高機能金属基複合材料の粉末開発と積層造形技術の構築

抄録

レーザ粉末床溶融結合法（L-PBF）は，複雑な構造を有する高性能金属基複合材料（MMC）を製造するための最新かつ有望な技術である．しかし，原料粉末には，高い真球度，優れた流動性および充填性，狭い粒度分布などの特性が求められるが，これらを従来のボールミル処理によって達成するのは困難である．本研究では，超微細気泡水（UFB）を活用し，ヘテロ凝集法によって高機能金属基複合粉末を作製する新たな手法を提案した．まず，作製時間および気体流量を調整することで，UFBの特性を効果的に制御した．UFBは静電気的相互作用により，金属（Ti，Feなど）粉末の表面に正に帯電したセラミックス粒子（ZrO₂，CuOなど）を均一に付着させることができた．得られた複合粉末の形態を観察するとともに，その混合メカニズムについても検討を行った．特に，CuO/Ti複合粉末を例として，L-PBFによりCuおよびO元素によって強化された新規なTi合金の作製に成功し，機械的特性の向上が確認された．