/x ,tnemecalpsiDtinubra / ytisnetnItinubra / ytisnetnI . .mm01図3 MA処理回数を変化させて合成したTi-Al-N粉末の tMA= 25 h×4: unknowntMA= 20 h×5tMA= 20 h×4tMA= 20 h×3tMA= 50 h×2tMA= 100 h×1図5 総MA時間を変化させて合成したTi-Al-N粉末の 図4 SPS法により作製したTi-Al-N焼結体のXRD図形の 結果と合わせて考えると，焼結体の多くの部分をこの金属相が占めているものと考えられる．また，この結果よりMA時においてTiAl相は均一に窒化していく訳ではなく，結晶内においてTi-N結合が優先的に形成されて，Tiリッチな相とAlリッチな相に分離していくのではないかと予測される．これらに対して，tMA = 25 h×4の試料のXRD図形中にはTiAl相に起因した明確なピークは確認されず，(Ti,Al)N相に起因すると考えられるピークが主相として観察された．一方で，これまでの試料と異なり，XRD図形中に粉末時に観察されなかったh-AlN相に起因したピークが確認された．これは，焼結時に少なくとも(Ti,Al)N相の一部がh-AlN相として相分離したことを示すと考えられる．しかし，(Ti,Al)N相の全てがTiN相とh-AlN相へ相分離したとは考えづらい．仮に，全ての(Ti,Al)N相が相分離したのであれば，主相の格子定数はTiNの格子定数a = 0.4242 nmに近くなる．しかしながら，(111)，(200)，(220)面のピーク位置よりBlaggの条件式にて算出した主相の格子定数はa = 0.4276 nmであり，TiNの格子定数から大きくずれた値となっている．このことより，Alの固溶量については分からないものの，少なくとも(Ti,Al)N相を主相とした焼結体の作製に成功したものと判断する． ３．３ MA-SPS法による(Ti,Al)N焼結体作製におけるMA時間の影響について 上述の通り，MA時に粉末固着を解消し，粉末に衝突エネルギーが行き渡りやすい状況を作ることは，(Ti,Al)N粉末の合成に強い影響を与えることが分かった．次に，1回のMA処理時間を20 hとして，総MA時間をtMA = 20 ~ 100 hと変化させたときの粉末および焼結体の結晶相の変化について調査を行った． 図5に，総MA時間を変化させて合成したTi-Al-N粉末のXRD処理回数依存性を示す．また，同図下部にはTiN，TiAl，h-AlN，WCのICDDカードデータを示した．図4より，tMA = 100 h×1の試料においてはTiAlに起因すると考えられるピークが主相として観察された．同図形中には，(Ti,Al)N相に起因すると考えられるピークも確認されたが，そのピーク強度は微小なものとなった．一方，tMA = 50 h×2の試料においては，(Ti,Al)NのNaCl型構造に起因すると考えられるピークが明確に確認された．しかしながら，Al3Tiに起因したピークも強く確認されており，図3に示した焼結挙動の-5-4-3-2-160080010001400Temperature, T/ ºCSPS焼結時における収縮曲線 4030MA処理回数依存性 : 100 h×1: 50 h ×2: 25 h ×412001600TiNTiAlAl3Tih-AlNWC60Diffraction anle, 2θ / deg.5018007030XRD図形 4050tMA= 20 h×2tMA= 20 h×1TiNTiAlh-AlNWC7060Diffraction anle, 2θ / deg.− 203 −
元のページ ../index.html#205