塑性加工塑性加工− 23 −キーワード連絡先メールアドレスキーワード連絡先メールアドレス［応用分野］横浜国立大学 大学院工学研究院 システムの創生部門 教授［応用分野］金沢大学 理工研究域機械工学系 教授AF-2019011-B2一般研究開発助成AF-2019014-B2一般研究開発助成塑性加工，金型，工具エアロゾルデポジション，セラミックス膜，結晶配向hasegawa-makoto-zy@ynu.ac.jp水素製造，水素透過膜Nb合金，複相合金，組織制御，水素化物，X線回折，cosα法ishikazu@se.kanazawa-u.ac.jp長谷川 誠石川 和宏本研究では、常温にてセラミックス粒子を基材へ衝突させることで成膜が可能なエアロゾルデポジション(AD)法により硬質なセラミックス膜を作製し、その結晶配向性や力学特性を実験的に検討した。Al2O3やTiNのいずれの粒子においてもおおむね緻密かつ結晶質な膜が形成された。Al2O3膜においては(0001)面が成膜面に15°程度傾いた、TiN膜においては{001}面が成膜面に平行な比較的発達した繊維集合組織が形成された。AD法により作製した膜のヤング率やビッカース硬さはAIP法により作製した膜よりも低い値を示した。AD法での成膜時に形成された微細な組織の影響と考えられる。膜の靭性もAD法にて形成した膜はAIP法により作製した膜よりも低い傾向にあったが、AD法にて形成したTiN膜はAIP法により作製されたTiN膜よりも高い摺動特性を示し、AD法により作製した膜の優位性が示された。Nb相とTiNi相からなるNb-TiNi合金は非Pd系水素透過合金膜として期待されている。ところが、Nb相とTiNi相は、機械的性質が異なるため、２相が共存した状態で圧延した場合に、各相にどのような応力が作用するか、相間でどのように応力がバランスしているかが不明である。また、水素化した場合も、Nb相はTiNi相の10倍以上膨張するため、水素化によりどのような内部応力が作用するかも不明である。本研究では、X線残留応力測定法の１つであるcosα法に着目した。圧延・熱処理により結晶の配向を乱すと、残留応力の測定が可能となった。本合金を水素化−脱水素化すると、Nb相がTiNi相の10倍以上膨張するため、相間に弾性限を超えるひずみが蓄積し、圧縮の残留応力が生じた。本合金の残留応力は、塑性変形が大きく寄与していると考えられる。金型硬質膜の補修を念頭に入れた粒子の常温衝突による Nb-TiNi複相合金の圧延および水素化により生じる 高結晶配向性セラミックス硬質膜の創生残留応力のX線回折法による定量化
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