させるセラミックス材料として■■■■■■■ 系複合セラミックスを用い，母材となる金属材に鋼を用いた研究結果を報告してきた■ ■■■■．本稿では，これに続く■■■■■■ ■■系複合セラミックスと金属との爆発圧接の事例を紹介する． ■■実験装置の概要図1は熱間衝撃加工実験装置の外観を示す．この実験装置は，爆薬を装填する部分と燃焼合成を行う化学反応部分に分かれている．前者は，飛翔板（Flyer Plate; FP）と呼ばれる銅製またはSUS304ステンレス製板上に高性能爆薬SEPが設置されている．後者に用いる原料粉末には，市販の酸化チタン（アナターゼ型，粒径0.1～0.3μm，純度98.0％），アルミニウム（約2.0μm，99.5％），黒鉛（1.0～2.0μm，99.0％），チタン（45μm以下，99.4％）およびニッケル粉（3～7μm，99,0％）を使用した．これら原料粉末を式（1）と（2）に従って秤量し，エタノール中で湿式混合を1時間行った後，十分に乾燥させた．その後，飛翔板を受け止める側となる銅製のBase plate（BP；サイズ70mm×70mm×2mm）上に，上記の混合粉末を上からセラミックス層，金属間化合物層の順に積み重ねた．その後，混合粉末を油圧プレスで圧粉し，厚さ3mmの粉末床とした．Plastic explosive; SEPHeating metal coilsfor ignition*君が淵学園 崇城大学 工学部ナノサイエンス学科 教授Electric detonatorMaterial powders bed- 28 -R. Tomoshige友重 竜一*友重竜一熱間爆発圧接法を用いたセラミック−金属■金属接合体の作製技術の開発とその応用接合体の作製技術の開発とその応用熱間爆発圧接法を用いたセラミックReport
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