ポーラスマグネシウムの発泡特性および気孔性状に及ぼすプリカーサ加熱条件の影響

摘要

圧縮ねじり加工によりAZ91合金チップ，TiH_2粉末から成形したプリカーサの加熱および冷却条件が発泡特性，気孔性状に及ぼす影響を検討し，以下の結果を得た。（1）プリカーサはAZ91合金の固相線温度付近から膨張を開始し，液相線温度を超えると，膨張の速度が著しく上昇した。最大発泡を維持するのは，数秒程度の極めて短時間であり，その後，急速に収縮した。（2）平均昇温速度が1～3K/sの範囲では，昇温速度が増加するにつれて，相対投影面積の最大値は増加し，最大に達するまでの時間が短くなった。また，最大発泡時にHeガス冷却した試料の気孔率，気孔数は昇温速度の増加とともに増加し，気孔サイズは減少した。（3）加熱温度がAZ91合金の液相線温度以上の場合，粗大な気孔がみられ，気孔サイズのばらつきが大きくなった。（4）最大加熱温度が液相線温度以下の場合，気孔率は冷却速度の影響を受けなかったのに対し，最大加熱温度が液相線温度以上である場合，冷却速度が遅いと気孔率は大きく減少した。Porous magnesium was fabricated from a precursor made of AZ91 magnesium machined chips. The effect of thermal conditions (heating rate, heating temperature and cooling rate) of the precursor on foaming behavior and pore morphology was investigated. The precursor started to expand at around the solidus temperature of AZ91 magnesium alloy, and accelerated its expansion rate after the temperature exceeded the liquids line. The maximum expansion was sustained only for a few seconds, and the specimen shrunk rapidly by heating the specimen continuously. The degree of maximum expansion became higher and the pore size became smaller by increasing the heating rate from 1K/s to 3K/s. The porosity of porous magnesium increased by increasing the processing temperature up to 660 deg C, whereas the pore size became larger and inhomogeneous. The cooling rate also turned out to be an important factor to maintain high porosity. With the low cooling rate, pores tended to collapse and porosity became lower during the cooling period.