所報 103

7/50

－　　－5Published PaperProperties of Pure Aluminum Fabricated through Mechanical Milling andSpark Plasma Sintering ProcessMasahiro KUBOTAPure aluminum powders were mechanically milled (MM) using a vibration type of ball mill, and MMed powders were consolidated into bulk materials by the spark plasma sintering (SPS) technique. Changes in hardness and solid state reactions of the bulk materials have been examined using hardness measurements and X-ray diffraction (XRD), and the mechanical properties and microstructures of the bulk materials have been studied using hardness measurements, compression tests and transmission electron microscopy (TEM). The full density of the bulk materials was obtained with the condition of applied pressure at 15.4 kN at 873 K for 1 h. Formation of both γ- Al2O3 and Al4C3 was observed in the bulk materials, and no significant hardness changes in the bulk materials were observed after heating up to 873 K for 500 h. The Vickers hardness of the bulk materials fabricated from 0 h and 64 h MMed pure aluminum powders exhibited 39 HV and 180 HV, respectively, and the nominal compressive strength of the bulk materials fabricated from 0 h and 8 h MMed pure aluminum powders showed 80 MPa and 500 MPa, respectively. Keywords: mechanical milling, spark plasma sintering, pure aluminum, hardness, electrical conductivityMM-SPSプロセスで作製した純アルミニウムの特性本研究では溶解鋳造法と加工熱処理を組み合わせたプロセスではなく，MM-SPSプロセスを組み合わせた粉末冶金法を純アルミニウムに適用し，合金元素を添加せずに耐熱性に優れ，かつ高強度を有する純アルミニウムの創製を試みた。MM処理した粉末をSPS装置で固化成形する際，加熱によって固相反応が誘起されγ-Al2O3または/およびAl4C3 がin-situ生成し，機械的性質が向上する可能性がある。SPS装置で固化成形されたバルク材の機械的性質を硬さ試験および圧縮試験で評価し，バルク材の組織を透過型電子顕微鏡(Transmission Electron Microscopy : TEM)で観察した。また，バルク材の導電率を測定した。作製したバルク材の硬さは，125 HV以上を示し，873 Kの加熱に対しても極端な硬さの低下は認められず，優れた熱的安定性を示した。室温におけるバルク材の圧縮耐力は，A7075-T6材の引張強さと同等レベルを示した。バルク材の導電率は，A1060合金より約30 %低い値を示した。MM-SPSプロセスで作製した純アルミニウムのバルク材は，耐熱性に優れ，かつ高強度ならびに相対的に高い導電率を示すことが明らかとなった。キーワード：メカニカルミリング，放電プラズマ焼結，純アルミニウム，硬度，導電率Journal （掲載誌）Journal of the Japan Institute of Light Metals, Vol. 62, No. 11, 2012, pp. 424–428.