Mo添加ジルコニウム炭硫化物の燃焼合成とその性質

抄録

本研究では、遷移金属であるジルコニウムの炭硫化物を基本組成とするもの（Zr₄C₂S₂）にMoを添加して燃焼合成を行い、その微細組織および硬度を調べた。Mo無添加の組成では、その激しい反応のために試料は飛散し回収困難であったが、高融点のMoを添加することで試料の回収率は向上した。XRDの結果から各組成において目的のZr₄C₂S₂相が生成したが、これと同時に副生成物として硬質のMo₂C相、ZrC相も生成した。副生成物を最も抑えた組成はMo添加割合ｘ＝0.2のときであった。一方、Moの添加量の増大に伴い硬度値が上昇した。これをXRDの結果と勘案すると、炭化物相形成による硬化と共に固溶硬化の可能性を示唆している。試料のSEM観察結果からは、Mo無添加試料では板状結晶が密着していたのに対して、Moを加えたZr:Mo:C:S= 1.6:0.4:1:1の組成をもつものでは層間剥離が生じやすい二枚板構造が観察された。また、同試料のTEM観察からはMoS₂と類似した層状構造が観察された。このことから同試料は固体潤滑材としての利用が期待できる。