JPH06220558A - Ｔｉ／Ｔｉ５ Ｓｉ３ 系傾斜機能材料とその製造方法 - Google Patents
Ｔｉ／Ｔｉ５ Ｓｉ３ 系傾斜機能材料とその製造方法Info
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- JPH06220558A JPH06220558A JP4272549A JP27254992A JPH06220558A JP H06220558 A JPH06220558 A JP H06220558A JP 4272549 A JP4272549 A JP 4272549A JP 27254992 A JP27254992 A JP 27254992A JP H06220558 A JPH06220558 A JP H06220558A
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 Ｔｉもしくはその合金領域、Ｔｉ5 Ｓｉ3 系
化合物領域、及びＴｉもしくはその合金とＴｉ5 Ｓｉ3
系化合物の混合領域を有し、この混合領域においてはＴ
ｉもしくはその合金相とＴｉ5 Ｓｉ3 相の比率はほぼ連
続的に変化し、混合領域のＴｉが濃化した部分はＴｉ領
域に接し、Ｔｉ5 Ｓｉ3 が濃化した部分はＴｉ5 Ｓｉ3
領域に接するＴｉ／Ｔｉ5 Ｓｉ3 系傾斜機能材料および
共晶接合の利用を中心にしたこの材料の製造方法。 【効果】 苛酷環境下で使用でき、修復容易な材料が提
供される。また、複雑形状でも製造容易である。
化合物領域、及びＴｉもしくはその合金とＴｉ5 Ｓｉ3
系化合物の混合領域を有し、この混合領域においてはＴ
ｉもしくはその合金相とＴｉ5 Ｓｉ3 相の比率はほぼ連
続的に変化し、混合領域のＴｉが濃化した部分はＴｉ領
域に接し、Ｔｉ5 Ｓｉ3 が濃化した部分はＴｉ5 Ｓｉ3
領域に接するＴｉ／Ｔｉ5 Ｓｉ3 系傾斜機能材料および
共晶接合の利用を中心にしたこの材料の製造方法。 【効果】 苛酷環境下で使用でき、修復容易な材料が提
供される。また、複雑形状でも製造容易である。
Description
【産業上の利用分野】この発明は、Ｔｉ／Ｔｉ5 Ｓｉ3
系傾斜機能材料とその製造方法に関するものである。さ
らに詳しくは、この発明は、航空・宇宙用構造材、エン
ジン、タービン、化学装置等に有用な、軽量で、苛酷環
境下においても使用することができ、複雑形状の成形も
可能な、新しいＴｉ／Ｔｉ5 Ｓｉ3 系傾斜機能材料とそ
の製造方法に関するものである。
系傾斜機能材料とその製造方法に関するものである。さ
らに詳しくは、この発明は、航空・宇宙用構造材、エン
ジン、タービン、化学装置等に有用な、軽量で、苛酷環
境下においても使用することができ、複雑形状の成形も
可能な、新しいＴｉ／Ｔｉ5 Ｓｉ3 系傾斜機能材料とそ
の製造方法に関するものである。
【従来の技術とその課題】金属、合金等として均質な組
成構成からなる材料については、これまでの研究開発に
よって大きな進歩を遂げており、各種の分野において広
く用いられている。しかしながら、このような均質材料
によっては実現しえない優れた諸機能を有する材料への
関心も高まっており、これからは非均質で、しかも高度
な機能を付与された材料の研究開発が進められると予想
される。そして、このような高性能な非均質材料の開拓
は先端技術の進歩の鍵でもある。たとえば高速飛翔体で
は外壁は高温にさらされるが、内壁は人間が生活できる
温度でなければならない。このような用途に適用するも
のとして、耐熱性、高強度の特性を有するためのセラミ
ックスと金属との積層複合材が考えられる。しかしなが
ら実際には、このような複合材を用いることはできな
い。それと言うのも、金属とセラミックスでは熱膨脹係
数が１桁異なり、熱膨張によって当接面が剥離し、ま
た、セラミックスは脆く、信頼性のある大型部材を作製
することが困難だからである。そこでこの隘路の打開を
目指して、セラミックスと金属の混合割合を連続的に変
化させた傾斜組成材料または傾斜機能材料が提案される
に至っている。この傾斜機能材料を製造する手法として
は、金属とセラミックスの混合割合を変化させた原素材
を気相成長法、溶射法、粉末冶金法などにより次々積み
重ねていく手法がこれまでに知られており、また、実際
的にも採用されている。しかしながら、この方法は、材
料の堆積速度が遅く、工程が繁雑で製造性が悪いという
欠点がある。このため、大型や複雑形状の部材の製造を
困難にするとともに、製品を異常に高価なものとしてし
まう。このため、その特性や、応用への期待が大きいも
のの、傾斜機能材料については、その組成、組織の構造
と製造方法とが実用化に有意なものとして確立されてい
ないため、いまだに産業的な展望が切拓かれないでい
る。この発明は、以上の通りの事情に鑑みてなされたも
のであり、従来の傾斜機能材料に関する技術的限界を克
服し、新しい材料構成と、そのための製造方法を提供す
ることを目的としている。
成構成からなる材料については、これまでの研究開発に
よって大きな進歩を遂げており、各種の分野において広
く用いられている。しかしながら、このような均質材料
によっては実現しえない優れた諸機能を有する材料への
関心も高まっており、これからは非均質で、しかも高度
な機能を付与された材料の研究開発が進められると予想
される。そして、このような高性能な非均質材料の開拓
は先端技術の進歩の鍵でもある。たとえば高速飛翔体で
は外壁は高温にさらされるが、内壁は人間が生活できる
温度でなければならない。このような用途に適用するも
のとして、耐熱性、高強度の特性を有するためのセラミ
ックスと金属との積層複合材が考えられる。しかしなが
ら実際には、このような複合材を用いることはできな
い。それと言うのも、金属とセラミックスでは熱膨脹係
数が１桁異なり、熱膨張によって当接面が剥離し、ま
た、セラミックスは脆く、信頼性のある大型部材を作製
することが困難だからである。そこでこの隘路の打開を
目指して、セラミックスと金属の混合割合を連続的に変
化させた傾斜組成材料または傾斜機能材料が提案される
に至っている。この傾斜機能材料を製造する手法として
は、金属とセラミックスの混合割合を変化させた原素材
を気相成長法、溶射法、粉末冶金法などにより次々積み
重ねていく手法がこれまでに知られており、また、実際
的にも採用されている。しかしながら、この方法は、材
料の堆積速度が遅く、工程が繁雑で製造性が悪いという
欠点がある。このため、大型や複雑形状の部材の製造を
困難にするとともに、製品を異常に高価なものとしてし
まう。このため、その特性や、応用への期待が大きいも
のの、傾斜機能材料については、その組成、組織の構造
と製造方法とが実用化に有意なものとして確立されてい
ないため、いまだに産業的な展望が切拓かれないでい
る。この発明は、以上の通りの事情に鑑みてなされたも
のであり、従来の傾斜機能材料に関する技術的限界を克
服し、新しい材料構成と、そのための製造方法を提供す
ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】この発明は、上記の課題
を解決するものとして、Ｔｉもしくはその合金領域、Ｔ
ｉ5 Ｓｉ3 系化合物領域、及びＴｉもしくはその合金と
Ｔｉ5 Ｓｉ3 系化合物の混合領域を有し、この混合領域
においてはＴｉもしくはその合金相とＴｉ5 Ｓｉ3 相の
比率はほぼ連続的に変化し、混合領域のＴｉが濃化した
部分はＴｉ領域に接し、Ｔｉ5 Ｓｉ3 が濃化した部分は
Ｔｉ5 Ｓｉ3 領域に接することを特徴とする傾斜組成を
有するＴｉ／Ｔｉ5 Ｓｉ3 系傾斜機能材料を提供する。
また、この発明は、Ｔｉもしくはその合金にＴｉ5 Ｓｉ
3 系化合物を積層するか、またはＴｉ5 Ｓｉ3 系化合物
を被覆した後、１６００Ｋ以上の温度に加熱することを
特徴とする傾斜組成を有するＴｉ／Ｔｉ5 Ｓｉ3 系傾斜
機能材料の製造方法をも提供する。すなわち、この発明
では、高性能でかつ製造容易な傾斜機能材料を作製する
ための材料の組み合わせと傾斜機能材料化するための技
術を提案する。ここでの傾斜機能材料は、高融点と優れ
た軽量性・耐酸化性をもつＴｉ5 Ｓｉ3 系金属間化合物
領域とＴｉもしくはその合金領域及びその間に存在する
両者の混合領域から成り立ち、混合領域においては両物
質の分布密度は連続的に変化する。そして、この発明で
は、Ｔｉもしくはその合金成形材とＴｉ5 Ｓｉ3 系化合
物とから、相関係と組織制御技術を利用した熱処理のみ
で上記傾斜機能材料を製造する。Ｔｉ5 Ｓｉ3 系金属間
化合物の熱膨脹係数はセラミックスに較べ遥かに金属に
近いため、熱膨脹係数の差から生じる熱歪みは従来の傾
斜機能材料よりも格段に小さい。このため急峻な温度勾
配や熱疲労により発生する割れは従来の傾斜機能材料に
較べて著しく減少する。金属間化合物Ｔｉ5 Ｓｉ3 は比
重が４．３と軽量である上に、２４００Ｋという高融点
と優れた耐酸化性をもっており、過酷環境に直面する材
料としては金属間化合物の中では最も適している。ま
た、傾斜機能材料作製のために利用する反応温度は１６
００Ｋというように他の材料系では例を見ないほど高
い。これは作製した傾斜機能材料が充分に高温で使用で
きることを意味している。これまでに提案されている傾
斜機能材料は製造性が悪いが、この発明は、この問題を
一挙に解決している。このことは、この発明では、共晶
接合を利用してＴｉ／Ｔｉ5 Ｓｉ3 系傾斜機能材料を実
現しているからである。ここでＴｉは純チタン及びＴｉ
−Ａｌ，Ｔｉ−Ａｌ−Ｖ系等の各種チタン合金を意味
し、Ｔｉ5 Ｓｉ3 は金属間化合物Ｔｉ5 Ｓｉ3 をベース
として他元素の添加など組成制御したＴｉ5 Ｓｉ3 基合
金を含み、さらに各種方法により組織制御を行ったＴｉ
5 Ｓｉ3 基合金、さらには不可避的不純物成分を含有す
るＴｉもしくはその合金およびＴｉ5 Ｓｉ3 のすべてが
この発明の対象となる。１６００Ｋ以上の温度への加熱
処理としてこの共晶接合を実施するが、そのためには、
まず、Ｔｉもしくはその合金とＴｉ5 Ｓｉ3 系化合物を
密着させることが必要である。Ｔｉ5 Ｓｉ3 系化合物を
Ｔｉ合金に密着させる方法としてはＴｉもしくはその合
金部材の形状により様々な形態が考えられる。たとえば
単なる重ね合せによる積層はもとより、溶射による被
覆、物理的・化学的方法による蒸着、粉末の散布などで
ある。この発明では、共晶接合の目的をもってＴｉもし
くはその合金とＴｉ5 Ｓｉ3 系化合物を密着させるこれ
らの全ての操作が許容される。 共晶接合についてさら
に説明すると、まず、図１は、Ｔｉ−Ｓｉの２元系平衡
状態図を示したものであるが、この図からＴｉとＴｉ5
Ｓｉ3 は平衡状態で共存することができ、両者の間には
約１６００Ｋに共晶反応が存在することがわかる。これ
は１６００Ｋ以上に温度を上げるとＴｉとＴｉ5 Ｓｉ3
の界面が融解を始め、共晶組成（図１のＥ）の融液が形
成される。この融液量の増加は固相Ｔｉから融液へＴｉ
が溶ける速度と固相Ｔｉ5 Ｓｉ3 が融液へ溶ける速度に
よって定まる。ＴｉとＳｉ5 Ｓｉ3 接合対の温度を１７
００Ｋに上げると図１のａ〜ｂの間の組成では融液にな
る。融液の量は融液にＴｉやＴｉ5 Ｓｉ3 が溶け込むこ
とによって増加するが、この溶け込みによってＴｉ側の
固相界面に近い位置の融液は組成ａに、Ｔｉ5 Ｓｉ3 側
の固相界面に近い位置の融液は組成ｂに保たれる。そし
て両端の間の融液の組成は連続的に変化する。すなわ
ち、融液における傾斜組成の形成である。一方、融液の
一部は粒界などを通じてＴｉ側及びＴｉ5 Ｓｉ3 側固相
内に浸透する。形成された傾斜組成物融液の冷却時の挙
動については、組成がＥよりＴｉ側の融液ではＴｉが、
またＥよりＴｉ5 Ｓｉ3 側の融液ではＴｉ5 Ｓｉ3 が核
生成−成長する。残った融液は冷却とともに量を減じな
がらＥの組成に近ずく。Ｅの組成の融液では１６００Ｋ
でＴｉとＴｉ5 Ｓｉ3 が同時に晶出し、いわゆる共晶組
織となる。つまり、冷却後形成される組織は傾斜組成に
対応して、Ｔｉ初晶、共晶、Ｔｉ5 Ｓｉ3 初晶となる。
この組織分布は１６００Ｋ以上の温度に加熱することに
より傾斜組成が実現していることを示している。このよ
うな共晶反応の結果、Ｔｉ／Ｔｉ5 Ｓｉ3 系の共晶凝固
組織は、ＴｉとＴｉ5 Ｓｉ3 が交互に積み重なった層状
組織となる。ただ、一般に延性や靱性は層状組織よりも
粒状組織の方が優れているので、熱衝撃や熱勾配などに
よる割れ発生に対しては粒状組織の方が抵抗力がある。
そこで、接合によって生じるＴｉ／Ｔｉ5 Ｓｉ3 系共晶
組織を改質することも有効である。接合物を１６００Ｋ
以下の温度で均質化再加熱すると共晶反応で生じる層状
組織は粒状化し、材料の延性・靱性は改善される。以
下、実施例を示し、さらに詳しくこの発明について説明
する。
を解決するものとして、Ｔｉもしくはその合金領域、Ｔ
ｉ5 Ｓｉ3 系化合物領域、及びＴｉもしくはその合金と
Ｔｉ5 Ｓｉ3 系化合物の混合領域を有し、この混合領域
においてはＴｉもしくはその合金相とＴｉ5 Ｓｉ3 相の
比率はほぼ連続的に変化し、混合領域のＴｉが濃化した
部分はＴｉ領域に接し、Ｔｉ5 Ｓｉ3 が濃化した部分は
Ｔｉ5 Ｓｉ3 領域に接することを特徴とする傾斜組成を
有するＴｉ／Ｔｉ5 Ｓｉ3 系傾斜機能材料を提供する。
また、この発明は、Ｔｉもしくはその合金にＴｉ5 Ｓｉ
3 系化合物を積層するか、またはＴｉ5 Ｓｉ3 系化合物
を被覆した後、１６００Ｋ以上の温度に加熱することを
特徴とする傾斜組成を有するＴｉ／Ｔｉ5 Ｓｉ3 系傾斜
機能材料の製造方法をも提供する。すなわち、この発明
では、高性能でかつ製造容易な傾斜機能材料を作製する
ための材料の組み合わせと傾斜機能材料化するための技
術を提案する。ここでの傾斜機能材料は、高融点と優れ
た軽量性・耐酸化性をもつＴｉ5 Ｓｉ3 系金属間化合物
領域とＴｉもしくはその合金領域及びその間に存在する
両者の混合領域から成り立ち、混合領域においては両物
質の分布密度は連続的に変化する。そして、この発明で
は、Ｔｉもしくはその合金成形材とＴｉ5 Ｓｉ3 系化合
物とから、相関係と組織制御技術を利用した熱処理のみ
で上記傾斜機能材料を製造する。Ｔｉ5 Ｓｉ3 系金属間
化合物の熱膨脹係数はセラミックスに較べ遥かに金属に
近いため、熱膨脹係数の差から生じる熱歪みは従来の傾
斜機能材料よりも格段に小さい。このため急峻な温度勾
配や熱疲労により発生する割れは従来の傾斜機能材料に
較べて著しく減少する。金属間化合物Ｔｉ5 Ｓｉ3 は比
重が４．３と軽量である上に、２４００Ｋという高融点
と優れた耐酸化性をもっており、過酷環境に直面する材
料としては金属間化合物の中では最も適している。ま
た、傾斜機能材料作製のために利用する反応温度は１６
００Ｋというように他の材料系では例を見ないほど高
い。これは作製した傾斜機能材料が充分に高温で使用で
きることを意味している。これまでに提案されている傾
斜機能材料は製造性が悪いが、この発明は、この問題を
一挙に解決している。このことは、この発明では、共晶
接合を利用してＴｉ／Ｔｉ5 Ｓｉ3 系傾斜機能材料を実
現しているからである。ここでＴｉは純チタン及びＴｉ
−Ａｌ，Ｔｉ−Ａｌ−Ｖ系等の各種チタン合金を意味
し、Ｔｉ5 Ｓｉ3 は金属間化合物Ｔｉ5 Ｓｉ3 をベース
として他元素の添加など組成制御したＴｉ5 Ｓｉ3 基合
金を含み、さらに各種方法により組織制御を行ったＴｉ
5 Ｓｉ3 基合金、さらには不可避的不純物成分を含有す
るＴｉもしくはその合金およびＴｉ5 Ｓｉ3 のすべてが
この発明の対象となる。１６００Ｋ以上の温度への加熱
処理としてこの共晶接合を実施するが、そのためには、
まず、Ｔｉもしくはその合金とＴｉ5 Ｓｉ3 系化合物を
密着させることが必要である。Ｔｉ5 Ｓｉ3 系化合物を
Ｔｉ合金に密着させる方法としてはＴｉもしくはその合
金部材の形状により様々な形態が考えられる。たとえば
単なる重ね合せによる積層はもとより、溶射による被
覆、物理的・化学的方法による蒸着、粉末の散布などで
ある。この発明では、共晶接合の目的をもってＴｉもし
くはその合金とＴｉ5 Ｓｉ3 系化合物を密着させるこれ
らの全ての操作が許容される。 共晶接合についてさら
に説明すると、まず、図１は、Ｔｉ−Ｓｉの２元系平衡
状態図を示したものであるが、この図からＴｉとＴｉ5
Ｓｉ3 は平衡状態で共存することができ、両者の間には
約１６００Ｋに共晶反応が存在することがわかる。これ
は１６００Ｋ以上に温度を上げるとＴｉとＴｉ5 Ｓｉ3
の界面が融解を始め、共晶組成（図１のＥ）の融液が形
成される。この融液量の増加は固相Ｔｉから融液へＴｉ
が溶ける速度と固相Ｔｉ5 Ｓｉ3 が融液へ溶ける速度に
よって定まる。ＴｉとＳｉ5 Ｓｉ3 接合対の温度を１７
００Ｋに上げると図１のａ〜ｂの間の組成では融液にな
る。融液の量は融液にＴｉやＴｉ5 Ｓｉ3 が溶け込むこ
とによって増加するが、この溶け込みによってＴｉ側の
固相界面に近い位置の融液は組成ａに、Ｔｉ5 Ｓｉ3 側
の固相界面に近い位置の融液は組成ｂに保たれる。そし
て両端の間の融液の組成は連続的に変化する。すなわ
ち、融液における傾斜組成の形成である。一方、融液の
一部は粒界などを通じてＴｉ側及びＴｉ5 Ｓｉ3 側固相
内に浸透する。形成された傾斜組成物融液の冷却時の挙
動については、組成がＥよりＴｉ側の融液ではＴｉが、
またＥよりＴｉ5 Ｓｉ3 側の融液ではＴｉ5 Ｓｉ3 が核
生成−成長する。残った融液は冷却とともに量を減じな
がらＥの組成に近ずく。Ｅの組成の融液では１６００Ｋ
でＴｉとＴｉ5 Ｓｉ3 が同時に晶出し、いわゆる共晶組
織となる。つまり、冷却後形成される組織は傾斜組成に
対応して、Ｔｉ初晶、共晶、Ｔｉ5 Ｓｉ3 初晶となる。
この組織分布は１６００Ｋ以上の温度に加熱することに
より傾斜組成が実現していることを示している。このよ
うな共晶反応の結果、Ｔｉ／Ｔｉ5 Ｓｉ3 系の共晶凝固
組織は、ＴｉとＴｉ5 Ｓｉ3 が交互に積み重なった層状
組織となる。ただ、一般に延性や靱性は層状組織よりも
粒状組織の方が優れているので、熱衝撃や熱勾配などに
よる割れ発生に対しては粒状組織の方が抵抗力がある。
そこで、接合によって生じるＴｉ／Ｔｉ5 Ｓｉ3 系共晶
組織を改質することも有効である。接合物を１６００Ｋ
以下の温度で均質化再加熱すると共晶反応で生じる層状
組織は粒状化し、材料の延性・靱性は改善される。以
下、実施例を示し、さらに詳しくこの発明について説明
する。
【実施例】非消耗電極式アルゴンアーク溶解炉によって
溶製したＴｉ5 Ｓｉ3 ボタンインゴットより１０×１０
×５ｍｍの試験片を採取し、これに同一サイズのＴｉ板
を重ね合せ、アルゴンガス雰囲気中にてＴｉ−Ｔｉ5 Ｓ
ｉ3 共晶温度より高い１６３３Ｋに３．６ｋｓ加熱して
ＴｉとＴｉ5 Ｓｉ3 を溶融拡散接合させた後、炉冷し
た。この時母材と接合層との界面には剥離・亀裂の発生
は認められなかった。生成した接合層の組織は、Ｔｉ母
材側ではまずαＴｉ中に粒状Ｔｉ5 Ｓｉ3 があらわれ、
続いてαＴｉ中にＴｉとＴｉ5 Ｓｉ3 の層状組織、次に
全面的層状組織へと変化した。Ｔｉ5 Ｓｉ3 母材側へ近
ずくとＴｉ5 Ｓｉ3 中に層状組織、続いてＴｉ5 Ｓｉ3
中に粒状αＴｉ、最後はＴｉ5 Ｓｉ3 母材となってい
た。次いで、このようにして形成したＴｉ／Ｔｉ5 Ｓｉ
3 系接合材料に１５７３Ｋで８６．４ｋｓ焼鈍を施すと
接合層内の層状組織は消失し、Ｔｉ母材側では粒状のＴ
ｉ5 Ｓｉ3 を含む組織に、またＴｉ5 Ｓｉ3 母材側では
粒状αＴｉを含む組織に変化した。この状態の断面ＳＥ
Ｍ像を示したものが図２である。
溶製したＴｉ5 Ｓｉ3 ボタンインゴットより１０×１０
×５ｍｍの試験片を採取し、これに同一サイズのＴｉ板
を重ね合せ、アルゴンガス雰囲気中にてＴｉ−Ｔｉ5 Ｓ
ｉ3 共晶温度より高い１６３３Ｋに３．６ｋｓ加熱して
ＴｉとＴｉ5 Ｓｉ3 を溶融拡散接合させた後、炉冷し
た。この時母材と接合層との界面には剥離・亀裂の発生
は認められなかった。生成した接合層の組織は、Ｔｉ母
材側ではまずαＴｉ中に粒状Ｔｉ5 Ｓｉ3 があらわれ、
続いてαＴｉ中にＴｉとＴｉ5 Ｓｉ3 の層状組織、次に
全面的層状組織へと変化した。Ｔｉ5 Ｓｉ3 母材側へ近
ずくとＴｉ5 Ｓｉ3 中に層状組織、続いてＴｉ5 Ｓｉ3
中に粒状αＴｉ、最後はＴｉ5 Ｓｉ3 母材となってい
た。次いで、このようにして形成したＴｉ／Ｔｉ5 Ｓｉ
3 系接合材料に１５７３Ｋで８６．４ｋｓ焼鈍を施すと
接合層内の層状組織は消失し、Ｔｉ母材側では粒状のＴ
ｉ5 Ｓｉ3 を含む組織に、またＴｉ5 Ｓｉ3 母材側では
粒状αＴｉを含む組織に変化した。この状態の断面ＳＥ
Ｍ像を示したものが図２である。
【発明の効果】以上の通りのこの発明によって、以下の
通りの優れた効果が得られる。 １）複雑形状の傾斜機能材料が容易に製造できる。すな
わち、これまでも傾斜機能材料という概念は存在した
が、製造工程の複雑さのために実用の対象からは遥かに
かけ離れた存在であった。それがこの発明により、容易
に製造でき、実用化し得ることになる。 ２）Ｔｉ／Ｔｉ5 Ｓｉ3 系傾斜機能材料は軽量で苛酷環
境下で使用できる。このため、宇宙往換機やＳＳＴの機
体材料として使用できる。航空機や自動車用エンジン、
及び発電用タービンなどに適用して高性能化が可能にな
る。 ３）Ｔｉ／Ｔｉ5 Ｓｉ3 系傾斜機能材料は、苛酷環境下
で使用できる修復容易な材料である。このため、たとえ
ば石炭液化などエネルギー関係の装置は苛酷環境下で稼
働し、これに耐え得る材料がないことが隘路になり機器
開発は阻害されてきたが、この発明の材料を適用するこ
とにより今後大きく進展することが期待される。
通りの優れた効果が得られる。 １）複雑形状の傾斜機能材料が容易に製造できる。すな
わち、これまでも傾斜機能材料という概念は存在した
が、製造工程の複雑さのために実用の対象からは遥かに
かけ離れた存在であった。それがこの発明により、容易
に製造でき、実用化し得ることになる。 ２）Ｔｉ／Ｔｉ5 Ｓｉ3 系傾斜機能材料は軽量で苛酷環
境下で使用できる。このため、宇宙往換機やＳＳＴの機
体材料として使用できる。航空機や自動車用エンジン、
及び発電用タービンなどに適用して高性能化が可能にな
る。 ３）Ｔｉ／Ｔｉ5 Ｓｉ3 系傾斜機能材料は、苛酷環境下
で使用できる修復容易な材料である。このため、たとえ
ば石炭液化などエネルギー関係の装置は苛酷環境下で稼
働し、これに耐え得る材料がないことが隘路になり機器
開発は阻害されてきたが、この発明の材料を適用するこ
とにより今後大きく進展することが期待される。
【図１】Ｔｉ−Ｓｉの２元系平衡状態図である。
【図２】実施例としてのＴｉ／Ｔｉ5 Ｓｉ3 傾斜機能材
料の断面ＳＥＭ像図である。
料の断面ＳＥＭ像図である。
【図１】
【図２】
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成５年１１月１２日
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】Ｔｉ−Ｓｉの２元系平衡状態図である。
【図２】実施例としてのＴｉ／Ｔｉ5 Ｓｉ3 傾斜機能材
料の断面ＳＥＭ像図である。 ─────────────────────────────────────────────────────
料の断面ＳＥＭ像図である。 ─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成５年１１月１２日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【図２】
Claims (4)
- 【請求項１】 Ｔｉもしくはその合金領域、Ｔｉ5 Ｓｉ
3 系化合物領域、及びＴｉもしくはその合金とＴｉ5 Ｓ
ｉ3 系化合物の混合領域を有し、この混合領域において
はＴｉもしくはその合金相とＴｉ5 Ｓｉ3 相の比率はほ
ぼ連続的に変化し、混合領域のＴｉが濃化した部分はＴ
ｉ領域に接し、Ｔｉ5 Ｓｉ3 が濃化した部分はＴｉ5 Ｓ
ｉ3 領域に接することを特徴とする傾斜組成を有するＴ
ｉ／Ｔｉ5 Ｓｉ3 系傾斜機能材料。 - 【請求項２】 Ｔｉもしくはその合金にＴｉ5 Ｓｉ3 系
化合物を積層するか、またはＴｉ5 Ｓｉ3 系化合物を被
覆した後、１６００Ｋ以上の温度に加熱することを特徴
とする請求項１の傾斜組成を有するＴｉ／Ｔｉ5 Ｓｉ3
系傾斜機能材料の製造方法。 - 【請求項３】 真空また不活性ガス中において加熱する
請求項２の製造方法。 - 【請求項４】 請求項２または３により得られた材料を
１６００Ｋ以下において再加熱するＴｉ／Ｔｉ5 Ｓｉ3
系傾斜機能材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4272549A JPH0823054B2 (ja) | 1992-09-17 | 1992-09-17 | Ｔｉ／Ｔｉ５ Ｓｉ３ 系傾斜機能材料とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4272549A JPH0823054B2 (ja) | 1992-09-17 | 1992-09-17 | Ｔｉ／Ｔｉ５ Ｓｉ３ 系傾斜機能材料とその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06220558A true JPH06220558A (ja) | 1994-08-09 |
| JPH0823054B2 JPH0823054B2 (ja) | 1996-03-06 |
Family
ID=17515455
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4272549A Expired - Lifetime JPH0823054B2 (ja) | 1992-09-17 | 1992-09-17 | Ｔｉ／Ｔｉ５ Ｓｉ３ 系傾斜機能材料とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0823054B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106916987A (zh) * | 2017-03-09 | 2017-07-04 | 盐城工学院 | Ti5Si3近等轴颗粒增强钛基复合材料及其制备方法 |
| CN112176214A (zh) * | 2020-09-14 | 2021-01-05 | 哈尔滨工业大学 | 一种新型的Ti5Si3颗粒增强网状孔壁的TiAl基多孔材料及其制备方法 |
| CN118308669A (zh) * | 2024-06-04 | 2024-07-09 | 中国兵器科学研究院宁波分院 | 一种梯度钛基材料及其制备方法 |
-
1992
- 1992-09-17 JP JP4272549A patent/JPH0823054B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106916987A (zh) * | 2017-03-09 | 2017-07-04 | 盐城工学院 | Ti5Si3近等轴颗粒增强钛基复合材料及其制备方法 |
| CN106916987B (zh) * | 2017-03-09 | 2019-01-25 | 盐城工学院 | Ti5Si3近等轴颗粒增强钛基复合材料及其制备方法 |
| CN112176214A (zh) * | 2020-09-14 | 2021-01-05 | 哈尔滨工业大学 | 一种新型的Ti5Si3颗粒增强网状孔壁的TiAl基多孔材料及其制备方法 |
| CN118308669A (zh) * | 2024-06-04 | 2024-07-09 | 中国兵器科学研究院宁波分院 | 一种梯度钛基材料及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0823054B2 (ja) | 1996-03-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |