2020年度

JFCC研究成果集

マテリアル革新力を支える新材料開発と先端解析技術

1研究成果 / 革新複合材料・機能材料

R-9

2020

レーザー直接加熱によるSiC系共晶材料の作製

課題

SiC系共晶部材は優れた機械的特性を示すことが知られているが、共晶点は2000 ℃以上であり、アーク溶解などの超高温プロセスでのみ得られている。
また、難加工性のため工業利用にはニアネットシェイププロセスが必要である。

解決手段

・レーザーを用いた局所溶融による共晶材料の作製
  ⇒レーザーを圧粉成形体に直接照射
  ⇒照射位置での局所的な溶融-凝固とレーザー走査による部材作製

成果・新規性

・Nd:YAGレーザーを用いたSiC系共晶セラミックスの製造プロセスを開発
⇒レーザー照射により超高温を容易に実現でき、走査によって任意の領域の溶融凝固が可能
⇒ニアネットシェイプ共晶材料プロセスが実現

・実験方法:SiCとVB2またはB4Cの混合粉末にレーザーを直接照射してSiC共晶体を作製

レーザー走査中の表面温度と照射後の微構造(300 W/cm2、スキャン速度:100 mm/s)
レーザー照射後の断面微構造
(300 W/cm2、スキャン速度:30 mm/s)

期待される市場・応用

・切削工具などの硬質材料、高温構造材料